"En 23-årig stewardesse fra China Southern Airlines blev ramt af elektrisk stød, mens hun talte i sin iPhone 5, mens den opladede", nyheden har vakt stor opmærksomhed online. Kan opladere bringe liv i fare? Eksperter analyserer transformerlækagen inde i mobiltelefonopladeren, 220VAC vekselstrømslækage til DC-enden og gennem dataledningen til mobiltelefonens metalskaller, hvilket i sidste ende fører til elektrisk stød, hvilket kan føre til en uoprettelig tragedie.
Så hvorfor har mobiltelefonopladerens udgang 220V AC? Hvad skal vi være opmærksomme på, når vi vælger en isoleret strømforsyning? Hvordan skelner man mellem isolerede og ikke-isolerede strømforsyninger? Den almindelige opfattelse i branchen er:
1. Isoleret strømforsyningDer er ingen direkte elektrisk forbindelse mellem strømforsyningens indgangssløjfe og udgangssløjfe, og indgangen og udgangen er i en isoleret højmodstandstilstand uden en strømsløjfe, som vist i figur 1:
2, ikke-isoleret strømforsyning:Der er en jævnstrømsløjfe mellem input og output, for eksempel er input og output fælles. Et isoleret flyback-kredsløb og et ikke-isoleret BUCK-kredsløb er taget som eksempler, som vist i figur 2. Figur 1 Isoleret strømforsyning med transformer
1. Fordele og ulemper ved isoleret strømforsyning og ikke-isoleret strømforsyning
I henhold til ovenstående koncepter omfatter den ikke-isolerede strømforsyning for den almindelige strømforsyningstopologi primært Buck, Boost, buck-boost osv. Isolationsstrømforsyningen har primært en række flyback-, forward-, half-bridge-, LLC- og andre topologier med isolationstransformere.
Kombineret med almindeligt anvendte isolerede og ikke-isolerede strømforsyninger kan vi intuitivt få nogle af deres fordele og ulemper, hvor fordelene og ulemperne ved de to er næsten modsatte.
For at bruge isolerede eller uisolerede strømforsyninger er det nødvendigt at forstå, hvordan det faktiske projekt har brug for strømforsyninger, men inden da kan du forstå de vigtigste forskelle mellem isolerede og uisolerede strømforsyninger:
① Isolationsmodulet har høj pålidelighed, men er omkostningerne høje og har lav effektivitet.
②Strukturen af det ikke-isolerede modul er meget enkel, billig, høj effektivitet og dårlig sikkerhedsydelse.
Derfor anbefales det i følgende tilfælde at bruge en isoleret strømforsyning:
① Ved risiko for elektrisk stød, såsom at tage elektricitet fra nettet til lavspændings-jævnstrømsforsyning, skal der anvendes en isoleret AC-DC-strømforsyning;
② Den serielle kommunikationsbus transmitterer data via fysiske netværk som RS-232, RS-485 og controllerens lokale netværk (CAN). Hvert af disse sammenkoblede systemer er udstyret med sin egen strømforsyning, og afstanden mellem systemerne er ofte stor. Derfor er det normalt nødvendigt at isolere strømforsyningen for elektrisk isolering for at sikre systemets fysiske sikkerhed. Ved at isolere og afbryde jordsløjfen er systemet beskyttet mod transiente højspændingspåvirkninger, og signalforvrængning reduceres.
③ For eksterne I/O-porte anbefales det at isolere strømforsyningen til I/O-portene for at sikre systemets pålidelige drift.
Den opsummerede tabel er vist i tabel 1, og fordelene og ulemperne ved de to er næsten modsatrettede.
Tabel 1 Fordele og ulemper ved isolerede og ikke-isolerede strømforsyninger
2. Valg af isoleret strøm og ikke-isoleret strøm
Ved at forstå fordele og ulemper ved isolerede og ikke-isolerede strømforsyninger har hver især sine egne fordele, og vi har været i stand til at foretage præcise vurderinger af nogle almindelige muligheder for indlejrede strømforsyninger:
① Systemets strømforsyning bruges generelt til at forbedre anti-interferensydelsen og sikre pålidelighed.
