"China Southern Airlines'ın 23 yaşındaki uçuş görevlisi, iPhone5'i şarj olurken konuşurken elektrik çarpması sonucu hayatını kaybetti" haberi internette büyük ilgi gördü.Şarj cihazları hayatları tehlikeye atabilir mi?Uzmanlar, cep telefonu şarj cihazının içindeki trafo sızıntısını, DC ucuna 220VAC alternatif akım sızıntısını ve veri hattı üzerinden cep telefonunun metal kabuğuna giden ve sonunda elektrik çarpmasına, geri dönüşü olmayan bir trajediye yol açan sızıntıyı analiz ediyor.
Peki cep telefonu şarj cihazının çıkışı neden 220V AC ile geliyor?İzole güç kaynağı seçiminde nelere dikkat etmeliyiz?Yalıtılmış ve yalıtılmamış güç kaynakları arasında nasıl ayrım yapılır?Sektördeki ortak görüş şu:
1. İzole güç kaynağı: Güç kaynağının giriş döngüsü ile çıkış döngüsü arasında doğrudan bir elektrik bağlantısı yoktur ve giriş ve çıkış, Şekil 1'de gösterildiği gibi, akım döngüsü olmadan yalıtılmış, yüksek dirençli bir durumdadır:
2, yalıtımsız güç kaynağı:giriş ve çıkış arasında doğru akım döngüsü vardır, örneğin giriş ve çıkış ortaktır.Şekil 2'de gösterildiği gibi izole edilmiş bir geri dönüş devresi ve izolasyonsuz bir BUCK devresi örnek olarak alınmıştır. Şekil 1 Transformatörlü izole edilmiş güç kaynağı
1. Yalıtılmış güç kaynağının ve yalıtımsız güç kaynağının avantajları ve dezavantajları
Yukarıdaki kavramlara göre, ortak güç kaynağı topolojisi için, yalıtılmamış güç kaynağı temel olarak Buck, Boost, Buck-Boost vb. içerir. Yalıtım güç kaynağı temel olarak çeşitli geri dönüş, ileri, yarım köprü, LLC ve izolasyon transformatörlü diğer topolojiler.
Yaygın olarak kullanılan izole edilmiş ve izolasyonsuz güç kaynaklarıyla birleştirildiğinde, bunların bazı avantajlarını ve dezavantajlarını sezgisel olarak elde edebiliriz; ikisinin avantajları ve dezavantajları neredeyse zıttır.
Yalıtılmış veya yalıtılmamış güç kaynaklarını kullanmak için asıl projenin güç kaynaklarına nasıl ihtiyaç duyduğunu anlamak gerekir ancak bundan önce yalıtılmış ve yalıtılmamış güç kaynakları arasındaki temel farkları anlayabilirsiniz:
① İzolasyon modülü yüksek güvenilirliğe sahiptir, ancak yüksek maliyet ve düşük verime sahiptir.
②Yalıtılmamış modülün yapısı çok basit, düşük maliyetli, yüksek verimli ve zayıf güvenlik performansına sahiptir.
Bu nedenle aşağıdaki durumlarda izole güç kaynağının kullanılması önerilir:
① Şebekeden elektriğin düşük voltajlı DC'ye alınması gibi olası elektrik çarpması durumlarını içeren durumlarda, izole edilmiş AC-DC güç kaynağı kullanılması gerekir;
② Seri iletişim veri yolu, verileri RS-232, RS-485 ve denetleyici yerel alan ağı (CAN) gibi fiziksel ağlar aracılığıyla iletir.Birbirine bağlı bu sistemlerin her biri kendi güç kaynağıyla donatılmıştır ve sistemler arasındaki mesafe çoğu zaman uzaktır.Bu nedenle, sistemin fiziksel güvenliğini sağlamak için genellikle elektrik izolasyonu için güç kaynağını izole etmemiz gerekir.Topraklama döngüsünün izole edilmesi ve kesilmesiyle sistem, geçici yüksek gerilim etkisinden korunur ve sinyal bozulması azaltılır.
③ Harici G/Ç bağlantı noktaları için, sistemin güvenilir şekilde çalışmasını sağlamak amacıyla, G/Ç bağlantı noktalarının güç kaynağının yalıtılması önerilir.
Özetlenen tablo Tablo 1'de gösterilmektedir ve ikisinin avantajları ve dezavantajları neredeyse birbirine zıttır.
