“Seorang pramugari China Southern Airlines berusia 23 tahun tersengat listrik saat berbicara dengan iPhone5-nya saat sedang mengisi daya”, berita tersebut telah menarik perhatian luas secara online.Bisakah pengisi daya membahayakan nyawa?Para ahli menganalisis kebocoran trafo di dalam pengisi daya ponsel, kebocoran arus bolak-balik 220VAC ke ujung DC, dan melalui jalur data ke cangkang logam ponsel, dan akhirnya menyebabkan sengatan listrik, terjadinya tragedi yang tidak dapat diubah.
Lalu mengapa output charger ponsel datang dengan 220V AC?Apa yang harus kita perhatikan dalam pemilihan catu daya terisolasi?Bagaimana membedakan catu daya terisolasi dan non-isolasi?Pandangan umum dalam industri ini adalah:
1. Catu daya terisolasi: Tidak ada sambungan listrik langsung antara loop masukan dan loop keluaran catu daya, dan masukan serta keluaran berada dalam keadaan resistansi tinggi terisolasi tanpa loop arus, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1:
2, catu daya non-terisolasi:Ada loop arus searah antara masukan dan keluaran, misalnya masukan dan keluaran adalah umum.Contohnya adalah rangkaian flyback terisolasi dan rangkaian BUCK tidak terisolasi, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2. Gambar 1 Catu daya terisolasi dengan transformator
1. Keuntungan dan kerugian dari catu daya terisolasi dan catu daya non-terisolasi
Menurut konsep di atas, untuk topologi catu daya umum, catu daya non-terisolasi terutama mencakup Buck, Boost, buck-boost, dll. Catu daya isolasi terutama memiliki variasi flyback, forward, half-bridge, LLC dan topologi lain dengan transformator isolasi.
Dikombinasikan dengan catu daya terisolasi dan non-terisolasi yang umum digunakan, secara intuitif kita dapat memperoleh beberapa kelebihan dan kekurangannya, kelebihan dan kekurangan keduanya hampir bertolak belakang.
Untuk menggunakan catu daya terisolasi atau tidak terisolasi, perlu dipahami bagaimana proyek sebenarnya membutuhkan pasokan listrik, namun sebelum itu, Anda dapat memahami perbedaan utama antara catu daya terisolasi dan tidak terisolasi:
① Modul isolasi memiliki keandalan yang tinggi, tetapi biaya tinggi dan efisiensi rendah.
②Struktur modul non-isolasi sangat sederhana, berbiaya rendah, efisiensi tinggi, dan kinerja keselamatan buruk.
Oleh karena itu, pada kondisi berikut, disarankan untuk menggunakan catu daya terisolasi:
① Jika terjadi kemungkinan sengatan listrik, seperti mengambil listrik dari jaringan ke kejadian DC tegangan rendah, perlu menggunakan catu daya AC-DC yang terisolasi;
② Bus komunikasi serial mentransmisikan data melalui jaringan fisik seperti RS-232, RS-485 dan jaringan area lokal pengontrol (CAN).Masing-masing sistem yang saling berhubungan ini dilengkapi dengan catu dayanya sendiri, dan jarak antar sistem seringkali jauh.Oleh karena itu, kita biasanya perlu mengisolasi catu daya untuk isolasi listrik guna menjamin keamanan fisik sistem.Dengan mengisolasi dan memutus loop grounding, sistem terlindungi dari dampak tegangan tinggi sementara dan distorsi sinyal berkurang.
③ Untuk port I/O eksternal, untuk memastikan pengoperasian sistem yang andal, disarankan untuk mengisolasi catu daya port I/O.
Tabel ringkasannya ditunjukkan pada Tabel 1, dan kelebihan dan kekurangan keduanya hampir bertolak belakang.
Tabel 1 Keuntungan dan kerugian pasokan listrik terisolasi dan non-terisolasi
2,Pilihan daya terisolasi dan daya non-terisolasi
Dengan memahami kelebihan dan kekurangan pasokan listrik terisolasi dan non-terisolasi, masing-masing memiliki kelebihannya sendiri, dan kami dapat membuat penilaian yang akurat tentang beberapa opsi umum pasokan listrik tertanam:
① Catu daya sistem umumnya digunakan untuk meningkatkan kinerja anti-interferensi dan memastikan keandalan.
