“23세 중국남방항공 승무원이 아이폰5 충전 중 통화 중 감전사했다”는 소식이 온라인에서 큰 관심을 끌었다. 충전기가 생명을 위협할 수 있나요? 전문가들은 휴대폰 충전기 내부 변압기 누설, 220VAC 교류 전류가 DC 끝단까지 누설되어 데이터 라인을 통해 휴대폰 금속 쉘까지 누설되어 결국 감전사로 이어져 돌이킬 수 없는 비극이 발생하는 것을 분석합니다.
그렇다면 휴대폰 충전기의 출력은 왜 220V AC로 제공됩니까? 절연 전원 공급 장치를 선택할 때 주의해야 할 사항은 무엇입니까? 절연 전원 공급 장치와 비절연 전원 공급 장치를 구별하는 방법은 무엇입니까? 업계의 일반적인 견해는 다음과 같습니다.
1. 절연 전원 공급 장치: 전원 공급 장치의 입력 루프와 출력 루프 사이에는 직접적인 전기 연결이 없으며 입력과 출력은 그림 1과 같이 전류 루프 없이 절연된 고저항 상태에 있습니다.
2, 비절연 전원 공급 장치:입력과 출력 사이에는 직류 루프가 있습니다. 예를 들어 입력과 출력은 공통입니다. 그림 2와 같이 절연 플라이백 회로와 비절연 BUCK 회로를 예로 들었습니다. 그림 1 변압기가 있는 절연 전원 공급 장치
1.절연형 전원과 비절연형 전원의 장점과 단점
위의 개념에 따르면, 공통 전원 공급 장치 토폴로지의 경우 비절연 전원 공급 장치에는 주로 Buck, Boost, Buck-Boost 등이 포함됩니다. 절연 전원 공급 장치에는 주로 다양한 플라이백, 순방향, 하프 브리지, LLC 및 절연 변압기가 있는 기타 토폴로지.
일반적으로 사용되는 절연 및 비절연 전원 공급 장치를 결합하면 두 가지의 장점과 단점 중 일부를 직관적으로 얻을 수 있으며 두 가지의 장점과 단점은 거의 반대입니다.
절연 또는 비절연 전원 공급 장치를 사용하려면 실제 프로젝트에 전원 공급 장치가 어떻게 필요한지 이해해야 하지만, 그 전에 절연 전원 공급 장치와 비절연 전원 공급 장치의 주요 차이점을 이해할 수 있습니다.
① 절연 모듈은 신뢰성이 높지만 비용이 높고 효율성이 낮습니다.
②비절연 모듈의 구조는 매우 간단하고, 비용이 저렴하고, 효율이 높으며, 안전 성능이 좋지 않습니다.
따라서 다음과 같은 경우에는 절연 전원 공급 장치를 사용하는 것이 좋습니다.
① 그리드에서 저전압 DC로 전기를 공급하는 등 감전 가능성이 있는 경우에는 절연된 AC-DC 전원 공급 장치를 사용해야 합니다.
② 시리얼 통신 버스는 RS-232, RS-485, 컨트롤러 CAN(Local Area Network) 등의 물리적 네트워크를 통해 데이터를 전송합니다. 상호 연결된 각 시스템에는 자체 전원 공급 장치가 장착되어 있으며 시스템 간의 거리가 먼 경우가 많습니다. 따라서 일반적으로 시스템의 물리적 보안을 보장하기 위해 전기 절연을 위해 전원 공급 장치를 절연해야 합니다. 접지 루프를 분리하고 차단함으로써 시스템은 일시적인 고전압 영향으로부터 보호되고 신호 왜곡이 줄어듭니다.
③ 외부 I/O 포트의 경우 시스템의 안정적인 작동을 보장하기 위해 I/O 포트의 전원 공급을 분리하는 것이 좋습니다.
정리한 표는 Table 1과 같으며, 둘의 장점과 단점은 거의 정반대이다.
표 1 절연형 및 비절연형 전원 공급 장치의 장점과 단점
2, 절연 전원과 비절연 전원의 선택
절연 및 비절연 전원 공급 장치의 장단점을 이해함으로써 각각 고유한 장점이 있으며, 몇 가지 일반적인 임베디드 전원 공급 장치 옵션에 대해 정확한 판단을 내릴 수 있었습니다.
