«China Southern Airlines әуе компаниясының 23 жастағы стюардессасы iPhone5 телефоны зарядталып жатқан кезде сөйлесіп жатқанда ток соқты» деген жаңалық желіде көпшіліктің назарын аударды.Зарядтағыштар өмірге қауіп төндіруі мүмкін бе?Мамандар ұялы телефонның зарядтау құрылғысының ішіндегі трансформатордың ағуын, тұрақты токтың соңына дейін 220ВАС айнымалы токтың ағуын, ал деректер желісі арқылы ұялы телефонның металл қабығына өтуін талдап, ақырында электр тогының соғуына, қайтымсыз қайғылы жағдайдың орын алуына әкеледі.
Неліктен ұялы телефон зарядтағышының шығысы 220 В айнымалы токпен бірге келеді?Оқшауланған электрмен жабдықтауды таңдауда неге назар аудару керек?Оқшауланған және оқшауланбаған қуат көздерін қалай ажыратуға болады?Өнеркәсіптегі ортақ көзқарас:
1. Оқшауланған қуат көзі: Қуат көзінің кіріс контуры мен шығыс контуры арасында тікелей электрлік байланыс жоқ, кіріс және шығыс 1-суретте көрсетілгендей ток контуры жоқ оқшауланған жоғары кедергілі күйде болады:
2, оқшауланбаған қуат көзі:кіріс пен шығыс арасында тұрақты ток контуры бар, мысалы, кіріс және шығыс ортақ.Мысал ретінде оқшауланған ұшу тізбегі және оқшауланбаған BUCK тізбегі 2-суретте көрсетілгендей алынған. 1-сурет Трансформаторы бар оқшауланған қуат көзі
1. Оқшауланған электрмен жабдықтаудың және оқшауланбаған қоректендірудің артықшылықтары мен кемшіліктері
Жоғарыда келтірілген концепцияларға сәйкес, электрмен жабдықтаудың жалпы топологиясы үшін оқшауланбаған қуат көзі негізінен Buck, Boost, buck-boost және т. оқшаулау трансформаторлары бар басқа топологиялар.
Жиі қолданылатын оқшауланған және оқшауланбаған қуат көздерімен үйлескенде біз олардың кейбір артықшылықтары мен кемшіліктерін интуитивті түрде ала аламыз, екеуінің артықшылықтары мен кемшіліктері дерлік қарама-қарсы.
Оқшауланған немесе оқшауланбаған қуат көздерін пайдалану үшін нақты жобаға қуат көздері қалай қажет екенін түсіну керек, бірақ бұған дейін оқшауланған және оқшауланбаған қуат көздерінің негізгі айырмашылықтарын түсінуге болады:
① Оқшаулау модулінің сенімділігі жоғары, бірақ құны жоғары және тиімділігі төмен.
②Оқшауланбаған модульдің құрылымы өте қарапайым, құны төмен, тиімділігі жоғары және қауіпсіздік көрсеткіштері нашар.
Сондықтан келесі жағдайларда оқшауланған қуат көзін пайдалану ұсынылады:
① Электр тоғынан төмен вольтты тұрақты токқа дейін электр тогын алу сияқты ықтимал электр тогының соғуына байланысты, оқшауланған айнымалы токтың тұрақты ток көзін пайдалану қажет;
② Сериялық байланыс шинасы деректерді RS-232, RS-485 және контроллердің жергілікті желі (CAN) сияқты физикалық желілер арқылы жібереді.Осы өзара байланысты жүйелердің әрқайсысы өз қоректендіру көзімен жабдықталған және жүйелер арасындағы қашықтық жиі алыс.Сондықтан жүйенің физикалық қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін әдетте электрлік оқшаулау үшін қуат көзін оқшаулау қажет.Жерге қосу контурын оқшаулау және кесу арқылы жүйе өтпелі жоғары кернеу әсерінен қорғалады және сигналдың бұрмалануы азаяды.
③ Сыртқы енгізу/шығару порттары үшін жүйенің сенімді жұмысын қамтамасыз ету үшін енгізу/шығару порттарының қуат көзін оқшаулау ұсынылады.
Жиынтық кесте 1-кестеде көрсетілген және екеуінің артықшылықтары мен кемшіліктері дерлік қарама-қарсы.
1-кесте Оқшауланған және оқшауланбаған қуат көздерінің артықшылықтары мен кемшіліктері
2， Оқшауланған қуатты және оқшауланбаған қуатты таңдау
Оқшауланған және оқшауланбаған қуат көздерінің артықшылықтары мен кемшіліктерін түсіну арқылы әрқайсысының өзіндік артықшылықтары бар және біз кейбір жалпы енгізілген электрмен жабдықтау опциялары туралы нақты пайымдаулар жасай алдық:
① Жүйенің қуат көзі әдетте кедергіге қарсы өнімділікті жақсарту және сенімділікті қамтамасыз ету үшін пайдаланылады.
