„23-godišnja stjuardesa China Southern Airlinesa doživjela je strujni udar dok je razgovarala na svom iPhoneu 5 dok se punio“, vijest je privukla veliku pozornost na internetu. Mogu li punjači ugroziti živote? Stručnjaci analiziraju curenje transformatora unutar punjača za mobitel, curenje izmjenične struje 220 VAC do istosmjernog kraja i kroz podatkovnu liniju do metalnog kućišta mobitela, što na kraju dovodi do strujnog udara, nastanka nepovratne tragedije.
Zašto onda izlaz punjača za mobitel dolazi s 220 V AC? Na što trebamo obratiti pozornost pri odabiru izoliranog napajanja? Kako razlikovati izolirana i neizolirana napajanja? Uobičajeno mišljenje u industriji je:
1. Izolirano napajanjeNe postoji izravna električna veza između ulazne petlje i izlazne petlje napajanja, a ulaz i izlaz su u izoliranom stanju visokog otpora bez strujne petlje, kao što je prikazano na slici 1:
2, neizolirano napajanje:Između ulaza i izlaza postoji petlja istosmjerne struje, na primjer, ulaz i izlaz su zajednički. Kao primjeri uzeti su izolirani flyback krug i neizolirani BUCK krug, kao što je prikazano na slici 2. Slika 1 Izolirano napajanje s transformatorom
1. Prednosti i nedostaci izoliranog i neizoliranog napajanja
Prema gore navedenim konceptima, za uobičajenu topologiju napajanja, neizolirano napajanje uglavnom uključuje Buck, Boost, buck-boost itd. Izolirano napajanje uglavnom ima razne flyback, forward, half-most, LLC i druge topologije s izolacijskim transformatorima.
U kombinaciji s uobičajeno korištenim izoliranim i neizoliranim izvorima napajanja, intuitivno možemo dobiti neke od njihovih prednosti i nedostataka, a prednosti i nedostaci ta dva su gotovo suprotni.
Za korištenje izoliranih ili neizoliranih izvora napajanja, potrebno je razumjeti kako stvarni projekt treba izvore napajanja, ali prije toga možete razumjeti glavne razlike između izoliranih i neizoliranih izvora napajanja:
① Izolacijski modul ima visoku pouzdanost, ali visoku cijenu i nisku učinkovitost.
2Struktura neizoliranog modula je vrlo jednostavna, jeftina, visoko učinkovita i ima slabe sigurnosne performanse.
Stoga se u sljedećim slučajevima preporučuje korištenje izoliranog napajanja:
① U slučajevima mogućeg strujnog udara, poput preuzimanja električne energije iz mreže za slučajeve niskog napona istosmjerne struje, potrebno je koristiti izolirano AC-DC napajanje;
② Serijska komunikacijska sabirnica prenosi podatke putem fizičkih mreža kao što su RS-232, RS-485 i lokalna mreža kontrolera (CAN). Svaki od ovih međusobno povezanih sustava opremljen je vlastitim napajanjem, a udaljenost između sustava je često velika. Stoga obično moramo izolirati napajanje radi električne izolacije kako bismo osigurali fizičku sigurnost sustava. Izolacijom i prekidom petlje uzemljenja sustav je zaštićen od prolaznog utjecaja visokog napona i smanjuje se izobličenje signala.
③ Za vanjske I/O portove, kako bi se osigurao pouzdan rad sustava, preporučuje se izolirati napajanje I/O portova.
Sažeta tablica prikazana je u Tablici 1, a prednosti i nedostaci te dvije tablice gotovo su suprotni.
Tablica 1 Prednosti i nedostaci izoliranih i neizoliranih izvora napajanja
2, Izbor izoliranog i neizoliranog napajanja
Razumijevajući prednosti i nedostatke izoliranih i neizoliranih izvora napajanja, svaki ima svoje prednosti te smo mogli donijeti točne procjene o nekim uobičajenim opcijama ugrađenih izvora napajanja:
① Napajanje sustava općenito se koristi za poboljšanje performansi protiv smetnji i osiguranje pouzdanosti.
