„23letá letuška China Southern Airlines byla zabita elektrickým proudem, když mluvila na svém iPhone5, když se nabíjel,“ tato zpráva vzbudila širokou pozornost online.Mohou nabíječky ohrozit životy?Odborníci analyzují únik transformátoru uvnitř nabíječky mobilního telefonu, únik střídavého proudu 220 V AC na stejnosměrný konec a přes datové vedení do kovového pláště mobilního telefonu a nakonec vedou k usmrcení elektrickým proudem, ke vzniku nevratné tragédie.
Proč je tedy na výstupu nabíječky mobilního telefonu napětí 220 V AC?Na co si dát pozor při výběru izolovaného napájení?Jak rozlišit izolované a neizolované napájecí zdroje?Běžný názor v oboru je:
1. Izolované napájení: Mezi vstupní smyčkou a výstupní smyčkou napájecího zdroje není žádné přímé elektrické spojení a vstup a výstup jsou v izolovaném stavu s vysokým odporem bez proudové smyčky, jak je znázorněno na obrázku 1:
2, neizolovaný napájecí zdroj:mezi vstupem a výstupem je stejnosměrná proudová smyčka, například vstup a výstup jsou společné.Izolovaný obvod zpětného chodu a neizolovaný obvod BUCK jsou brány jako příklady, jak je znázorněno na obrázku 2. Obrázek 1 Izolovaný napájecí zdroj s transformátorem
1.Výhody a nevýhody izolovaného napájení a neizolovaného napájení
Podle výše uvedených koncepcí pro běžnou topologii napájecího zdroje neizolovaný napájecí zdroj zahrnuje především Buck, Boost, buck-boost atd. Izolační napájecí zdroj má především různé flyback, forward, half-bridge, LLC a jiné topologie s izolačními transformátory.
V kombinaci s běžně používanými izolovanými a neizolovanými napájecími zdroji můžeme intuitivně získat některé jejich výhody a nevýhody, výhody a nevýhody obou jsou téměř opačné.
Chcete-li použít izolované nebo neizolované napájecí zdroje, je nutné pochopit, jak skutečný projekt potřebuje napájecí zdroje, ale předtím můžete pochopit hlavní rozdíly mezi izolovanými a neizolovanými napájecími zdroji:
① Izolační modul má vysokou spolehlivost, ale vysokou cenu a nízkou účinnost.
②Struktura neizolovaného modulu je velmi jednoduchá, má nízkou cenu, vysokou účinnost a nízkou bezpečnost.
Proto se v následujících případech doporučuje použít izolované napájení:
① Zahrnující možné případy úrazu elektrickým proudem, jako je odběr elektřiny ze sítě do nízkonapěťových stejnosměrných příležitostí, je třeba použít izolované napájení AC-DC;
② Sériová komunikační sběrnice přenáší data přes fyzické sítě, jako jsou RS-232, RS-485 a místní síť ovladače (CAN).Každý z těchto propojených systémů je vybaven vlastním napájecím zdrojem a vzdálenost mezi systémy je často velká.Proto obvykle potřebujeme izolovat napájecí zdroj pro elektrickou izolaci, abychom zajistili fyzickou bezpečnost systému.Izolací a odříznutím zemnící smyčky je systém chráněn před přechodným vysokonapěťovým nárazem a je sníženo zkreslení signálu.
③ U externích I/O portů se pro zajištění spolehlivého provozu systému doporučuje izolovat napájení I/O portů.
Souhrnná tabulka je uvedena v tabulce 1 a výhody a nevýhody obou jsou téměř opačné.
Tabulka 1 Výhody a nevýhody izolovaných a neizolovaných napájecích zdrojů
2，Výběr izolovaného napájení a neizolovaného napájení
Díky pochopení výhod a nevýhod izolovaných a neizolovaných napájecích zdrojů má každý své vlastní výhody a my jsme byli schopni přesně posoudit některé běžné možnosti vestavěného napájecího zdroje:
① Napájení systému se obecně používá ke zlepšení výkonu proti rušení a zajištění spolehlivosti.
② Napájení integrovaného obvodu nebo části obvodu na desce plošných spojů, počínaje nákladově efektivním a objemovým, preferenční použití neizolačních schémat.
③ Z bezpečnostních požadavků na zabezpečení, pokud potřebujete připojit AC-DC městské elektřiny nebo napájecí zdroj pro lékařské použití, abyste zajistili bezpečnost osoby, musíte použít napájecí zdroj.V některých případech musíte k posílení izolace použít napájecí zdroj.
④ Pro napájení vzdálené průmyslové komunikace, aby se účinně snížily účinky geografických rozdílů a rušení drátové vazby, se obecně používá pro samostatné napájení pro napájení každého komunikačního uzlu samostatně.
⑤ Pro použití bateriového napájení se používá neizolovaný napájecí zdroj pro striktní životnost baterie.
Pochopením výhod a nevýhod izolační a neizolační síly mají své vlastní výhody.Pro některé běžně používané konstrukce vestavěného napájecího zdroje můžeme shrnout příležitosti jeho výběru.