② Catu daya IC atau bagian rangkaian di papan sirkuit, mulai dari hemat biaya dan volume, preferensi penggunaan skema non-isolasi.
③ Untuk persyaratan keselamatan keamanan, jika Anda perlu menyambungkan AC-DC Listrik Kota, atau catu daya untuk keperluan medis, untuk menjamin keselamatan orang tersebut, Anda harus menggunakan catu daya.Dalam beberapa kesempatan, Anda harus menggunakan catu daya untuk memperkuat isolasi.
④ Untuk catu daya komunikasi industri jarak jauh, agar secara efektif mengurangi dampak perbedaan geografis dan gangguan sambungan kabel, umumnya digunakan untuk catu daya terpisah untuk memberi daya pada setiap node komunikasi saja.
⑤ Untuk penggunaan catu daya baterai, catu daya non-isolasi digunakan untuk masa pakai baterai yang ketat.
Dengan memahami kelebihan dan kekurangan listrik isolasi dan non isolasi mempunyai kelebihan tersendiri.Untuk beberapa desain catu daya tertanam yang umum digunakan, kami dapat merangkum pilihannya.
1.Icatu daya solasi
Untuk meningkatkan kinerja anti-interferensi dan memastikan keandalan, umumnya digunakan isolasi.
Untuk persyaratan keselamatan demi keamanan, jika Anda perlu menyambungkan ke AC-DC Listrik Kota, atau catu daya untuk keperluan medis, dan peralatan putih, untuk menjamin keselamatan orang tersebut, Anda harus menggunakan catu daya, seperti MPS MP020, untuk umpan balik asli AC-DC, cocok untuk aplikasi 1 ~ 10W;
Untuk catu daya komunikasi industri jarak jauh, agar secara efektif mengurangi dampak perbedaan geografis dan interferensi sambungan kabel, umumnya digunakan untuk catu daya terpisah untuk memberi daya pada setiap node komunikasi saja.
2. Catu daya non-isolasi
IC atau beberapa sirkuit di papan sirkuit ditenagai oleh rasio harga dan volume, dan solusi non-isolasi lebih disukai;seperti seri MPS MP150/157/MP174 buck non-isolasi AC-DC, cocok untuk 1 ~ 5W;
Untuk tegangan kerja di bawah 36V, baterai digunakan untuk menyuplai daya, dan terdapat persyaratan daya tahan yang ketat, dan catu daya non-isolasi lebih disukai, seperti MPS MP2451/MPQ2451.
Kelebihan dan kekurangan catu daya isolasi dan catu daya non-isolasi
Dengan memahami kelebihan dan kekurangan pasokan listrik isolasi dan non-isolasi, mempunyai kelebihan tersendiri.Untuk beberapa pilihan catu daya tertanam yang umum digunakan, kita dapat mengikuti ketentuan penilaian berikut:
Untuk persyaratan keselamatan, jika Anda perlu menyambung ke AC-DC Listrik Kota, atau catu daya untuk medis, untuk menjamin keselamatan orang tersebut, Anda harus menggunakan catu daya, dan beberapa kali harus digunakan untuk meningkatkan pasokan listrik isolasi.
Secara umum, persyaratan tegangan isolasi daya modul tidak terlalu tinggi, tetapi tegangan isolasi yang lebih tinggi dapat memastikan bahwa catu daya modul memiliki arus bocor yang lebih kecil, keamanan dan keandalan yang lebih tinggi, dan karakteristik EMC yang lebih baik.Oleh karena itu, level tegangan isolasi umum di atas 1500VDC.
3, tindakan pencegahan untuk pemilihan modul daya isolasi
Resistansi isolasi catu daya juga disebut kekuatan antilistrik dalam standar nasional GB-4943.Standar GB-4943 ini adalah standar keamanan peralatan informasi yang sering kita ucapkan, untuk mencegah manusia menjadi standar nasional fisik dan kelistrikan, termasuk menghindari penghindaran Manusia dirusak oleh sengatan listrik, kerusakan fisik, ledakan.Seperti yang ditunjukkan di bawah ini, diagram struktur catu daya isolasi.
