"En 23 år gammel flyvertinne i China Southern Airlines ble elektrokuttet mens hun snakket på iPhone 5 mens den ladet", har nyhetene vakt stor oppmerksomhet på nettet. Kan ladere sette liv i fare? Eksperter analyserer transformatorlekkasjen inne i mobiltelefonladeren, 220VAC vekselstrømlekkasje til DC-enden, og gjennom datalinjen til metallskallet på mobiltelefonen, og fører til slutt til elektrisk støt, forekomsten av irreversibel tragedie.
Så hvorfor kommer utgangen til mobiltelefonladeren med 220V AC? Hva bør vi være oppmerksom på ved valg av isolert strømforsyning? Hvordan skille mellom isolerte og ikke-isolerte strømforsyninger? Det vanlige synet i bransjen er:
1. Isolert strømforsyning: Det er ingen direkte elektrisk forbindelse mellom inngangssløyfen og utgangssløyfen til strømforsyningen, og inngangen og utgangen er i en isolert høymotstandstilstand uten strømsløyfe, som vist i figur 1:
2, ikke-isolert strømforsyning:det er en likestrømssløyfe mellom inngang og utgang, for eksempel er inngang og utgang felles. En isolert flyback-krets og en ikke-isolert BUCK-krets er tatt som eksempler, som vist i figur 2. Figur 1 Isolert strømforsyning med transformator
1.Fordelene og ulempene med isolert strømforsyning og ikke-isolert strømforsyning
I henhold til konseptene ovenfor, for den vanlige strømforsyningstopologien, inkluderer den ikke-isolerte strømforsyningen hovedsakelig Buck, Boost, buck-boost, etc. Isolasjonsstrømforsyningen har hovedsakelig en rekke flyback, forward, half-bridge, LLC og andre topologier med isolasjonstransformatorer.
Kombinert med ofte brukte isolerte og ikke-isolerte strømforsyninger, kan vi intuitivt få noen av deres fordeler og ulemper, fordelene og ulempene ved de to er nesten motsatte.
For å bruke isolerte eller uisolerte strømforsyninger, er det nødvendig å forstå hvordan det faktiske prosjektet trenger strømforsyninger, men før det kan du forstå hovedforskjellene mellom isolerte og uisolerte strømforsyninger:
① Isolasjonsmodulen har høy pålitelighet, men høy kostnad og lav effektivitet.
②Strukturen til den ikke-isolerte modulen er veldig enkel, lav pris, høy effektivitet og dårlig sikkerhetsytelse.
Derfor, i følgende tilfeller, anbefales det å bruke isolert strømforsyning:
① Involverer mulige elektriske støt, for eksempel å ta strøm fra nettet til lavspente DC-anledninger, må bruke isolert AC-DC-strømforsyning;
② Den serielle kommunikasjonsbussen overfører data gjennom fysiske nettverk som RS-232, RS-485 og kontrolleres lokalnettverk (CAN). Hvert av disse sammenkoblede systemene er utstyrt med sin egen strømforsyning, og avstanden mellom systemene er ofte langt unna. Derfor må vi vanligvis isolere strømforsyningen for elektrisk isolasjon for å sikre den fysiske sikkerheten til systemet. Ved å isolere og kutte av jordingssløyfen, er systemet beskyttet mot den forbigående høyspenningspåvirkningen og signalforvrengningen reduseres.
③ For eksterne I/O-porter, for å sikre pålitelig drift av systemet, anbefales det å isolere strømforsyningen til I/O-portene.
Den oppsummerte tabellen er vist i tabell 1, og fordelene og ulempene ved de to er nesten motsatte.
Tabell 1 Fordeler og ulemper med isolerte og ikke-isolerte strømforsyninger
2，Valget av isolert strøm og ikke-isolert strøm
Ved å forstå fordelene og ulempene med isolerte og ikke-isolerte strømforsyninger, har hver sine fordeler, og vi har vært i stand til å gjøre nøyaktige vurderinger om noen vanlige innebygde strømforsyningsalternativer:
① Strømforsyningen til systemet brukes vanligvis for å forbedre anti-interferensytelsen og sikre pålitelighet.