② Napajanje integriranog kruga ili dijela kruga na tiskanoj pločici, počevši od isplativosti i volumena, preferirajući korištenje neizolacijskih shema.
③ Zbog sigurnosnih zahtjeva, ako trebate spojiti AC-DC gradske električne mreže ili napajanje za medicinsku upotrebu, kako biste osigurali sigurnost osobe, morate koristiti napajanje. U nekim slučajevima morate koristiti napajanje za pojačanje izolacije.
④ Za napajanje udaljene industrijske komunikacije, kako bi se učinkovito smanjili učinci geografskih razlika i smetnji u spajanju žica, općenito se koristi zasebno napajanje za napajanje svakog komunikacijskog čvora zasebno.
⑤ Za korištenje baterijskog napajanja koristi se neizolirano napajanje radi strogo produženog vijeka trajanja baterije.
Razumijevanjem prednosti i nedostataka izoliranog i neizoliranog napajanja, oni imaju svoje prednosti. Za neke često korištene dizajne ugrađenih napajanja možemo sažeti prilike njihovog izbora.
1.Isolarno napajanje
Kako bi se poboljšale performanse protiv smetnji i osigurala pouzdanost, općenito se koristi izolacija.
Zbog sigurnosnih zahtjeva, ako se trebate spojiti na AC-DC gradsku električnu mrežu ili napajanje za medicinsku upotrebu i bijele uređaje, radi sigurnosti osobe morate koristiti napajanje, kao što je MPS MP020, za originalnu povratnu AC-DC vezu, prikladno za primjene od 1 ~ 10 W;
Za napajanje udaljenih industrijskih komunikacija, kako bi se učinkovito smanjili učinci geografskih razlika i smetnji u spajanju žica, općenito se koristi zasebno napajanje za napajanje svakog komunikacijskog čvora zasebno.
2. Napajanje bez izolacije
IC ili neki sklop na tiskanoj ploči napaja se ovisno o omjeru cijene i volumena, a poželjno je neizolirano rješenje; kao što je neizolirani AC-DC buck serija MPS MP150/157/MP174, pogodan za 1 ~ 5 W;
Za slučaj radnog napona ispod 36V, baterija se koristi za napajanje, a postoje strogi zahtjevi za izdržljivost, te se preferira neizolirano napajanje, kao što je MPS-ov MP2451/MPQ2451.
Prednosti i nedostaci izoliranog i neizoliranog napajanja
Razumijevanjem prednosti i nedostataka izoliranih i neizoliranih napajanja, oni imaju svoje prednosti. Za neke uobičajeno korištene izbore ugrađenih napajanja možemo slijediti sljedeće uvjete procjene:
Iz sigurnosnih razloga, ako se trebate spojiti na AC-DC gradsku električnu mrežu ili na medicinski izvor napajanja, radi sigurnosti osobe morate koristiti izvor napajanja, a u nekim slučajevima morate poboljšati izolaciju izvora napajanja.
Općenito, zahtjevi za napon izolacije napajanja modula nisu jako visoki, ali viši napon izolacije može osigurati da napajanje modula ima manju struju curenja, veću sigurnost i pouzdanost te bolje EMC karakteristike. Stoga je opća razina napona izolacije iznad 1500 VDC.
3, mjere opreza za odabir izolacijskog modula napajanja
Izolacijski otpor napajanja naziva se i anti-električna čvrstoća u nacionalnom standardu GB-4943. Ovaj standard GB-4943 često se koristi kao sigurnosni standard za informacijsku opremu, kako bi se spriječilo fizičko i električno oštećenje ljudi, uključujući izbjegavanje oštećenja električnom strujom, fizičkom štetom i eksplozijom. Kao što je prikazano u nastavku, strukturni dijagram izolacijskog napajanja.
