«23-летнюю стюардессу China Southern Airlines ударило током, когда она разговаривала по своему iPhone5, пока он заряжался», — эта новость привлекла широкое внимание в Интернете. Могут ли зарядные устройства угрожать жизни? Эксперты анализируют утечку трансформатора внутри зарядного устройства мобильного телефона, утечку переменного тока 220 В переменного тока на конец постоянного тока и через линию передачи данных на металлический корпус мобильного телефона, что в конечном итоге приводит к поражению электрическим током и возникновению необратимой трагедии.
Так почему же на выходе зарядного устройства мобильного телефона напряжение 220 В переменного тока? На что следует обратить внимание при выборе изолированного источника питания? Как отличить изолированные и неизолированные источники питания? В отрасли распространено мнение:
1. Изолированный источник питания: Между входной петлей и выходной петлей источника питания нет прямого электрического соединения, а вход и выход находятся в изолированном высокоомном состоянии без токовой петли, как показано на рисунке 1:
2, неизолированный источник питания:между входом и выходом существует петля постоянного тока, например, вход и выход общие. В качестве примера взяты изолированная схема обратного хода и неизолированная схема BUCK, как показано на рисунке 2. Рисунок 1. Изолированный источник питания с трансформатором.
1. Преимущества и недостатки изолированного и неизолированного источника питания.
В соответствии с вышеизложенными концепциями для общей топологии источника питания неизолированный источник питания в основном включает в себя понижающий, повышающий, повышающе-понижающий и т. д. Изолирующий источник питания в основном имеет различные обратноходовые, прямые, полумостовые, LLC и другие топологии с изолирующими трансформаторами.
В сочетании с обычно используемыми изолированными и неизолированными источниками питания мы можем интуитивно получить некоторые их преимущества и недостатки, причем преимущества и недостатки этих двух источников практически противоположны.
Чтобы использовать изолированные или неизолированные источники питания, необходимо понять, как в реальном проекте нужны источники питания, но перед этим можно понять основные различия между изолированными и неизолированными источниками питания:
① Модуль изоляции имеет высокую надежность, но высокую стоимость и низкую эффективность.
②Структура неизолированного модуля очень проста, имеет низкую стоимость, высокую эффективность и низкие показатели безопасности.
Поэтому в следующих случаях рекомендуется использовать изолированный источник питания:
① В случае возможного поражения электрическим током, например, при отключении электроэнергии от сети к низковольтному источнику постоянного тока, необходимо использовать изолированный источник питания переменного и постоянного тока;
② Шина последовательной связи передает данные через физические сети, такие как RS-232, RS-485 и локальную сеть контроллера (CAN). Каждая из этих взаимосвязанных систем оснащена собственным источником питания, а расстояние между системами зачастую очень большое. Поэтому нам обычно необходимо изолировать источник питания для электрической изоляции, чтобы обеспечить физическую безопасность системы. Изолируя и отключая контур заземления, система защищается от кратковременного воздействия высокого напряжения и снижается искажение сигнала.
③ Для внешних портов ввода-вывода, чтобы обеспечить надежную работу системы, рекомендуется изолировать питание портов ввода-вывода.
Сводная таблица представлена в таблице 1, а преимущества и недостатки обеих моделей практически противоположны.
Таблица 1. Преимущества и недостатки изолированных и неизолированных источников питания
2. Выбор изолированного и неизолированного питания.
Понимая преимущества и недостатки изолированных и неизолированных источников питания, каждый из которых имеет свои преимущества, и мы смогли сделать точные выводы о некоторых распространенных вариантах встроенных источников питания:
① Источник питания системы обычно используется для улучшения защиты от помех и обеспечения надежности.
② Питание микросхемы или части схемы на печатной плате, начиная с экономически эффективных и объемных, преимущественное использование схем без изоляции.
③ В соответствии с требованиями безопасности, если вам необходимо подключить переменный-постоянный ток муниципальной электросети или источник питания для медицинских целей, чтобы обеспечить безопасность человека, вы должны использовать источник питания. В некоторых случаях необходимо использовать источник питания для усиления изоляции.
④ Для электропитания удаленной промышленной связи, чтобы эффективно уменьшить влияние географических различий и помех при соединении проводов, обычно используется отдельный источник питания для питания каждого узла связи отдельно.
⑤ При использовании аккумуляторного источника питания используется неизолированный источник питания, обеспечивающий строгий срок службы батареи.
Понимая преимущества и недостатки изолированного и неизолированного питания, у них есть свои преимущества. Для некоторых часто используемых конструкций встраиваемых блоков питания мы можем обобщить причины их выбора.
1.Iизоляционный источник питания
Чтобы улучшить характеристики защиты от помех и обеспечить надежность, обычно используется изоляция.