② Strømforsyning av IC eller en del av kretsen i kretskortet, fra kostnadseffektiv og volum, fortrinnsrett bruk av ikke-isolasjonsordninger.
③ For sikkerhetskrav for sikkerhet, hvis du trenger å koble til AC-DC til kommunal elektrisitet, eller strømforsyningen for medisinsk bruk, for å sikre sikkerheten til personen, må du bruke strømforsyningen. I noen tilfeller må du bruke strømforsyningen for å styrke isolasjonen.
④ For strømforsyning av fjernindustriell kommunikasjon, for effektivt å redusere effekten av geografiske forskjeller og ledningskoblingsforstyrrelser, brukes den vanligvis for separat strømforsyning for å drive hver kommunikasjonsnode alene.
⑤ For bruk av batteristrømforsyning brukes ikke-isolert strømforsyning for streng batterilevetid.
Ved å forstå fordelene og ulempene med isolasjon og ikke-isolasjonskraft, har de sine egne fordeler. For noen ofte brukte innebygde strømforsyningsdesign, kan vi oppsummere anledningene til dets valg.
1.Isolasjon strømforsyning
For å forbedre anti-interferensytelsen og sikre pålitelighet, brukes den vanligvis til å bruke isolasjon.
For sikkerhetskrav for sikkerhet, hvis du trenger å koble til AC-DC til den kommunale elektrisiteten, eller strømforsyningen for medisinsk bruk, og hvite apparater, for å sikre sikkerheten til personen, må du bruke strømforsyningen, slik som MPS MP020, for original feedback AC-DC, egnet for 1 ~ 10W applikasjoner;
For strømforsyning av fjerntliggende industriell kommunikasjon, for effektivt å redusere effekten av geografiske forskjeller og ledningskoblingsforstyrrelser, brukes den vanligvis for separat strømforsyning for å drive hver kommunikasjonsnode alene.
2. Ikke-isolert strømforsyning
IC eller en krets i kretskortet drives av prisforholdet og volumet, og den ikke-isolerende løsningen foretrekkes; slik som MPS MP150/157/MP174-serien uten isolasjon AC-DC, egnet for 1 ~ 5W;
Ved arbeidsspenning under 36V brukes batteriet til å levere strøm, og det er strenge krav til utholdenhet, og ikke-isolerende strømforsyning er å foretrekke, slik som MPS sin MP2451/MPQ2451.
Fordelene og ulempene med isolasjonsstrøm og ikke-isolerende strømforsyning
Ved å forstå fordelene og ulempene med isolert og ikke-isolert strømforsyning, har de sine egne fordeler. For noen vanlig brukte valg av innebygd strømforsyning kan vi følge følgende vurderingsbetingelser:
For sikkerhetskrav, hvis du trenger å koble til AC-DC til den kommunale elektrisiteten, eller strømforsyningen for medisinsk, for å sikre sikkerheten til personen, må du bruke strømforsyningen, og noen anledninger må brukes til å forbedre isolasjonsstrømforsyningen.
Generelt er kravene til modulstrømisolasjonsspenning ikke veldig høye, men høyere isolasjonsspenning kan sikre at modulstrømforsyningen har en mindre lekkasjestrøm, høyere sikkerhet og pålitelighet, og EMC-karakteristikk er bedre. Derfor er det generelle isolasjonsspenningsnivået over 1500VDC.
3, forholdsregler for valg av isolasjonsstrømmodul
Isolasjonsmotstanden til strømforsyningen kalles også anti-elektrisitetsstyrke i GB-4943 nasjonal standard. Denne GB-4943-standarden er sikkerhetsstandardene for informasjonsutstyr vi ofte sier, for å forhindre at folk er fysiske og elektriske nasjonale standarder, inkludert å unngå unngåelse. Mennesker blir skadet av elektrisk støt, fysisk skade, eksplosjon. Som vist nedenfor, strukturdiagrammet for isolasjonsstrømforsyningen.