Dijagram strukture izolacijske snage
Kao važan pokazatelj snage modula, standardom je propisan i standard izolacije i metode ispitivanja otpornosti na tlak. Općenito, ispitivanje spajanja s jednakim potencijalom koristi se tijekom jednostavnog ispitivanja. Shematski dijagram spajanja je sljedeći:
Značajan dijagram izolacijskog otpora
Metode ispitivanja:
Postavite napon naponskog otpora na specificiranu vrijednost naponskog otpora, struja se postavlja kao specificirana vrijednost propuštanja, a vrijeme se postavlja na specificiranu vrijednost vremena ispitivanja;
Radni mjerači tlaka započinju ispitivanje i počinju pritiskati. Tijekom propisanog vremena ispitivanja, modul treba biti bez udaraca i bez luka.
Imajte na umu da modul za zavarivanje treba odabrati u vrijeme ispitivanja kako bi se izbjeglo ponovljeno zavarivanje i oštećenje modula za napajanje.
Osim toga, obratite pozornost:
1. Obratite pozornost je li AC-DC ili DC-DC.
2. Izolacija izolacijskog energetskog modula. Na primjer, zadovoljava li 1000 V DC zahtjeve izolacije.
3. Je li modul za izolacijsko napajanje podvrgnut sveobuhvatnom testu pouzdanosti. Modul napajanja treba proći testiranjem performansi, testiranjem tolerancije, prijelaznim uvjetima, testiranjem pouzdanosti, EMC elektromagnetske kompatibilnosti, testiranjem visokih i niskih temperatura, ekstremnim testiranjem, testiranjem vijeka trajanja, testiranjem sigurnosti itd.
4. Je li proizvodna linija izoliranog energetskog modula standardizirana. Proizvodna linija energetskih modula mora proći niz međunarodnih certifikata kao što su ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 itd., kao što je prikazano na slici 3 u nastavku.
Slika 3 ISO certifikacija
5. Primjenjuje li se izolacijski modul napajanja u teškim uvjetima poput industrije i automobila. Modul napajanja ne primjenjuje se samo u teškim industrijskim uvjetima, već i u BMS sustavu upravljanja vozilima s novom energijom.
4,TPercepcija moći izolacije i moći neizolacije
Prije svega, objašnjava se nesporazum: Mnogi ljudi misle da neizolirano napajanje nije tako dobro kao izolacijsko napajanje, jer je izolirano napajanje skupo, pa mora biti skupo.
Zašto je, prema dojmu svih sada, bolje koristiti izolacijsku snagu nego neizolaciju? Zapravo, ova ideja je ista kao i prije nekoliko godina. Budući da neizolacijska stabilnost u prethodnim godinama doista nije postojala, ali s ažuriranjem tehnologije istraživanja i razvoja, neizolacija je sada vrlo zrela i postaje stabilnija. Govoreći o sigurnosti, neizolacijska snaga je zapravo također vrlo sigurna. Sve dok se struktura malo promijeni, i dalje je sigurna za ljudsko tijelo. Iz istog razloga, neizolacijska snaga može zadovoljiti i mnoge sigurnosne standarde, kao što su: Ultuvsaace.
Zapravo, glavni uzrok oštećenja neizoliranog napajanja je prenapon na oba kraja izmjenične mreže. Također se može reći da je val munje prenapon. Ovaj napon je trenutno visoki napon na oba kraja izmjenične mreže, ponekad i do tri tisuće volti. Ali vrijeme je vrlo kratko, a energija izuzetno jaka. To će se dogoditi kada grmi ili na istoj izmjeničnoj mreži, kada se isključi veliko opterećenje, jer će se pojaviti i inercija struje. Izolacijski BUCK krug će se trenutno prenijeti na izlaz, oštetiti prsten za detekciju konstantne struje ili dodatno oštetiti čip, uzrokujući prolaz od 300 V i izgaranje cijele lampe. Kod izolacijskog antiagresivnog napajanja, MOS će biti oštećen. Fenomen je izgaranje memorije, čipa i MOS cijevi. Sada su LED napajanja loša tijekom upotrebe, a više od 80% su ova dva slična fenomena. Štoviše, mali sklopni izvor napajanja, čak i ako je to adapter za napajanje, često je oštećen ovom pojavom, koja je uzrokovana valovnim naponom, a kod LED napajanja to je još češće. To je zato što se karakteristike opterećenja LED diode posebno boje valova. Napon.