② Strømforsyning til IC eller en del af kredsløbet i printkortet, startende fra omkostningseffektivitet og volumen, foretrukken brug af ikke-isolationsordninger.
③ Af sikkerhedsmæssige årsager skal du bruge strømforsyningen, hvis du har brug for at tilslutte AC-DC til den kommunale elektricitet eller strømforsyningen til medicinsk brug, for at sikre personens sikkerhed. I nogle tilfælde skal du bruge strømforsyningen for at styrke isoleringen.
④ Til strømforsyning til fjern industriel kommunikation, for effektivt at reducere virkningerne af geografiske forskelle og ledningskoblingsforstyrrelser, bruges den generelt til separat strømforsyning til at forsyne hver kommunikationsnode alene.
⑤ Ved brug af batteristrømforsyning anvendes en ikke-isolerende strømforsyning for at sikre en streng batterilevetid.
Ved at forstå fordele og ulemper ved isoleret og ikke-isoleret strømforsyning, har de deres egne fordele. For nogle almindeligt anvendte indlejrede strømforsyningsdesign kan vi opsummere de valgte lejligheder.
1.Iisolationsstrømforsyning
For at forbedre anti-interferensydelsen og sikre pålidelighed bruges det generelt at bruge isolation.
Af sikkerhedsmæssige årsager, hvis du har brug for at tilslutte til den kommunale elektricitets AC-DC eller strømforsyningen til medicinsk brug og hvide apparater, skal du for at sikre personens sikkerhed bruge en strømforsyning, f.eks. MPS MP020, til den originale feedback AC-DC, egnet til 1 ~ 10W applikationer;
Til strømforsyning til fjern industriel kommunikation, for effektivt at reducere virkningerne af geografiske forskelle og ledningskoblingsforstyrrelser, bruges den generelt til separat strømforsyning til at forsyne hver kommunikationsnode alene.
2. Ikke-isolerende strømforsyning
IC'en eller et kredsløb i printkortet drives af prisforholdet og volumen, og den ikke-isolerende løsning foretrækkes; såsom MPS MP150/157/MP174-seriens ikke-isolerende buck AC-DC, egnet til 1 ~ 5W;
I tilfælde af driftsspænding under 36V bruges batteriet til at levere strøm, og der er strenge krav til holdbarhed, og en ikke-isolerende strømforsyning foretrækkes, såsom MPS's MP2451/MPQ2451.
Fordele og ulemper ved isoleret strømforsyning og ikke-isoleret strømforsyning
Ved at forstå fordele og ulemper ved isolerede og ikke-isolerede strømforsyninger, har de deres egne fordele. For nogle almindeligt anvendte valg af indlejrede strømforsyninger kan vi følge følgende vurderingsbetingelser:
Af sikkerhedsmæssige årsager skal du, hvis du har brug for at tilslutte til den kommunale elektricitets AC-DC eller strømforsyningen til medicinsk brug, bruge strømforsyningen for at sikre personens sikkerhed, og i nogle tilfælde skal der anvendes til at forbedre isolationsstrømforsyningen.
Generelt er kravene til modulets strømisolationsspænding ikke særlig høje, men en højere isolationsspænding kan sikre, at modulets strømforsyning har en mindre lækstrøm, højere sikkerhed og pålidelighed, samt bedre EMC-egenskaber. Derfor er det generelle isolationsspændingsniveau over 1500 VDC.
3, forholdsregler ved valg af isolationsstrømmodul
Strømforsyningens isolationsmodstand kaldes også anti-elektrisk styrke i den nationale standard GB-4943. Denne GB-4943-standard er sikkerhedsstandarderne for informationsudstyr, som vi ofte siger, for at forhindre mennesker i at blive fysisk skadet og elektrisk skadet, herunder at undgå at undgå at mennesker bliver skadet af elektrisk stød, fysisk skade og eksplosion. Som vist nedenfor er strukturdiagrammet for isolationsstrømforsyningen.