Tablo 1 Yalıtımlı ve yalıtımsız güç kaynaklarının avantajları ve dezavantajları
2，İzole edilmiş güç ve izole edilmemiş güç seçimi
Yalıtılmış ve yalıtılmamış güç kaynaklarının avantajlarını ve dezavantajlarını anlayarak her birinin kendine göre avantajları vardır ve bazı yaygın yerleşik güç kaynağı seçenekleri hakkında doğru kararlar verebildik:
① Sistemin güç kaynağı genellikle parazit önleme performansını artırmak ve güvenilirliği sağlamak için kullanılır.
② Uygun maliyetli ve hacimli, izolasyonsuz şemaların tercihli kullanımından başlayarak, devre kartındaki IC'nin veya devrenin bir kısmının güç kaynağı.
③ Güvenlikle ilgili güvenlik gereklilikleri nedeniyle, Belediye Elektriğinin AC-DC'sini veya tıbbi kullanım için güç kaynağını bağlamanız gerekiyorsa, kişinin güvenliğini sağlamak amacıyla güç kaynağını kullanmalısınız.Bazı durumlarda izolasyonu güçlendirmek için güç kaynağını kullanmanız gerekir.
④ Uzak endüstriyel iletişimin güç kaynağı için, coğrafi farklılıkların ve kablo bağlantı girişiminin etkilerini etkili bir şekilde azaltmak amacıyla, genellikle her iletişim düğümüne tek başına güç sağlamak için ayrı güç kaynağı olarak kullanılır.
⑤ Pil güç kaynağı kullanımında, sıkı pil ömrü sağlamak amacıyla izolasyonsuz güç kaynağı kullanılır.
İzolasyonlu ve izolasyonsuz gücün avantajlarını ve dezavantajlarını anlayarak kendi avantajlarına sahip olurlar.Yaygın olarak kullanılan bazı gömülü güç kaynağı tasarımları için tercih edilen durumları özetleyebiliriz.
1.Isolasyon güç kaynağı
Parazit önleme performansını artırmak ve güvenilirliği sağlamak için genellikle izolasyon kullanılır.
Güvenlik açısından güvenlik gereklilikleri açısından, Belediye Elektriği'nin AC-DC'sine veya tıbbi amaçlı güç kaynağına ve beyaz eşyalara bağlanmanız gerekiyorsa, kişinin güvenliğini sağlamak için güç kaynağını kullanmanız gerekir, 1 ~ 10W uygulamalara uygun orijinal AC-DC geri bildirimi için MPS MP020 gibi;
Uzak endüstriyel iletişimin güç kaynağı için, coğrafi farklılıkların ve kablo bağlantı girişiminin etkilerini etkili bir şekilde azaltmak amacıyla, genellikle her iletişim düğümüne tek başına güç sağlamak için ayrı güç kaynağı olarak kullanılır.
2. Yalıtımsız güç kaynağı
IC veya devre kartındaki bazı devreler fiyat oranı ve hacimden güç alır ve izolasyonsuz çözüm tercih edilir;MPS MP150/157/MP174 serisi buck izolasyonsuz AC-DC gibi, 1 ~ 5W için uygundur;
36V'un altındaki çalışma voltajı durumunda, güç sağlamak için pil kullanılır ve dayanıklılık için katı gereksinimler vardır ve MPS'nin MP2451/MPQ2451'i gibi izolasyonsuz güç kaynağı tercih edilir.
İzolasyon gücü ve izolasyonsuz güç kaynağının avantajları ve dezavantajları
İzolasyonlu ve izolasyonsuz güç kaynağının avantajlarını ve dezavantajlarını anlayarak kendi avantajlarına sahip olurlar.Yaygın olarak kullanılan bazı yerleşik güç kaynağı seçenekleri için aşağıdaki değerlendirme koşullarını takip edebiliriz:
Güvenlik gereksinimleri nedeniyle, Belediye Elektriğinin AC-DC'sine veya tıbbi amaçlı güç kaynağına bağlanmanız gerekiyorsa, kişinin güvenliğini sağlamak için güç kaynağını kullanmanız gerekir ve bazı durumlarda güç kaynağını kullanmanız gerekir. İzolasyon güç kaynağını geliştirin.
Genel olarak, modül güç izolasyon voltajı gereksinimleri çok yüksek değildir, ancak daha yüksek izolasyon voltajı, modül güç kaynağının daha küçük bir kaçak akıma, daha yüksek güvenlik ve güvenilirliğe sahip olmasını ve EMC özelliklerinin daha iyi olmasını sağlayabilir.Bu nedenle genel izolasyon voltajı seviyesi 1500VDC'nin üzerindedir.
