„23-годишна стјуардеса на „Чајна Саутерн ерлајнс“ беше електрифицирана додека разговараше на својот iPhone5 додека се полнеше“, веста привлече големо внимание на интернет. Можат ли полначите да загрозат животи? Експертите го анализираат истекувањето на трансформаторот во полначот за мобилен телефон, истекување на наизменична струја од 220VAC до крајот на еднонасочната струја и преку кабелот за податоци до металната обвивка на мобилниот телефон, што на крајот доведува до електричен удар, појава на неповратна трагедија.
Па зошто излезот на полначот за мобилен телефон доаѓа со 220V AC? На што треба да обрнеме внимание при изборот на изолирано напојување? Како да се направи разлика помеѓу изолирани и неизолирани напојувања? Општото мислење во индустријата е:
1. Изолирано напојувањеНема директна електрична врска помеѓу влезната јамка и излезната јамка на напојувањето, а влезот и излезот се во изолирана состојба со висок отпор без струјна јамка, како што е прикажано на Слика 1:
2, неизолирано напојување:Постои еднонасочна струја помеѓу влезот и излезот, на пример, влезот и излезот се заеднички. Изолирано коло за враќање на струја и неизолирано коло на BUCK се земени како примери, како што е прикажано на Слика 2. Слика 1 Изолирано напојување со трансформатор
1. Предности и недостатоци на изолирано напојување и неизолирано напојување
Според горенаведените концепти, за вообичаената топологија на напојување, неизолираното напојување главно вклучува Buck, Boost, buck-boost итн. Изолационото напојување главно има различни топологии од flyback, forward, half-bridge, LLC и други топологии со изолациски трансформатори.
Во комбинација со најчесто користените изолирани и неизолирани напојувања, интуитивно можеме да ги добиеме некои од нивните предности и недостатоци, предностите и недостатоците на двата се речиси спротивни.
За да користите изолирани или неизолирани напојувања, потребно е да разберете како на самиот проект му се потребни напојувања, но пред тоа, можете да ги разберете главните разлики помеѓу изолираните и неизолираните напојувања:
① Модулот за изолација има висока сигурност, но висока цена и ниска ефикасност.
②Структурата на неизолираниот модул е многу едноставна, има ниска цена, висока ефикасност и слаби безбедносни перформанси.
Затоа, во следниве случаи, се препорачува употреба на изолирано напојување:
① Во случај на можни случаи на електричен удар, како што е префрлање на електрична енергија од мрежата на нисконапонски еднонасочен напон, потребно е да се користи изолирано напојување со наизменична-еднонасочна струја;
② Сериската комуникациска магистрала пренесува податоци преку физички мрежи како што се RS-232, RS-485 и локалната мрежа на контролерот (CAN). Секој од овие меѓусебно поврзани системи е опремен со сопствено напојување, а растојанието помеѓу системите е често големо. Затоа, обично треба да го изолираме напојувањето за електрична изолација за да ја осигуриме физичката безбедност на системот. Со изолирање и прекинување на заземјувачката јамка, системот е заштитен од минливо влијание на висок напон и се намалува дисторзијата на сигналот.
③ За надворешни I/O порти, за да се обезбеди сигурно работење на системот, се препорачува да се изолира напојувањето на I/O портите.
Резимираната табела е прикажана во Табела 1, а предностите и недостатоците на двата се речиси спротивни.
Табела 1 Предности и недостатоци на изолирани и неизолирани напојувања
2, Изборот на изолирана моќност и неизолирана моќност
Со разбирање на предностите и недостатоците на изолираните и неизолираните напојувања, секое од нив има свои предности и бевме во можност да донесеме точни проценки за некои вообичаени опции за вградени напојувања:
① Напојувањето на системот генерално се користи за подобрување на перформансите против пречки и обезбедување сигурност.
② Напојување на IC или дел од колото во печатената плочка, почнувајќи од економично и обемно, преференцијална употреба на неизолациски шеми.
③ За безбедносни барања, доколку треба да го поврзете AC-DC на општинската електрична мрежа или напојувањето за медицинска употреба, за да ја осигурите безбедноста на лицето, мора да го користите напојувањето. Во некои случаи, мора да го користите напојувањето за да ја зајакнете изолацијата.
④ За напојување на далечинска индустриска комуникација, со цел ефикасно да се намалат ефектите од географските разлики и пречките од спојувањето на жиците, генерално се користи за посебно напојување за напојување на секој комуникациски јазол поединечно.
⑤ За користење на напојување од батерија, се користи неизолационо напојување за строг век на траење на батеријата.
Со разбирање на предностите и недостатоците на изолираното и неизолационото напојување, тие имаат свои предности. За некои најчесто користени дизајни на вградени напојувања, можеме да ги сумираме приликите на нивниот избор.
1.Iнапојување со сончева енергија
За да се подобрат перформансите против пречки и да се обезбеди сигурност, генерално се користи изолација.