Diagram over isolationskraftstruktur
Som en vigtig indikator for modulets effekt er standarden for isolation og trykmodstandstestmetode også angivet i standarden. Generelt anvendes ligespændingsforbindelsestest generelt under simpel testning. Forbindelsesdiagrammet er som følger:
Signifikant diagram over isolationsmodstand
Testmetoder:
Indstil spændingsmodstandens spænding til den angivne spændingsmodstandsværdi, strømmen indstilles som den angivne lækageværdi, og tiden indstilles til den angivne testtidsværdi;
Driftstrykmålerne starter testen og begynder at presse. I den foreskrevne testtid skal modulet være uden mønster og fri for flyvebuer.
Bemærk at svejsestrømmodulet skal vælges på testtidspunktet for at undgå gentagen svejsning og beskadigelse af strømmodulet.
Vær desuden opmærksom på:
1. Vær opmærksom på, om det er AC-DC eller DC-DC.
2. Isolationen af isolationsstrømmodulet. For eksempel om 1000V DC opfylder isoleringskravene.
3. Om isolationsstrømmodulet har gennemgået en omfattende pålidelighedstest. Strømmodulet skal gennemgå ydelsestest, tolerancetest, transiente forhold, pålidelighedstest, EMC elektromagnetisk kompatibilitetstest, høj- og lavtemperaturtest, ekstremtest, levetidstest, sikkerhedstest osv.
4. Om produktionslinjen for det isolerede effektmodul er standardiseret. Produktionslinjen for effektmoduler skal bestå en række internationale certificeringer såsom ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 osv., som vist i figur 3 nedenfor.
Figur 3 ISO-certificering
5. Om isolationsstrømmodulet anvendes i barske miljøer såsom industri og biler. Strømmodulet anvendes ikke kun i barske industrielle miljøer, men også i BMS-styringssystemet for nye energikøretøjer.
4,TOpfattelsen af isolationskraft og ikke-isolationskraft
Først og fremmest forklares en misforståelse: Mange tror, at ikke-isolerende strøm ikke er lige så god som isolerende strøm, fordi den isolerede strømforsyning er dyr, så den må være dyr.
Hvorfor er det bedre at bruge isolationskraft frem for ikke-isolation, synes alle nu? Faktisk holder denne idé sig til den samme idé som nogle få år tidligere. Fordi den ikke-isolerende stabilitet i tidligere år faktisk ikke har været tilstrækkelig til isolation og stabilitet, men med opdateringen af F&U-teknologi er ikke-isolationen nu meget moden og mere stabil. Når vi taler om sikkerhed, er ikke-isolationskraft faktisk også meget sikker. Så længe strukturen ændres en smule, er den stadig sikker for menneskekroppen. Af samme grund kan ikke-isolationskraft også opfylde mange sikkerhedsstandarder, såsom: Ultuvsaace.
Faktisk er den grundlæggende årsag til skaden på den ikke-isolerede strømforsyning forårsaget af den overspændingsfyldte spænding i begge ender af AC-strømforsyningsledningen. Man kan også sige, at lynbølgen er en overspændingsbølge. Denne spænding er en øjeblikkelig høj spænding i begge ender af AC-spændingsledningen, nogle gange så høj som tre tusinde volt. Men tiden er meget kort, og energien er ekstremt stærk. Det vil ske, når det torderer, eller på den samme AC-ledning, når en stor belastning afbrydes, fordi der også vil opstå strøminerti. Isolations-BUCK-kredsløbet vil øjeblikkeligt overføres til udgangen, beskadige konstantstrømsdetekteringsringen eller yderligere beskadige chippen, hvilket får 300 V til at passere og brænde hele lampen. For den isolerede anti-aggressive strømforsyning vil MOS blive beskadiget. Fænomenet er, at lagring, chip og MOS-rør brænder ud. Nu er den LED-drevne strømforsyning dårlig under brug, og mere end 80% er disse to lignende fænomener. Desuden bliver den lille switching-strømforsyning, selvom det er en strømadapter, ofte beskadiget af dette fænomen, som er forårsaget af bølgespænding, og i LED-strømforsyninger er det endnu mere almindeligt. Dette skyldes, at LED'ens belastningsegenskaber er særligt bange for bølger. Spændingen.