3izolasyon güç modülünün seçimi için önlemler
Güç kaynağının izolasyon direncine, GB-4943 ulusal standardında anti-elektrik gücü de denir.Bu GB-4943 standardı, sıklıkla söylediğimiz, insanların fiziksel ve elektriksel olmasını önlemek için kaçınmayı da içeren ulusal standartlar olan bilgi ekipmanlarının güvenlik standartlarıdır. İnsanlar elektrik çarpması hasarı, fiziksel hasar, patlamadan zarar görür.Aşağıda gösterildiği gibi izolasyon güç kaynağının yapı şeması.
İzolasyon gücü yapı şeması
Modül gücünün önemli bir göstergesi olan izolasyon ve basınca dayanıklı test yöntemi de standartta şart koşulmuştur.Genellikle basit testler sırasında eşit potansiyel bağlantı testi kullanılır.Bağlantı şematik diyagramı aşağıdaki gibidir:
İzolasyon direncinin önemli diyagramı
Test yöntemleri:
Gerilim direncinin voltajını belirtilen voltaj direnci değerine ayarlayın, akım belirtilen kaçak değere ayarlanır ve süre, belirtilen test süresi değerine ayarlanır;
Çalışma basıncı ölçüm cihazları teste başlar ve basmaya başlar.Öngörülen test süresi boyunca modül, desensiz ve uçuşan ark içermemelidir.
Tekrarlanan kaynaklamayı önlemek ve güç modülüne zarar vermek için test sırasında kaynak güç modülünün seçilmesi gerektiğini unutmayın.
Ayrıca şunlara dikkat edin:
1. AC-DC mi yoksa DC-DC mi olduğuna dikkat edin.
2. İzolasyon güç modülünün izolasyonu.Örneğin 1000V DC'nin yalıtım gereksinimlerini karşılayıp karşılamadığı.
3. İzolasyon güç modülünün kapsamlı bir güvenilirlik testine sahip olup olmadığı.Güç modülü performans testi, tolerans testi, geçici koşullar, güvenilirlik testi, EMC elektromanyetik uyumluluk testi, yüksek ve düşük sıcaklık testi, aşırı test, ömür testi, güvenlik testi vb. ile gerçekleştirilmelidir.
4. İzole edilmiş güç modülünün üretim hattının standartlaştırılıp standartlaştırılmadığı.Güç modülü üretim hattının, aşağıdaki Şekil 3'te gösterildiği gibi ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 vb. gibi bir dizi uluslararası sertifikayı geçmesi gerekir.
Şekil 3 ISO sertifikası
5. İzolasyon güç modülünün sanayi ve otomobil gibi zorlu ortamlara uygulanıp uygulanmadığı.Güç modülü yalnızca zorlu endüstriyel ortamlara uygulanmaz, aynı zamanda yeni enerji araçlarının BMS yönetim sisteminde de uygulanır.
4,Tizolasyon gücü ve izolasyon dışı güç algısı
Öncelikle bir yanlış anlaşılma anlatılıyor: Birçok kişi izolasyonsuz gücün izolasyon gücü kadar iyi olmadığını, çünkü izole edilmiş güç kaynağının pahalı olduğunu, dolayısıyla da pahalı olması gerektiğini düşünüyor.
Şu anda herkesin izlenimine göre neden izolasyon gücünü kullanmak izolasyon yapmamaktan daha iyidir?Aslında bu fikir birkaç yıl önceki fikirde kalmaktır.Çünkü önceki yıllardaki izolasyonsuzluk istikrarı aslında izolasyon ve istikrara sahip değil, ancak Ar-Ge teknolojisinin güncellenmesiyle izolasyonsuzluk artık çok olgunlaştı ve daha istikrarlı hale geliyor.Güvenlikten bahsetmişken, aslında izolasyonsuz güç de oldukça güvenlidir.Yapısı biraz değiştirildiği sürece insan vücudu için hala güvenlidir.Aynı nedenden ötürü, izolasyonsuz güç, Ultuvsaace gibi birçok güvenlik standardını da geçebilir.
Aslında, izolasyonsuz güç kaynağındaki hasarın temel nedeni, AC güç hattının her iki ucundaki aşırı gerilimden kaynaklanmaktadır.Yıldırım dalgasının dalgalanma olduğu da söylenebilir.Bu voltaj, AC voltaj hattının her iki ucundaki anlık yüksek voltajdır, bazen üç bin volta kadar çıkabilir.Ancak süre çok kısa ve enerji son derece güçlü.Gök gürültüsü olduğunda veya aynı AC hattında büyük bir yükün bağlantısı kesildiğinde meydana gelecektir çünkü akım ataleti de meydana gelecektir.İzolasyon BUCK devresi anında çıkışa iletilecek, sabit akım algılama halkasına zarar verecek veya çipe daha fazla zarar vererek 300V'un geçmesine neden olacak ve tüm lambayı yakacaktır.Agresif olmayan güç kaynağının izolasyonu için MOS hasar görecektir.Olay depolama, çip ve MOS tüplerinin yanmasıdır.Artık LED destekli güç kaynağı kullanım sırasında kötü durumda ve %80'den fazlası bu iki benzer olaydan kaynaklanıyor.Üstelik, küçük anahtarlamalı güç kaynağı, bir güç adaptörü olsa bile, genellikle dalga voltajının neden olduğu bu olaydan zarar görür ve LED güç kaynağında bu durum daha da yaygındır.Bunun nedeni LED'in yük özelliklerinin özellikle dalgalardan korkmasıdır.Gerilim.