За безбедносни барања, доколку треба да се поврзете со AC-DC на општинската електрична мрежа или со напојување за медицинска употреба и бели апарати, за да се осигури безбедноста на лицето, мора да го користите напојувањето, како што е MPS MP020, за оригиналното AC-DC напојување, погодно за апликации од 1 ~ 10W;
За напојување на далечински индустриски комуникации, со цел ефикасно да се намалат ефектите од географските разлики и пречките од жиченото спојување, генерално се користи за посебно напојување за напојување на секој комуникациски јазол поединечно.
2. Неизолационо напојување
Интегрирано коло или некое коло во печатената плочка се напојува според односот на цената и волуменот, а се претпочита неизолационо решение; како што е серијата MPS MP150/157/MP174, неизолиран AC-DC, погоден за 1 ~ 5W;
Во случај на работен напон под 36V, батеријата се користи за напојување, а постојат строги барања за издржливост, а се претпочита неизолационо напојување, како што е MP2451/MPQ2451 од MPS.
Предности и недостатоци на изолирано напојување и неизолационо напојување
Со разбирање на предностите и недостатоците на изолираното и неизолационото напојување, тие имаат свои предности. За некои најчесто користени избори на вградено напојување, можеме да ги следиме следниве услови за проценка:
Од безбедносни причини, доколку треба да се поврзете со AC-DC на општинската електрична мрежа или со напојувањето за медицински потреби, за да се обезбеди безбедноста на лицето, мора да го користите напојувањето, а во некои случаи мора да се искористи за подобрување на изолационото напојување.
Генерално, барањата за напон на изолација на напојувањето на модулот не се многу високи, но повисокиот напон на изолација може да обезбеди напојување на модулот со помала струја на истекување, поголема безбедност и сигурност, како и подобри EMC карактеристики. Затоа, општото ниво на напон на изолација е над 1500 VDC.
3, мерки на претпазливост при избор на модул за изолационо напојување
Отпорот на изолација на напојувањето се нарекува и антиелектрична јачина во националниот стандард GB-4943. Овој стандард GB-4943 е стандард за безбедност на информатичката опрема, што често го велиме, за да се спречат луѓето да бидат физички оштетени и електрични, вклучувајќи го и избегнувањето на оштетување од електричен удар, физичко оштетување, експлозија. Како што е прикажано подолу, структурната шема на изолационото напојување.
Дијаграм на структурата на моќта на изолација
Како важен индикатор за моќноста на модулот, стандардот е исто така пропишан во стандардот. Општо земено, тестот за поврзување со еднаков потенцијал генерално се користи за време на едноставно тестирање. Шематскиот дијаграм на поврзување е како што следува:
Значаен дијаграм на отпорност на изолација
Методи за тестирање:
Поставете го напонот на отпорот на напонот на одредената вредност на отпорот на напонот, струјата е поставена како одредена вредност на истекување, а времето е поставено на одредената вредност на времето за тестирање;
Работните мерачи на притисок почнуваат со тестирање и почнуваат со притискање. За време на пропишаното време за тестирање, модулот треба да биде без шари и без летечки лак.
Имајте предвид дека модулот за напојување за заварување треба да се избере за време на тестирањето за да се избегне повторно заварување и оштетување на модулот за напојување.
Дополнително, обрнете внимание:
1. Обрнете внимание дали е AC-DC или DC-DC.
2. Изолацијата на изолациониот модул за напојување. На пример, дали 1000V DC ги исполнува барањата за изолација.
3. Дали изолациониот напојувачки модул има сеопфатен тест за сигурност. Напојувачкиот модул треба да се изврши преку тестирање на перформансите, тестирање на толеранцијата, минливи услови, тестирање на сигурноста, тест за електромагнетна компатибилност на ЕМС, тестирање на високи и ниски температури, екстремно тестирање, тестирање на животниот век, тестирање на безбедноста итн.
4. Дали производствената линија на изолираниот напојувачки модул е стандардизирана. Производствената линија на напојувачкиот модул треба да помине голем број меѓународни сертификати како што се ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 итн., како што е прикажано на Слика 3 подолу.
Слика 3 ISO сертификација
5. Дали изолациониот модул за напојување се применува во сурови средини како што се индустријата и автомобилите. Модулот за напојување не се применува само во сурови индустриски средини, туку и во системот за управување со BMS на возила со нова енергија.
4,Tперцепцијата за моќ на изолација и моќ на неизолација
Прво, се објаснува едно недоразбирање: Многу луѓе мислат дека неизолационото напојување не е толку добро како изолационото напојување, бидејќи изолираното напојување е скапо, па затоа мора да биде скапо.