Isolasjonskraftstrukturdiagram
Som en viktig indikator på modulkraften er standarden for isolasjon og trykkbestandig testmetode også fastsatt i standarden. Vanligvis brukes likpotensialforbindelsestesten generelt under enkel testing. Tilkoblingsskjemaet er som følger:
Betydelig diagram over isolasjonsmotstand
Testmetoder:
Sett spenningen til spenningsmotstanden til den spesifiserte spenningsmotstandsverdien, strømmen settes som spesifisert lekkasjeverdi, og tiden settes til den spesifiserte testtidsverdien;
Driftstrykkmålere starter testingen og begynner å trykke. I løpet av den foreskrevne testtiden skal modulen være umønstret og fri for fluebue.
Merk at sveisekraftmodulen bør velges på testtidspunktet for å unngå gjentatt sveising og skade strømmodulen.
Vær i tillegg oppmerksom på:
1. Vær oppmerksom på om det er AC-DC eller DC-DC.
2. Isolasjonen til isolasjonsstrømmodulen. For eksempel om 1000V DC oppfyller isolasjonskravene.
3. Om isolasjonsstrømmodulen har en omfattende pålitelighetstest. Strømmodulen skal utføres ved ytelsestesting, toleransetesting, forbigående forhold, pålitelighetstesting, EMC elektromagnetisk kompatibilitetstest, høy- og lavtemperaturtesting, ekstremtesting, livstesting, sikkerhetstesting, etc.
4. Om produksjonslinjen til den isolerte kraftmodulen er standardisert. Strømmodulproduksjonslinjen må bestå en rekke internasjonale sertifiseringer som ISO9001, ISO14001, OHSAS18001, etc., som vist i figur 3 nedenfor.
Figur 3 ISO-sertifisering
5. Om isolasjonskraftmodulen brukes i tøffe miljøer som industri og biler. Strømmodulen brukes ikke bare i det tøffe industrielle miljøet, men også i BMS-styringssystemet til nye energikjøretøyer.
4,Toppfatningen av isolasjonskraft og ikke-isolasjonskraft
Først og fremst forklares en misforståelse: Mange tror at ikke-isolasjonsstrøm ikke er like bra som isolasjonsstrøm, fordi den isolerte strømforsyningen er dyr, så den må være dyr.
Hvorfor er det bedre å bruke isolasjonskraft enn ikke-isolasjon i inntrykk av alle nå? Faktisk er denne ideen å bli i ideen for noen år siden. Fordi ikke-isolasjonsstabiliteten i tidligere år faktisk ikke har noen isolasjon og stabilitet, men med oppdateringen av FoU-teknologi, er ikke-isolasjonen nå veldig moden og den blir mer stabil. Når vi snakker om sikkerhet, er ikke-isolasjonskraft også veldig trygt. Så lenge strukturen er litt endret, er den fortsatt trygg for menneskekroppen. Av samme grunn kan ikke-isolasjonskraft også passere mange sikkerhetsstandarder, for eksempel: Ultuvsaace.
Faktisk er grunnårsaken til skaden på den ikke-isolerte strømforsyningen forårsaket av støtspenningen i begge ender av vekselstrømledningen. Det kan også sies at lynbølgen er bølge. Denne spenningen er en øyeblikkelig høyspenning i begge ender av spenningsvekselstrømledningen, noen ganger så høy som tre tusen volt. Men tiden er veldig kort og energien er ekstremt sterk. Det vil skje når det er torden, eller på samme AC-linje, når en stor belastning kobles fra, fordi strømtregheten også vil oppstå. Isolasjons-BUCK-kretsen vil umiddelbart overføre til utgangen, skade den konstante strømdeteksjonsringen eller ytterligere skade brikken, noe som fører til at 300V passerer, og brenner hele lampen. For den isolerte anti-aggressive strømforsyningen vil MOS bli skadet. Fenomenet er lagring, chip og MOS-rør er utbrent. Nå er den LED-drevne strømforsyningen dårlig under bruk, og mer enn 80 % er disse to lignende fenomenene. Dessuten blir den lille byttestrømforsyningen, selv om den er en strømadapter, ofte skadet av dette fenomenet, som er forårsaket av bølgespenning, og i LED-strømforsyningen er det enda mer vanlig. Dette er fordi belastningsegenskapene til LED-en er spesielt redde for bølger. Spenningen.