Genel teoriye göre, elektronik devrede ne kadar az bileşen varsa, güvenilirlik de o kadar yüksek olur ve devre kartının güvenilirliği de o kadar düşük olur.Aslında izolasyonsuz devreler izolasyon devrelerinden daha azdır.İzolasyon devresi güvenilirliği neden yüksektir?Aslında bu bir güvenilirlik değildir, ancak izolasyonsuz devre aşırı gerilime, zayıf engelleme kabiliyetine ve izolasyon devresine karşı çok hassastır, çünkü enerji önce transformatöre girer ve daha sonra onu transformatörden LED yüküne taşır.Buck devresi doğrudan LED yüküne giden giriş güç kaynağının bir parçasıdır.Bu nedenle, ilkinin baskılama ve zayıflamadaki dalgalanmaya zarar verme şansı yüksektir, dolayısıyla küçüktür.Aslında izolasyon olamama sorunu esas olarak dalgalanma sorunundan kaynaklanıyor.Şu anda bu sorun, olasılıktan görülebildiği gibi, yalnızca LED lambaların görülebilmesidir.Bu nedenle pek çok kişi iyi bir önleme yöntemi önermemiştir.Pek çok kişi dalga voltajının ne olduğunu bilmiyor.LED lambalar bozuk, nedeni bulunamıyor.Sonuçta tek bir cümle var.Bu güç kaynağının dengesiz olduğu ve çözüleceği belirtiliyor.Spesifik kararsız nerede, bilmiyor.
İzolasyonsuz güç kaynağı verimliliği, ikincisi ise maliyetin daha avantajlı olmasıdır.
Yalıtımsız güç durumlar için uygundur: Her şeyden önce iç mekan lambalarıdır.Bu iç mekan elektrik ortamı daha iyidir ve dalgaların etkisi azdır.İkincisi, kullanım vesilesiyle küçük voltaj ve küçük akımdır.Alçak gerilim akımları için izolasyonsuzluğun bir anlamı yoktur, çünkü alçak gerilim ve büyük akımların verimi izolasyona göre daha yüksek değildir ve maliyeti de çok azdır.Üçüncüsü, izolasyonsuz güç kaynağı nispeten istikrarlı bir ortamda kullanılır.Elbette, dalgalanmayı bastırma problemini çözmenin bir yolu varsa, izolasyonsuz gücün uygulama aralığı büyük ölçüde genişleyecektir!
Dalga sorunu nedeniyle hasar oranı hafife alınmamalıdır.Genellikle tamir edilen türde iade, hasar sigortası, çip ve MOS'un ilk olarak dalga sorunu düşünülmelidir.Hasar oranını azaltmak için tasarım yaparken dalgalanma faktörlerini dikkate almak veya kullanıldığında kullanıcılardan vazgeçip dalgalanmalardan kaçınmaya çalışmak gerekir.(İç mekan lambaları gibi, kavga ettiğinizde bir süreliğine kapatın)
Özetle, izolasyonlu ve izolasyonsuz kullanımı genellikle dalga dalgalanması probleminden kaynaklanır ve dalga problemi ile elektrik ortamı yakından ilişkilidir.Bu nedenle çoğu zaman izolasyonlu güç ve izolasyonsuz güç kaynağının kullanımı tek tek kesilemez.Maliyetleri oldukça avantajlı olduğundan LED sürücülü güç kaynağı olarak izolasyonsuz veya izolasyonlu tercih edilmesi gerekmektedir.
5. Özet
Bu makale izolasyonlu ve izolasyonsuz güç arasındaki farkların yanı sıra bunların avantajları ve dezavantajları, adaptasyon durumları ve izolasyon gücü seçiminin seçimini tanıtmaktadır.Umarım mühendisler bunu ürün tasarımında referans olarak kullanabilirler.Ürün arızalandıktan sonra sorunu hızla konumlandırın.
Gönderim zamanı: Temmuz-08-2023