② үнемді және көлемді, оқшауланбаған схемаларды артықшылықты пайдаланудан бастап, IC немесе схеманың бір бөлігін электрмен жабдықтау.
③ Қауіпсіздікке қойылатын қауіпсіздік талаптары үшін, қалалық электр тоғының айнымалы токты немесе медициналық мақсаттағы қуат көзін қосу қажет болса, адамның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қуат көзін пайдалану керек.Кейбір жағдайларда оқшаулауды күшейту үшін қуат көзін пайдалану керек.
④ Қашықтағы өнеркәсіптік байланысты электрмен жабдықтау үшін, географиялық айырмашылықтар мен сымдарды біріктіру кедергілерінің әсерін тиімді азайту мақсатында ол әдетте әрбір байланыс түйінін қуаттандыру үшін бөлек қуат көзі үшін пайдаланылады.
⑤ Батареяның қуат көзін пайдалану үшін, батареяның қатаң қызмет ету мерзімі үшін оқшауланбаған қуат көзі пайдаланылады.
Оқшауланудың және оқшауланбаудың артықшылықтары мен кемшіліктерін түсіну арқылы олардың өзіндік артықшылықтары бар.Кейбір жиі қолданылатын кірістірілген қуат көзінің дизайны үшін біз оны таңдау жағдайларын қорытындылай аламыз.
1.Iжылумен жабдықтау
Кедергіге қарсы өнімділікті жақсарту және сенімділікті қамтамасыз ету үшін ол әдетте оқшаулауды пайдалану үшін қолданылады.
Қауіпсіздікке қойылатын қауіпсіздік талаптары үшін, егер сізге қалалық электр торабының айнымалы токқа немесе медициналық мақсаттағы қуат көзіне және ақ құрылғыларға қосылу қажет болса, адамның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін электр қуатын пайдалану керек, MPS MP020 сияқты, 1 ~ 10 Вт қолданбаларға жарамды айнымалы токтың бастапқы кері байланысы үшін;
Қашықтағы өнеркәсіптік коммуникацияларды электрмен жабдықтау үшін, географиялық айырмашылықтар мен сымдарды біріктіру кедергілерінің әсерін тиімді азайту үшін ол әдетте әрбір байланыс түйінін қоректендіру үшін бөлек қуат көзі үшін пайдаланылады.
2. Оқшауланбайтын қуат көзі
IC немесе схемалық платадағы кейбір схема баға қатынасы мен көлемінен қуат алады және оқшауланбаған шешімге артықшылық беріледі;мысалы, MPS MP150/157/MP174 сериясы 1 ~ 5 Вт үшін жарамды оқшауланбаған айнымалы ток тұрақты ток;
Жұмыс кернеуі 36 В төмен болған жағдайда, батарея қуат беру үшін пайдаланылады және төзімділікке қатаң талаптар қойылады және MPS MP2451/MPQ2451 сияқты оқшауланбаған қуат көзіне артықшылық беріледі.
Оқшаулағыш қуат пен оқшауланбаған электрмен жабдықтаудың артықшылықтары мен кемшіліктері
Оқшауланған және оқшауланбаған электрмен жабдықтаудың артықшылықтары мен кемшіліктерін түсіну арқылы олардың өзіндік артықшылықтары бар.Кейбір жиі қолданылатын кірістірілген қуат көздерін таңдау үшін біз келесі пайымдау шарттарын орындай аламыз:
Қауіпсіздік талаптары үшін, адамның қауіпсіздігін қамтамасыз ету үшін қалалық электр тоғының айнымалы токына немесе медициналық қуат көзіне қосылу қажет болса, қуат көзін пайдалану керек, ал кейбір жағдайларда оқшаулауды қуатпен қамтамасыз етуді жақсарту.
Әдетте, модульдің қуат оқшаулау кернеуіне қойылатын талаптар өте жоғары емес, бірақ жоғары оқшаулау кернеуі модульдің қуат көзінің ағып кету тогының аз болуын, жоғары қауіпсіздік пен сенімділікті және EMC сипаттамаларының жақсырақ болуын қамтамасыз етеді.Сондықтан жалпы оқшаулау кернеуінің деңгейі 1500В тұрақты кернеуден жоғары.
3, оқшаулау қуат модулін таңдау бойынша сақтық шаралары
Қуат көзінің оқшаулау кедергісі GB-4943 ұлттық стандартында электр тогына қарсы беріктік деп те аталады.Бұл GB-4943 стандарты адамдардың физикалық және электрлік ұлттық стандарттар болуын болдырмау үшін жиі айтатын ақпараттық жабдықтың қауіпсіздік стандарттары болып табылады, соның ішінде адамдар электр тоғының соғуынан, физикалық зақымданудан, жарылыстан зардап шегеді.Төменде көрсетілгендей, оқшаулағыш қуат көзінің құрылымдық схемасы.