Ifølge den generelle teori er pålideligheden højere, jo færre komponenter der er i det elektroniske kredsløb, og jo lavere er pålideligheden af komponenterne på printkortet. Faktisk er ikke-isolationskredsløb mindre pålidelige end isolationskredsløb. Hvorfor er pålideligheden af isolationskredsløb høj? Faktisk er det ikke pålideligt, men ikke-isolationskredsløb er for følsomme overspændinger, har dårlig hæmningsevne og isolationskredsløb, fordi energien først kommer ind i transformeren og derefter transporteres fra transformeren til LED-belastningen. Buck-kredsløbet er en del af indgangsstrømforsyningen direkte til LED-belastningen. Derfor er der en stor risiko for, at overspændingen beskadiges i forbindelse med undertrykkelse og dæmpning, så den er lille. Faktisk skyldes problemet med manglende isolation hovedsageligt overspændingsproblemet. I øjeblikket er dette problem, at det kun er sandsynligt, at LED-lamper kan ses ud fra sandsynligheden. Derfor har mange mennesker ikke foreslået en god forebyggelsesmetode. Flere mennesker ved ikke, hvad bølgespænding er, mange mennesker. LED-lamper er i stykker, og årsagen kan ikke findes. Til sidst er der kun én sætning. Hvad denne strømforsyning er ustabil, og det vil blive afklaret. Hvor den specifikke ustabile er, ved han ikke.
Ikke-isolerende strømforsyning er effektivitet, og for det andet er omkostningerne mere fordelagtige.
Ikke-isolerende strøm er egnet til lejligheder: For det første er det indendørslamper. Dette indendørs elektricitetsmiljø er bedre, og bølgernes indflydelse er lille. For det andet er brugen ved lav spænding og lille strøm. Ikke-isolerende strøm er ikke relevant for lavspændingsstrømme, fordi effektiviteten af lav spænding og store strømme ikke er højere end isolation, og omkostningerne er meget lavere. For det tredje bruges den ikke-isolerende strømforsyning i et relativt stabilt miljø. Hvis der findes en måde at løse problemet med at undertrykke overspænding på, vil anvendelsesområdet for ikke-isolerende strøm naturligvis blive betydeligt udvidet!
På grund af bølgeproblemet bør skadesraten ikke undervurderes. Generelt bør man først og fremmest tænke på bølgeproblemet ved reparation, returnering af skader på forsikring, chip og MOS. For at reducere skadesraten er det nødvendigt at overveje overspændingsfaktorer ved design eller at stoppe brugerne, når de er i brug, og forsøge at undgå overspænding. (Såsom indendørslamper, sluk dem et øjeblik, når du slukker)
Kort sagt skyldes brugen af isolation og ikke-isolation ofte problemet med bølgeudsving, og problemet med bølger og elmiljøet er tæt forbundet. Derfor kan brugen af isolationsstrøm og ikke-isolationsstrømforsyning ofte ikke reduceres én efter én. Omkostningerne er meget fordelagtige, så det er nødvendigt at vælge ikke-isolation eller isolering som LED-drevstrømforsyning.
5. Resumé
Denne artikel introducerer forskellene mellem isolations- og ikke-isolationsstrøm, samt deres respektive fordele og ulemper, tilpasningsmuligheder og valg af isolationsstrøm. Jeg håber, at ingeniører kan bruge dette som reference i produktdesign. Og hurtigt kunne identificere problemet, når produktet svigter.
Opslagstidspunkt: 8. juli 2023