В соответствии с требованиями безопасности, если вам необходимо подключиться к сети переменного и постоянного тока муниципального электроснабжения или источнику питания для медицинских целей, а также к бытовой технике, чтобы обеспечить безопасность человека, вы должны использовать источник питания, например, MPS MP020, для оригинальной обратной связи AC-DC, подходит для приложений мощностью 1 ~ 10 Вт;
Для электропитания удаленных промышленных коммуникаций, чтобы эффективно уменьшить влияние географических различий и помех при соединении проводов, обычно используется отдельный источник питания для питания каждого узла связи отдельно.
2. Неизолированный источник питания
Микросхема или какая-либо схема на печатной плате питается в зависимости от соотношения цены и объема, и решение без изоляции является предпочтительным; такие как понижающие преобразователи переменного и постоянного тока без изоляции серии MPS MP150/157/MP174, подходящие для мощности 1 ~ 5 Вт;
В случае рабочего напряжения ниже 36 В для подачи питания используется батарея, и существуют строгие требования к долговечности, поэтому предпочтительным является источник питания без изоляции, такой как MP2451/MPQ2451 от MPS.
Преимущества и недостатки изолированного и неизолированного источника питания
Понимая преимущества и недостатки изолированного и неизолированного источника питания, у них есть свои преимущества. Для некоторых часто используемых встраиваемых источников питания мы можем следовать следующим критериям оценки:
В целях безопасности, если вам необходимо подключиться к сети переменного и постоянного тока муниципального электроснабжения или к источнику питания для медицинских целей, чтобы обеспечить безопасность человека, вы должны использовать источник питания, а в некоторых случаях необходимо использовать его для улучшить изоляционный источник питания.
Как правило, требования к напряжению изоляции питания модуля не очень высоки, но более высокое напряжение изоляции может гарантировать, что источник питания модуля будет иметь меньший ток утечки, более высокую безопасность и надежность, а также лучшие характеристики ЭМС. Поэтому общий уровень напряжения изоляции превышает 1500 В постоянного тока.
3, меры предосторожности при выборе изолирующего силового модуля
Сопротивление изоляции источника питания также называется защитой от электричества в национальном стандарте GB-4943. Этот стандарт GB-4943 представляет собой стандарты безопасности информационного оборудования, которые мы часто говорим, чтобы не допустить, чтобы люди были физическими и электрическими национальными стандартами, в том числе избегая избегания. Люди получают повреждения от поражения электрическим током, физического повреждения, взрыва. Как показано ниже, структурная схема изолирующего источника питания.
Схема силовой изоляции
В качестве важного показателя мощности модуля в стандарте также предусмотрены стандарт изоляции и метод испытаний на устойчивость к давлению. Как правило, проверка соединения с равным потенциалом обычно используется во время простого тестирования. Схема подключения следующая:
Значимая диаграмма сопротивления изоляции
Методы тестирования:
Установите напряжение сопротивления напряжению на указанное значение сопротивления напряжению, ток устанавливается как указанное значение утечки, а время устанавливается на указанное значение времени испытания;
Измерители рабочего давления начинают проверку и начинают нажимать. В течение предписанного времени испытания модуль не должен иметь повреждений и летучей дуги.
Обратите внимание, что модуль сварочного питания следует выбирать во время тестирования, чтобы избежать повторной сварки и повреждения модуля питания.
Кроме того, обратите внимание:
1. Обратите внимание, AC-DC это или DC-DC.
2. Изоляция изолирующего силового модуля. Например, соответствует ли напряжение 1000 В постоянного тока требованиям изоляции.
3. Прошел ли изолирующий силовой модуль комплексное испытание на надежность. Силовой модуль должен быть подвергнут испытаниям производительности, испытаниям на допуск, переходным условиям, испытаниям на надежность, испытаниям на электромагнитную совместимость EMC, испытаниям при высоких и низких температурах, экстремальным испытаниям, испытаниям на срок службы, испытаниям безопасности и т. д.
4. Стандартизирована ли производственная линия изолированного силового модуля. Линия по производству силовых модулей должна пройти ряд международных сертификатов, таких как ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 и т. д., как показано на рисунке 3 ниже.
Рисунок 3 Сертификация ISO
5. Применяется ли изолирующий силовой модуль в суровых условиях, таких как промышленность и автомобили. Силовой модуль применяется не только в суровых промышленных условиях, но и в системе управления BMS транспортных средств на новой энергии.
4,TВосприятие силы изоляции и силы неизоляции
Прежде всего, объясняется недоразумение: многие люди думают, что питание без изоляции не так хорошо, как питание с изоляцией, потому что изолированный источник питания стоит дорого, поэтому он должен быть дорогим.