Diagram struktur daya isolasi
Sebagai indikator penting dari daya modul, standar metode pengujian isolasi dan tahan tekanan juga ditetapkan dalam standar.Umumnya, uji sambungan potensial yang sama umumnya digunakan selama pengujian sederhana.Diagram skema koneksinya adalah sebagai berikut:
Diagram signifikan resistensi isolasi
Metode tes:
Atur tegangan resistansi tegangan ke nilai resistansi tegangan yang ditentukan, arus diatur sebagai nilai kebocoran yang ditentukan, dan waktu diatur ke nilai waktu pengujian yang ditentukan;
Pengukur tekanan pengoperasian mulai menguji dan mulai menekan.Selama waktu pengujian yang ditentukan, modul harus tidak terpola dan bebas dari busur terbang.
Perhatikan bahwa modul daya pengelasan harus dipilih pada saat pengujian untuk menghindari pengelasan berulang dan merusak modul daya.
Selain itu, perhatikan:
1. Perhatikan apakah itu AC-DC atau DC-DC.
2. Isolasi modul daya isolasi.Misalnya, apakah 1000V DC memenuhi persyaratan insulasi.
3. Apakah modul daya isolasi memiliki uji keandalan yang komprehensif.Modul daya harus dilakukan dengan pengujian kinerja, pengujian toleransi, kondisi sementara, pengujian keandalan, uji kompatibilitas elektromagnetik EMC, pengujian suhu tinggi dan rendah, pengujian ekstrem, pengujian kehidupan, pengujian keamanan, dll.
4. Apakah jalur produksi modul daya terisolasi terstandarisasi.Lini produksi modul daya harus lulus sejumlah sertifikasi internasional seperti ISO9001, ISO14001, OHSAS18001, dll., seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 di bawah.
Gambar 3 Sertifikasi ISO
5. Apakah modul daya isolasi diterapkan pada lingkungan yang keras seperti industri dan mobil.Modul daya tidak hanya diterapkan pada lingkungan industri yang keras, tetapi juga dalam sistem manajemen PASI pada kendaraan energi baru.
4,TPersepsi mengenai kekuatan isolasi dan kekuatan non-isolasi
Pertama-tama, terjadi kesalahpahaman: Banyak orang yang beranggapan bahwa listrik non-isolasi tidak sebaik listrik isolasi, karena pasokan listrik yang terisolasi itu mahal, jadi pasti mahal.
Menurut kesan semua orang sekarang, mengapa lebih baik menggunakan daya isolasi daripada non-isolasi?Sebenarnya ide ini tetap ada pada ide beberapa tahun lalu.Karena kestabilan non-isolasi pada tahun-tahun sebelumnya memang tidak ada isolasi dan kestabilannya, namun dengan adanya pemutakhiran teknologi litbang, kini kestabilan non-isolasi sudah sangat matang dan menjadi lebih stabil.Bicara soal keamanan, nyatanya listrik non-isolasi juga sangat aman.Selama strukturnya sedikit diubah, masih aman bagi tubuh manusia.Alasan yang sama, daya non-isolasi juga dapat melewati banyak standar keamanan, seperti: Ultuvsaace.
Padahal, penyebab utama rusaknya catu daya non-isolasi disebabkan oleh lonjakan tegangan di kedua ujung saluran listrik AC.Dapat juga dikatakan bahwa gelombang petir adalah gelombang.Tegangan ini merupakan tegangan tinggi seketika di kedua ujung saluran tegangan AC, terkadang mencapai tiga ribu volt.Namun waktunya sangat singkat dan energinya sangat kuat.Hal ini akan terjadi pada saat terjadi petir, atau pada saluran AC yang sama, pada saat beban besar diputus, karena akan terjadi inersia arus juga.Sirkuit BUCK isolasi akan langsung menyampaikan ke output, merusak cincin deteksi arus konstan, atau merusak chip lebih lanjut, menyebabkan 300V lewat, dan membakar seluruh lampu.Untuk catu daya isolasi anti-agresif, MOS akan rusak.Fenomenanya adalah penyimpanan, chip, dan tabung MOS terbakar.Sekarang catu daya yang digerakkan oleh LED buruk saat digunakan, dan lebih dari 80% adalah dua fenomena serupa.Selain itu, catu daya switching kecil, meskipun itu adalah adaptor daya, sering kali rusak oleh fenomena ini, yang disebabkan oleh tegangan gelombang, dan pada catu daya LED, hal ini bahkan lebih umum terjadi.Ini karena karakteristik beban LED sangat takut terhadap gelombang.Tegangan.