1.Isolární napájecí zdroj
Za účelem zlepšení výkonu proti rušení a zajištění spolehlivosti se obecně používá izolace.
Z bezpečnostních požadavků na zabezpečení, pokud se potřebujete připojit k AC-DC městské elektřiny nebo napájecímu zdroji pro lékařské použití a bílých spotřebičů, abyste zajistili bezpečnost osoby, musíte použít napájecí zdroj, jako je MPS MP020, pro původní zpětnou vazbu AC-DC, vhodný pro 1 ~ 10W aplikace;
Pro napájení vzdálených průmyslových komunikací, aby se účinně snížily účinky geografických rozdílů a rušení spojováním vodičů, se obecně používá pro samostatné napájení pro napájení každého komunikačního uzlu samostatně.
2. Neizolovaný napájecí zdroj
IC nebo nějaký obvod na desce plošných spojů je napájen poměrem ceny a objemu a preferováno je neizolační řešení;jako je MPS MP150/157/MP174 série buck neizolační AC-DC, vhodný pro 1 ~ 5W;
V případě pracovního napětí pod 36V se k napájení používá baterie a jsou zde přísné požadavky na výdrž a preferuje se neizolované napájení, jako je MP2451/MPQ2451 od MPS.
Výhody a nevýhody izolovaného napájení a neizolovaného napájení
Pochopením výhod a nevýhod izolovaného a neizolovaného napájení mají své vlastní výhody.U některých běžně používaných možností vestavěného napájecího zdroje se můžeme řídit následujícími podmínkami posouzení:
Z bezpečnostních požadavků, pokud se potřebujete připojit k AC-DC městské elektřiny nebo k napájecímu zdroji pro lékařské účely, abyste zajistili bezpečnost osoby, musíte použít napájecí zdroj a v některých případech je nutné použít k zlepšit izolační napájení.
Obecně nejsou požadavky na izolační napětí modulu příliš vysoké, ale vyšší izolační napětí může zajistit, že napájecí zdroj modulu bude mít menší svodový proud, vyšší bezpečnost a spolehlivost a lepší vlastnosti EMC.Proto je obecná úroveň izolačního napětí vyšší než 1500 VDC.
3, opatření pro výběr izolačního napájecího modulu
Izolační odpor napájecího zdroje se v národní normě GB-4943 také nazývá odolnost proti elektrické energii.Tento standard GB-4943 je bezpečnostní standard informačního zařízení, který často říkáme, aby zabránil lidem, aby se řídili fyzickými a elektrickými národními standardy, včetně vyhýbání se vyhýbání Lidé jsou poškozeni poškozením elektrickým proudem, fyzickým poškozením, výbuchem.Jak je uvedeno níže, schéma struktury izolačního napájecího zdroje.
Schéma struktury izolačního výkonu
Jako důležitý ukazatel výkonu modulu je v normě stanovena také norma izolace a metody zkoušení odolnosti vůči tlaku.Obecně platí, že test připojení se stejným potenciálem se obecně používá během jednoduchého testování.Schéma zapojení je následující:
Významný diagram izolačního odporu
Testovací metody:
Nastavte napětí napěťového odporu na zadanou hodnotu napěťového odporu, proud se nastaví jako zadaná hodnota úniku a čas se nastaví na zadanou hodnotu zkušební doby;
Provozní tlakoměry zahájí testování a začnou lisovat.Během předepsané doby testu by měl být modul nepoškrábaný a bez oblouku.
Pamatujte, že svařovací napájecí modul by měl být vybrán v době testování, aby se zabránilo opakovanému svařování a poškození napájecího modulu.
Kromě toho věnujte pozornost:
1. Věnujte pozornost tomu, zda se jedná o AC-DC nebo DC-DC.
2. Izolace oddělovacího napájecího modulu.Například zda 1000V DC splňuje požadavky na izolaci.
3. Zda má izolační napájecí modul komplexní test spolehlivosti.Výkonový modul by měl být proveden testováním výkonu, testováním tolerance, přechodnými podmínkami, testováním spolehlivosti, testem elektromagnetické kompatibility EMC, testováním při vysokých a nízkých teplotách, extrémním testováním, testováním životnosti, testováním zabezpečení atd.
4. Zda je výrobní linka izolovaného výkonového modulu standardizovaná.Výrobní linka napájecích modulů musí projít řadou mezinárodních certifikací, jako jsou ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 atd., jak je znázorněno na obrázku 3 níže.
Obrázek 3 Certifikace ISO
5. Zda je izolační napájecí modul použit v náročných prostředích, jako je průmysl a automobily.Výkonový modul se nepoužívá pouze v drsném průmyslovém prostředí, ale také v systému řízení BMS nových energetických vozidel.
4,Tvnímání síly izolace a síly neizolace
Nejprve je vysvětleno nedorozumění: Mnoho lidí si myslí, že neizolované napájení není tak dobré jako izolované napájení, protože izolované napájení je drahé, takže musí být drahé.