Оқшаулағыш қуат құрылымының диаграммасы
Модуль қуатының маңызды көрсеткіші ретінде оқшаулау стандарты және қысымға төзімді сынау әдісі де стандартта қарастырылған.Әдетте, тең әлеуетті қосылым сынағы әдетте қарапайым тестілеу кезінде қолданылады.Қосылу схемасы келесідей:
Оқшаулау кедергісінің маңызды диаграммасы
Сынақ әдістері:
Кернеу кедергісінің кернеуін белгіленген кернеу кедергісінің мәніне орнатыңыз, ток белгіленген ағып кету мәні ретінде орнатылады, ал уақыт белгіленген сынақ уақытының мәніне орнатылады;
Жұмыс қысымын өлшегіштер сынауды бастайды және басуды бастайды.Белгіленген сынақ уақытында модуль тегістелмеген және ұшатын доғасыз болуы керек.
Қайта дәнекерлеуді және қуат модулін зақымдауды болдырмау үшін дәнекерлеу қуат модулін сынақ кезінде таңдау керек екенін ескеріңіз.
Сонымен қатар, назар аударыңыз:
1. Айнымалы ток немесе тұрақты ток екеніне назар аударыңыз.
2. Оқшаулағыш қуат модулінің оқшаулануы.Мысалы, 1000 В тұрақты ток оқшаулау талаптарына сәйкес келеді ме.
3. Оқшаулағыш қуат модулінің сенімділік сынағы бар ма.Қуат модулі өнімділік сынағы, төзімділік сынағы, өтпелі жағдайлар, сенімділік сынағы, EMC электромагниттік үйлесімділік сынағы, жоғары және төмен температура сынағы, экстремалды сынақ, өмірлік сынақ, қауіпсіздік сынағы және т.б. арқылы орындалуы керек.
4. Оқшауланған қуат модулінің өндірістік желісі стандартталған ба.Қуат модулін өндіру желісі төмендегі 3-суретте көрсетілгендей ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 және т.б. сияқты бірқатар халықаралық сертификаттардан өтуі керек.
3-сурет ISO сертификаты
5. Оқшаулағыш қуат модулі өнеркәсіп және автомобильдер сияқты қатал орталарға қолданыла ма.Қуат модулі қатал өндірістік ортада ғана емес, сонымен қатар жаңа энергетикалық көліктердің BMS басқару жүйесінде де қолданылады.
4,Tол оқшаулау күшін және оқшауланбау күшін қабылдайды
Ең алдымен, түсінбеушілік түсіндіріледі: Көптеген адамдар оқшауланбаған қуат оқшаулау қуаты сияқты жақсы емес деп ойлайды, өйткені оқшауланған қуат көзі қымбат, сондықтан ол қымбат болуы керек.
Неліктен қазір барлығына әсер еткенде оқшауланбаудан гөрі оқшаулау күшін қолданған дұрыс?Шын мәнінде, бұл идея бірнеше жыл бұрынғы идеяда қалу.Өйткені өткен жылдардағы оқшауланбаған тұрақтылық шын мәнінде оқшаулану мен тұрақтылыққа ие болмады, бірақ ҒЗТКЖ технологиясының жаңартылуымен оқшауланбау қазір өте жетілген және ол тұрақты болып келеді.Қауіпсіздік туралы айтатын болсақ, шын мәнінде, оқшауланбаған қуат өте қауіпсіз.Құрылымы аздап өзгерсе де, ол адам ағзасына қауіпсіз.Дәл сол себепті, оқшауланбаған қуат көптеген қауіпсіздік стандарттарынан өте алады, мысалы: Ultuvsaace.
Шындығында, оқшауланбаған қуат көзінің зақымдалуының негізгі себебі айнымалы ток желісінің екі жағындағы кернеудің жоғарылауынан туындайды.Сондай-ақ найзағай толқыны толқын деп айтуға болады.Бұл кернеу айнымалы ток желісінің екі шетіндегі лезде жоғары кернеу, кейде үш мың вольтқа жетеді.Бірақ уақыт өте қысқа және энергия өте күшті.Бұл күн күркірегенде немесе сол айнымалы ток желісінде үлкен жүктеме ажыратылған кезде болады, себебі ток инерциясы да пайда болады.Оқшаулау BUCK тізбегі бірден шығысқа өтеді, тұрақты ток анықтау сақинасын зақымдайды немесе чипті одан әрі зақымдайды, бұл 300 В өтуіне әкеледі және бүкіл шамды күйдіреді.Оқшауланған антиагрессивті қуат көзі үшін MOS зақымдалады.Құбылыс - сақтау, чип және MOS түтіктері өртеніп кетті.Енді жарықдиодты қуат көзі пайдалану кезінде нашар және 80% -дан астамы осы екі ұқсас құбылыс.Оның үстіне, шағын коммутациялық қуат көзі, тіпті егер ол қуат адаптері болса да, толқындық кернеуден туындаған бұл құбылыспен жиі зақымдалады, ал жарықдиодты қуат көзінде бұл жиі кездеседі.Өйткені, жарықдиодты шамның жүктеме сипаттамалары әсіресе толқындардан қорқады.Кернеу.