Menurut teori umum, semakin sedikit komponen dalam rangkaian elektronik, semakin tinggi keandalannya, dan semakin rendah keandalan papan sirkuit komponennya.Faktanya, rangkaian non-isolasi lebih kecil dari rangkaian isolasi.Mengapa keandalan rangkaian isolasi tinggi?Sebenarnya bukan keandalan, tetapi rangkaian non-isolasi terlalu sensitif terhadap lonjakan arus, kemampuan penghambatan yang buruk, dan rangkaian isolasi, karena energi masuk ke trafo terlebih dahulu, kemudian diangkut ke beban LED dari trafo.Rangkaian buck merupakan bagian dari input catu daya langsung ke beban LED.Oleh karena itu, yang pertama memiliki kemungkinan besar terjadinya kerusakan pada lonjakan penindasan dan atenuasi, sehingga kecil.Faktanya, masalah tidak terisolasinya terutama disebabkan oleh masalah lonjakan.Saat ini yang menjadi permasalahan adalah hanya lampu LED yang dapat dilihat dari probabilitasnya.Oleh karena itu, banyak masyarakat yang belum mengusulkan cara pencegahan yang baik.Banyak orang yang belum mengetahui apa itu tegangan gelombang, banyak orang.Lampu LED rusak dan penyebabnya tidak dapat ditemukan.Pada akhirnya, hanya ada satu kalimat.Apa pasokan listrik ini tidak stabil dan akan diselesaikan.Di mana yang tidak stabil secara spesifik, dia tidak tahu.
Catu daya non-isolasi adalah efisiensi, dan yang kedua adalah biaya lebih menguntungkan.
Daya non-isolasi cocok untuk acara-acara: Pertama-tama, ini adalah lampu dalam ruangan.Lingkungan listrik dalam ruangan ini lebih baik dan pengaruh ombaknya kecil.Kedua, kesempatan penggunaan adalah tegangan kecil dan arus kecil.Non-isolasi tidak berarti untuk arus tegangan rendah, karena efisiensi arus tegangan rendah dan besar tidak lebih tinggi dari isolasi, dan biayanya lebih murah.Ketiga, catu daya non-isolasi digunakan di lingkungan yang relatif stabil.Tentu saja, jika ada cara untuk memecahkan masalah dalam menekan lonjakan arus, jangkauan penerapan daya non-isolasi akan sangat diperluas!
Karena masalah gelombang, tingkat kerusakan tidak bisa dianggap remeh.Umumnya jenis pengembalian yang diperbaiki, asuransi kerusakan, chip, dan MOS yang pertama harus memikirkan masalah gelombang.Untuk mengurangi tingkat kerusakan, perlu mempertimbangkan faktor lonjakan saat merancang, atau menghentikan pengguna saat digunakan, dan berusaha menghindari lonjakan.(Seperti lampu dalam ruangan, matikan sementara saat Anda bertarung)
Ringkasnya, penggunaan isolasi dan non-isolasi seringkali karena masalah gelombang gelombang, dan masalah gelombang serta lingkungan kelistrikan sangat erat kaitannya.Oleh karena itu, seringkali penggunaan listrik isolasi dan listrik non-isolasi tidak dapat diputus satu per satu.Biaya sangat menguntungkan, sehingga perlu memilih non-isolasi atau isolasi sebagai catu daya penggerak LED.
5. Ringkasan
Artikel ini memperkenalkan perbedaan antara kekuatan isolasi dan non-isolasi, serta kelebihan dan kekurangan masing-masing, kesempatan adaptasi, dan pemilihan pemilihan kekuatan isolasi.Saya berharap para insinyur dapat menggunakan ini sebagai referensi dalam desain produk.Dan setelah produk gagal, segera posisikan masalahnya.
Waktu posting: 08-Juli-2023