Почему сейчас, по мнению всех, лучше использовать изоляционную силу, чем неизоляцию? На самом деле эта идея останется в идее несколько лет назад. Поскольку стабильность без изоляции в предыдущие годы действительно не имела изоляции и стабильности, но с обновлением технологий исследований и разработок неизоляция теперь очень зрелая и становится более стабильной. Говоря о безопасности, на самом деле, питание без изоляции также очень безопасно. Пока структура немного изменена, она по-прежнему безопасна для человеческого организма. По той же причине неизолированное питание также может соответствовать многим стандартам безопасности, например: Ultuvsaace.
Фактически, основная причина повреждения неизолированного источника питания вызвана скачком напряжения на обоих концах линии переменного тока. Можно также сказать, что волна молнии – это волна. Это напряжение представляет собой мгновенное высокое напряжение на обоих концах линии переменного тока, иногда достигающее трех тысяч вольт. Но времени очень мало, а энергия чрезвычайно сильна. Это произойдет при грозе, или на той же линии переменного тока, при отключении большой нагрузки, потому что тоже возникнет инерция тока. Изолирующая схема BUCK мгновенно передаст сигнал на выход, повредит кольцо обнаружения постоянного тока или еще больше повредит микросхему, в результате чего пройдет 300 В и сгорит вся лампа. В случае изолирующего антиагрессивного источника питания MOS будет поврежден. Проблема в том, что сгорели накопитель, чип и MOS-трубки. Теперь светодиодный источник питания неисправен во время использования, и более чем в 80% случаев эти два похожих явления. Более того, небольшой импульсный блок питания, даже если это адаптер питания, часто повреждается из-за этого явления, вызванного волновым напряжением, а в блоке питания светодиодов оно встречается еще чаще. Это связано с тем, что нагрузочные характеристики светодиода особенно боятся волн. Напряжение.
Согласно общей теории, чем меньше компонентов в электронной схеме, тем выше надежность, а чем ниже надежность печатной платы компонента. Фактически, цепи без изоляции меньше, чем цепи с изоляцией. Почему надежность схемы изоляции высока? На самом деле дело не в надежности, а в том, что неизолированная схема слишком чувствительна к перенапряжению, плохая тормозная способность, а изолирующая цепь, потому что энергия сначала поступает в трансформатор, а потом транспортирует ее к светодиодной нагрузке от трансформатора. Понижающая схема является частью входного источника питания непосредственно на светодиодную нагрузку. Таким образом, у первого есть большая вероятность повреждения всплеска подавления и затухания, поэтому она невелика. На самом деле, проблема отсутствия изоляции в основном связана с проблемой скачков напряжения. В настоящее время эта проблема заключается в том, что с вероятностью можно увидеть только светодиодные лампы. Поэтому многие люди не предложили хороший метод профилактики. Многие люди не знают, что такое волновое напряжение. Светодиодные лампы сломались, а причину найти не удается. В конце концов, есть только одно предложение. Что этот блок питания нестабильный и это уладится. Где конкретный нестабильный, он не знает.
Неизолированный источник питания — это эффективность, а во-вторых, стоимость более выгодна.
Неизолированное питание подходит для разных случаев: Прежде всего, это лампы внутреннего освещения. Эта внутренняя электрическая среда лучше, а влияние волн невелико. Во-вторых, причиной использования является небольшое напряжение и малый ток. Отсутствие изоляции не имеет смысла для токов низкого напряжения, поскольку эффективность при низком напряжении и больших токах не выше, чем изоляция, а стоимость намного меньше. В-третьих, неизолированный источник питания используется в относительно стабильной среде. Конечно, если есть способ решить проблему подавления перенапряжений, диапазон применения неизолированной мощности значительно расширится!
Из-за проблемы волн не следует недооценивать уровень ущерба. Как правило, вид отремонтированного возврата, повреждения страховки, чипа и MOS в первую очередь следует подумать о проблеме волн. Чтобы снизить уровень повреждения, необходимо учитывать факторы скачков напряжения при проектировании или прекращать использование пользователей и стараться избегать скачков напряжения. (Например, комнатные лампы, выключайте их на время, когда сражаетесь)
Таким образом, использование изоляции и неизоляции часто связано с проблемой волнового перенапряжения, а проблема волн и электрической среды тесно связана. Таким образом, во многих случаях использование изолированного источника питания и неизолированного источника питания не может быть отключено по одному. Стоимость очень выгодна, поэтому в качестве источника питания светодиодного привода необходимо выбирать неизолированный или изолированный.
5. Резюме
В этой статье представлены различия между изоляционной и неизолирующей мощностью, а также их соответствующие преимущества и недостатки, случаи адаптации и выбор изолирующей мощности. Я надеюсь, что инженеры смогут использовать это как справочник при проектировании продуктов. А после того, как продукт выйдет из строя, быстро определите проблему.
Время публикации: 08 июля 2023 г.