Prema općoj teoriji, što je manje komponenti u elektroničkom krugu, to je veća pouzdanost, a što je niža, to je veća pouzdanost pločice komponenti. Zapravo, neizolirani krugovi su manja od izolacijskih krugova. Zašto je pouzdanost izolacijskog kruga visoka? Zapravo, to nije pouzdanost, već neizolirani krug je previše osjetljiv na prenapon, slaba sposobnost inhibicije i izolacijski krug, jer energija prvo ulazi u transformator, a zatim se prenosi iz transformatora do LED opterećenja. Buck krug je dio ulaznog napajanja izravno do LED opterećenja. Stoga, prvi ima veliku vjerojatnost oštećenja zbog prenapona u suzbijanju i slabljenju, pa je mala. Zapravo, problem neizolacije uglavnom je posljedica problema prenapona. Trenutno je ovaj problem taj što se samo LED žarulje mogu vidjeti iz vjerojatnosti da se mogu vidjeti iz vjerojatnosti. Stoga mnogi ljudi nisu predložili dobru metodu prevencije. Sve više ljudi ne zna što je valni napon, mnogi ljudi. LED žarulje su pokvarene, a razlog se ne može pronaći. Na kraju, postoji samo jedna rečenica. Što je ovo napajanje nestabilno i to će se riješiti. Gdje je konkretno nestabilno, on ne zna.
Neizolirano napajanje je učinkovitost, a druga je da je cijena povoljnija.
Neizolirano napajanje prikladno je za sljedeće prigode: Prije svega, to su unutarnje svjetiljke. Ovo unutarnje električno okruženje je bolje, a utjecaj valova je mali. Drugo, primjena je mali napon i mala struja. Neizolirano napajanje nije značajno za struje niskog napona, jer učinkovitost niskog napona i velikih struja nije veća od izolacije, a cijena je znatno niža. Treće, neizolirano napajanje koristi se u relativno stabilnom okruženju. Naravno, ako postoji način za rješavanje problema suzbijanja prenapona, raspon primjene neizoliranog napajanja će se uvelike proširiti!
Zbog problema valova, stopa oštećenja ne smije se podcijeniti. Općenito, vrsta popravka, oštećenje osiguranja, čip i MOS-ovi prvi trebaju uzeti u obzir problem valova. Kako bi se smanjila stopa oštećenja, potrebno je uzeti u obzir faktore prenapona prilikom projektiranja ili isključiti korisnike kada se koriste i pokušati izbjeći prenapon. (Poput unutarnjih svjetiljki, isključite ih za neko vrijeme kada se borite)
Ukratko, korištenje izolacije i neizolacije često je uzrokovano problemom valovnog udara, a problem valova i električnog okruženja usko su povezani. Stoga se često korištenje izoliranog i neizoliranog napajanja ne može smanjiti jedno po jedno. Troškovi su vrlo povoljni, pa je potrebno odabrati neizolirano ili izolirano napajanje za LED pogon.
5. Sažetak
Ovaj članak predstavlja razlike između izolacijske i neizolirane snage, kao i njihove prednosti i nedostatke, prilike prilagodbe i odabir izolacijske snage. Nadam se da inženjeri mogu ovo koristiti kao referencu u dizajnu proizvoda. Nakon što proizvod zakaže, brzo locirajte problem.
Vrijeme objave: 08.07.2023.