Зошто е подобро да се користи изолациска отколку неизолациска моќ според впечатокот на сите сега? Всушност, оваа идеја остана во идејата од пред неколку години. Бидејќи стабилноста на неизолацијата во претходните години навистина немаше изолација и стабилност, но со ажурирањето на технологијата за истражување и развој, неизолацијата сега е многу зрела и станува постабилна. Кога сме кај безбедноста, всушност, неизолациската моќ е исто така многу безбедна. Доколку структурата е малку променета, таа е сè уште безбедна за човечкото тело. Од истата причина, неизолациската моќ може да помине и многу безбедносни стандарди, како што се: Ultuvsaace.
Всушност, основната причина за оштетувањето на неизолационото напојување е предизвикано од зголемениот напон на двата краја од наизменичната линија за напојување. Исто така, може да се каже дека бранот на молња е пренапон. Овој напон е моментален висок напон на двата краја од наизменичната линија за напојување, понекогаш висок и до три илјади волти. Но, времето е многу кратко, а енергијата е исклучително силна. Тоа ќе се случи кога има гром или на истата наизменична линија, кога ќе се исклучи големо оптоварување, бидејќи ќе се појави и инерција на струјата. Колото на изолацијата BUCK веднаш ќе се пренесе на излезот, ќе го оштети прстенот за детекција на константна струја или дополнително ќе го оштети чипот, предизвикувајќи поминување на 300V и ќе ја изгори целата светилка. За изолационото антиагресивно напојување, MOS ќе се оштети. Феноменот е што складирањето, чипот и MOS цевките се изгорени. Сега напојувањето управувано од LED диоди е лошо за време на употреба, а повеќе од 80% се овие два слични феномена. Покрај тоа, малото прекинувачко напојување, дури и ако е адаптер за напојување, често е оштетено од овој феномен, кој е предизвикан од брановиден напон, а кај LED напојувањето, тоа е уште почесто. Ова е затоа што карактеристиките на оптоварувањето на LED диодата се особено плашат од бранови. Напонот.
Според општата теорија, колку помалку компоненти има во електронското коло, толку е поголема сигурноста, а колку е помала, толку е поголема сигурноста на печатената плоча на компонентата. Всушност, неизолационите кола се помали од изолационите кола. Зошто сигурноста на изолационото коло е висока? Всушност, не е сигурност, но неизолационото коло е премногу чувствително на пренапон, има слаба инхибиторна способност и изолационо коло, бидејќи енергијата прво влегува во трансформаторот, а потоа ја транспортира до LED оптоварувањето од трансформаторот. Колото за напојување е дел од влезното напојување директно до LED оптоварувањето. Затоа, првото има голема шанса за оштетување на пренапонот при потиснување и слабеење, па затоа е мало. Всушност, проблемот со неизолацијата главно се должи на проблемот со пренапонот. Во моментов, овој проблем е што само LED светилките можат да се видат од веројатноста дека можат да се видат од веројатноста. Затоа, многу луѓе не предложиле добар метод за превенција. Повеќе луѓе не знаат што е бранов напон, многу луѓе. LED светилките се скршени, а причината не може да се најде. На крајот, има само една реченица. Што е ова напојување нестабилно и ќе се смири. Каде е конкретното нестабилно, тој не знае.
Неизолационото напојување е ефикасно, а второ, цената е поповолна.
Неизолационото напојување е погодно за пригоди: Прво, тоа се внатрешни светилки. Оваа внатрешна електрична средина е подобра и влијанието на брановите е мало. Второ, пригодата на употреба е мал напон и мала струја. Неизолацијата не е значајна за нисконапонски струи, бидејќи ефикасноста на нисконапонските и големите струи не е поголема од изолацијата, а цената е помала. Трето, неизолационото напојување се користи во релативно стабилна средина. Секако, ако постои начин да се реши проблемот со потиснување на пренапонот, опсегот на примена на неизолационото напојување ќе биде значително проширен!
Поради проблемот со брановите, стапката на оштетување не треба да се потценува. Општо земено, видот на поправено враќање, оштетување на осигурувањето, чипот и MOS прво треба да се размисли за проблемот со брановите. За да се намали стапката на оштетување, потребно е да се земат предвид факторите на пренапон при дизајнирање или да се исклучат корисниците кога се користат и да се обидат да избегнат пренапон. (Како што се ламбите во затворен простор, исклучете ги привремено кога се борите)
Накратко, употребата на изолација и неизолација често се должи на проблемот со бранови бранови, а проблемот на брановите и електричната средина е тесно поврзан. Затоа, многу пати употребата на изолационо напојување и неизолационо напојување не може да се намали едно по едно. Трошоците се многу поволни, па затоа е потребно да се избере неизолационо или изолирано напојување како LED погон.
5. Резиме
Оваа статија ги воведува разликите помеѓу изолационата и неизолационата моќност, како и нивните соодветни предности и недостатоци, прилики за адаптација и изборот на изолациона моќност. Се надевам дека инженерите ќе можат да го користат ова како референца во дизајнот на производи. И откако производот ќе откаже, брзо да го позиционираат проблемот.
Време на објавување: 08 јули 2023