Жалпы теорияға сәйкес, электронды схемадағы құрамдас бөліктер неғұрлым аз болса, сенімділік соғұрлым жоғары болады және соғұрлым көп құрамдас платаның сенімділігі төмен болады.Шындығында, оқшауланбаған схемалар оқшаулау схемаларына қарағанда аз.Неліктен оқшаулау тізбегінің сенімділігі жоғары?Шындығында, бұл сенімділік емес, бірақ оқшауланбаған схема асқын кернеуге, нашар тежеу қабілетіне және оқшаулау тізбегіне тым сезімтал, өйткені энергия алдымен трансформаторға түседі, содан кейін оны трансформатордан жарықдиодты жүктемеге тасымалдайды.Бак тізбегі жарықдиодты жүктемеге тікелей кіріс қуат көзінің бөлігі болып табылады.Сондықтан біріншісінің басылу мен әлсіреудегі толқынның зақымдалу мүмкіндігі күшті, сондықтан ол аз.Шындығында, оқшауланбау мәселесі негізінен кернеудің көтерілу мәселесіне байланысты.Қазіргі уақытта бұл мәселе тек жарықдиодты шамдарды ықтималдықтан көруге болады.Сондықтан көптеген адамдар алдын-алудың жақсы әдісін ұсынбайды.Көптеген адамдар толқындық кернеудің не екенін білмейді, көптеген адамдар.Жарықдиодты шамдар сынған, себебін табу мүмкін емес.Соңында бір ғана сөйлем бар.Бұл қуат көзі тұрақсыз және ол реттеледі.Нақты тұрақсыз қайда, ол білмейді.
Оқшауланбаған электрмен жабдықтау тиімділік, ал екіншісі - құны тиімдірек.
Оқшауланбайтын қуат жағдайларға жарамды: Ең алдымен, бұл ішкі шамдар.Бұл ішкі электр ортасы жақсырақ және толқындардың әсері аз.Екіншіден, пайдалану мүмкіндігі шағын -вольтты және шағын ток болып табылады.Төмен вольтты токтар үшін оқшауланбау мәнді емес, өйткені төмен вольтты және үлкен токтардың тиімділігі оқшаулаудан жоғары емес, ал құны көптен аз.Үшіншіден, оқшауланбаған қуат көзі салыстырмалы түрде тұрақты ортада қолданылады.Әрине, егер кернеуді басу мәселесін шешудің жолы болса, оқшауланбайтын қуатты қолдану ауқымы айтарлықтай кеңейеді!
Толқындар мәселесіне байланысты зақымдану жылдамдығын елемеуге болмайды.Жалпы алғанда, жөндеуден өткен қайтару түрі, зақымдалған сақтандыру, чип және MOS біріншісі толқындар мәселесін ойлауы керек.Зақымдану жылдамдығын төмендету үшін жобалау кезінде асқын кернеу факторларын ескеру керек немесе пайдаланған кезде пайдаланушыларды тастап, кернеуді болдырмауға тырысу керек.(Мысалы, үй-жай шамдары, ұрысып жатқанда әзірше өшіріңіз)
Қорытындылай келе, оқшаулау мен оқшауланбауды пайдалану көбінесе толқындардың көтерілу мәселесіне байланысты, ал толқындар мен электрлік ортаның мәселесі тығыз байланысты.Сондықтан оқшаулағыш қуат пен оқшауланбаған қуат көзін пайдалану бірнеше рет бірінен соң бірін тоқтата алмайды.Шығындар өте тиімді, сондықтан жарық диодты қуат көзі ретінде оқшауланбаған немесе оқшаулауды таңдау қажет.
5. Түйіндеме
Бұл мақалада оқшаулау және оқшауланбаған қуат арасындағы айырмашылықтар, сондай-ақ олардың сәйкес артықшылықтары мен кемшіліктері, бейімделу жағдайлары және оқшаулау қуатын таңдау ұсынылады.Инженерлер бұны өнім дизайнында анықтамалық ретінде пайдалана алады деп үміттенемін.Өнім істен шыққаннан кейін мәселені жылдам орналастырыңыз.
Жіберу уақыты: 08 шілде 2023 ж