Proč je nyní v dojmu všech lepší používat izolační sílu než neizolaci?Ve skutečnosti je tato myšlenka zůstat v myšlence před několika lety.Protože neizolační stabilita v předchozích letech skutečně žádnou izolaci a stabilitu nemá, ale s aktualizací technologie výzkumu a vývoje je nyní neizolace velmi vyspělá a stává se stabilnější.Když už mluvíme o bezpečnosti, ve skutečnosti je neizolační napájení také velmi bezpečné.Dokud se struktura mírně změní, je stále bezpečné pro lidské tělo.Ze stejného důvodu může neizolační síla projít mnoha bezpečnostními standardy, jako například: Ultuvsaace.
Ve skutečnosti je hlavní příčina poškození neizolovaného napájecího zdroje způsobena nárazovým napětím na obou koncích napájecího AC vedení.Dá se také říci, že blesková vlna je přepětí.Toto napětí je okamžité vysoké napětí na obou koncích vedení střídavého napětí, někdy až tři tisíce voltů.Ale čas je velmi krátký a energie extrémně silná.Stane se to, když bude hrom, nebo na stejném střídavém vedení, když se odpojí velká zátěž, protože dojde i k setrvačnosti proudu.Izolační obvod BUCK se okamžitě přenese na výstup, poškodí prstenec detekce konstantního proudu nebo dále poškodí čip, což způsobí průchod 300 V a spálí celou lampu.U izolačního antiagresivního napájecího zdroje dojde k poškození MOS.Fenomén je úložiště, čip a MOS elektronky jsou vypálené.Nyní je napájecí zdroj řízený LED během používání špatný a více než 80 % jsou tyto dva podobné jevy.Navíc malý spínaný zdroj, i když se jedná o napájecí adaptér, je tímto jevem způsobeným vlnovým napětím často poškozen a u LED zdroje je to ještě častější.Je to proto, že zátěžové charakteristiky LED se obzvláště bojí vln.Napětí.
Podle obecné teorie platí, že čím méně součástek v elektronickém obvodu, tím vyšší spolehlivost a čím nižší spolehlivost desky plošných spojů součástek.Ve skutečnosti jsou neizolační obvody menší než izolační obvody.Proč je spolehlivost izolačního obvodu vysoká?Ve skutečnosti to není spolehlivost, ale neizolační obvod je příliš citlivý na přepětí, špatnou inhibiční schopnost a izolační obvod, protože energie vstupuje nejprve do transformátoru a poté ji přenáší do zátěže LED z transformátoru.Obvod buck je součástí vstupního napájení přímo do zátěže LED.První jmenovaný má proto velkou šanci na poškození přepětím v potlačení a útlumu, takže je malý.Ve skutečnosti je problém neizolace způsoben hlavně problémem přepětí.V současné době je tento problém v tom, že pouze LED lampy jsou vidět s pravděpodobností, že jsou vidět z pravděpodobnosti.Proto mnoho lidí nenavrhlo dobrou metodu prevence.Více lidí neví, co je vlnové napětí, mnoho lidí.LED lampy jsou rozbité a důvod nelze najít.Na závěr zbývá jen jedna věta.Co je toto napájení nestabilní a to se vyřeší.Kde je konkrétní nestabilní, neví.
Neizolované napájení je účinnost a za druhé, že cena je výhodnější.
Neizolační výkon je vhodný pro příležitosti: Především jsou to vnitřní lampy.Toto vnitřní elektrické prostředí je lepší a vliv vln je malý.Za druhé, příležitostí použití je malé napětí a malý proud.Neizolace nemá smysl pro nízkonapěťové proudy, protože účinnost nízkonapěťových a velkých proudů není vyšší než izolace a náklady jsou nižší než mnoho.Za třetí, neizolační napájecí zdroj se používá v relativně stabilním prostředí.Samozřejmě, pokud existuje způsob, jak vyřešit problém potlačení přepětí, rozsah použití neizolačního výkonu se značně rozšíří!
Vzhledem k problému s vlnami by se míra poškození neměla podceňovat.Obecně platí, že druh opraveného návratu, poškození pojištění, čipu a prvního MOS by měl myslet na problém vln.Aby se snížila míra poškození, je nutné vzít v úvahu faktory přepětí při navrhování, nebo opustit uživatele při používání a pokusit se zabránit přepětí.(Jako vnitřní lampy, vypněte je, když bojujete)
Stručně řečeno, použití izolace a neizolace je často způsobeno problémem vlnového rázu a problém vln a elektrického prostředí spolu úzce souvisí.Proto mnohokrát nelze přerušit použití izolovaného napájení a neizolovaného napájení jeden po druhém.Náklady jsou velmi výhodné, proto je nutné zvolit neizolační nebo izolovaný zdroj napájení LED pohonu.
5. Shrnutí
Tento článek představuje rozdíly mezi izolačním a neizolačním výkonem, jakož i jejich příslušné výhody a nevýhody, příležitosti přizpůsobení a výběr výběru izolačního výkonu.Doufám, že to inženýři mohou použít jako referenci při návrhu produktu.A poté, co produkt selže, rychle lokalizujte problém.
Čas odeslání: Červenec-08-2023