I følge den generelle teorien, jo færre komponenter i den elektroniske kretsen, desto høyere er påliteligheten, og jo lavere er påliteligheten til flere komponenters kretskort. Faktisk er ikke-isolasjonskretser mindre enn isolasjonskretser. Hvorfor er isolasjonskretsens pålitelighet høy? Faktisk er det ikke pålitelighet, men ikke-isolasjonskretsen er for følsom for overspenningen, dårlig hemmende evne og isolasjonskretsen, fordi energien kommer inn i transformatoren først, og deretter transporterer den til LED-belastningen fra transformatoren. Buck-kretsen er en del av inngangsstrømforsyningen direkte til LED-lasten. Derfor har førstnevnte en sterk sjanse for skade på bølgen i undertrykkelse og demping, så den er liten. Faktisk er problemet med ikke isolasjon hovedsakelig på grunn av problemet med surge. For øyeblikket er dette problemet at bare LED-lampene kan sees ut fra sannsynligheten for at de kan sees ut fra sannsynligheten. Derfor er det mange som ikke har foreslått en god forebyggingsmetode. Flere vet ikke hva bølgespenning er, mange mennesker. LED-lampene er ødelagte, og årsaken kan ikke finnes. Til slutt er det bare én setning. Hva denne strømforsyningen er ustabil, og det vil bli avgjort. Hvor er den spesifikke ustabile, vet han ikke.
Ikke-isolert strømforsyning er effektivitet, og det andre er at kostnadene er mer fordelaktige.
Ikke-isolerende strøm er egnet for anledninger: Først av alt er det innendørslampene. Dette innendørs elektrisitetsmiljøet er bedre og påvirkningen fra bølgene er liten. For det andre er anledningen til bruk en liten -spenning og liten strøm. Ikke-isolasjon er ikke meningsfylt for lavspenningsstrømmer, fordi effektiviteten til lavspenning og store strømmer ikke er høyere enn isolasjon, og kostnadene er mindre enn mye. For det tredje brukes den ikke-isolerende strømforsyningen i et relativt stabilt miljø. Selvfølgelig, hvis det er en måte å løse problemet med å undertrykke overspenningen, vil bruksområdet for ikke-isolasjonskraft bli kraftig utvidet!
På grunn av problemet med bølger, bør skaderaten ikke undervurderes. Generelt bør den type reparert retur, skadelig forsikring, chip og MOS først tenke på problemet med bølger. For å redusere skadefrekvensen, er det nødvendig å vurdere overspenningsfaktorene ved utforming, eller å slutte med brukere når de brukes, og prøve å unngå overspenning. (Slik som innendørs lamper, slå den av inntil videre når du slåss)
Oppsummert er bruken av isolasjon og ikke-isolasjon ofte på grunn av problemet med bølgestigning, og problemet med bølger og elektrisitetsmiljøet er nært beslektet. Derfor kan bruken av isolasjonsstrøm og ikke-isolerende strømforsyning ofte kuttes én etter én. Kostnadene er svært fordelaktige, så det er nødvendig å velge ikke-isolasjon eller isolasjon som LED-drive strømforsyning.
5. Sammendrag
Denne artikkelen introduserer forskjellene mellom isolasjonskraft og ikke-isolasjonskraft, så vel som deres respektive fordeler og ulemper, tilpasningsmuligheter og valg av valg av isolasjonskraft. Jeg håper at ingeniører kan bruke dette som referanse i produktdesign. Og etter at produktet feiler, plasser problemet raskt.
Innleggstid: Jul-08-2023