① 시스템의 전원 공급 장치는 일반적으로 간섭 방지 성능을 향상하고 신뢰성을 보장하는 데 사용됩니다.
② IC 또는 회로 기판의 회로 일부에 대한 전원 공급, 비용 효율성 및 용량, 비절연 방식의 우선 사용부터 시작합니다.
③ 보안을 위한 안전요구 사항으로, 사람의 안전 확보를 위해 시 전기의 AC-DC나 의료용 전원을 연결해야 하는 경우 반드시 전원을 사용하여야 합니다. 어떤 경우에는 절연을 강화하기 위해 전원 공급 장치를 사용해야 합니다.
④ 원격 산업용 통신의 전원 공급 장치는 지리적 차이와 전선 결합 간섭의 영향을 효과적으로 줄이기 위해 일반적으로 각 통신 노드에 단독으로 전원을 공급하는 별도의 전원 공급 장치를 사용합니다.
⑤ 배터리 전원 사용시 엄격한 배터리 수명을 위해 비절연 전원을 사용합니다.
절연 및 비절연 전력의 장점과 단점을 이해하면 고유한 장점을 갖게 됩니다. 일반적으로 사용되는 일부 임베디드 전원 공급 장치 설계의 경우 선택 사례를 요약할 수 있습니다.
1.I절연 전원 공급 장치
간섭 방지 성능을 향상하고 신뢰성을 보장하기 위해 일반적으로 절연을 사용하는 데 사용됩니다.
보안을 위한 안전요구 사항으로 시 전기의 AC-DC나 의료용 전원공급장치, 백색가전 등을 연결해야 하는 경우 사람의 안전을 확보하기 위해 반드시 전원공급장치를 사용해야 하며, MPS MP020과 같은 원래 피드백 AC-DC용은 1~10W 애플리케이션에 적합합니다.
원격 산업 통신의 전원 공급 장치의 경우 지리적 차이와 전선 결합 간섭의 영향을 효과적으로 줄이기 위해 일반적으로 각 통신 노드에만 전원을 공급하는 별도의 전원 공급 장치에 사용됩니다.
2. 비절연 전원 공급 장치
IC 또는 회로 기판의 일부 회로는 가격 비율과 볼륨에 의해 구동되며 비절연 솔루션이 선호됩니다. MPS MP150/157/MP174 시리즈 벅 비절연 AC-DC와 같은 1~5W에 적합합니다.
작동 전압이 36V 미만인 경우 배터리를 사용하여 전원을 공급하고 내구성 요구 사항이 엄격하므로 MPS의 MP2451/MPQ2451과 같은 비절연 전원 공급 장치가 선호됩니다.
절연전원과 비절연전원의 장점과 단점
절연 및 비절연 전원 공급 장치의 장점과 단점을 이해하면 고유한 장점이 있습니다. 일반적으로 사용되는 일부 임베디드 전원 공급 장치 선택의 경우 다음 판단 조건을 따를 수 있습니다.
안전 요구 사항에 따라 시 전기의 AC-DC 또는 의료용 전원 공급 장치에 연결해야 하는 경우 사람의 안전을 보장하기 위해 전원 공급 장치를 사용해야 하며 경우에 따라 다음과 같은 용도로 사용해야 합니다. 절연 전원 공급 장치를 강화하십시오.
일반적으로 모듈 전원 절연 전압에 대한 요구 사항은 그다지 높지 않지만 절연 전압이 높을수록 모듈 전원 공급 장치의 누설 전류가 더 적고 보안 및 신뢰성이 높으며 EMC 특성이 더 좋습니다. 따라서 일반적인 절연 전압 레벨은 1500VDC 이상입니다.
3, 절연 전원 모듈 선택 시 주의 사항
GB-4943 국가 표준에서는 전원 공급 장치의 절연 저항을 전기 저항 강도라고도 합니다. 이 GB-4943 표준은 우리가 흔히 말하는 정보기기의 보안표준으로, 사람의 회피를 방지하기 위한 물리적, 전기적 국가표준으로, 감전피해, 물리적 손상, 폭발 등으로 사람이 피해를 입는다. 아래 그림과 같이 절연 전원 공급 장치의 구조도가 나와 있습니다.
절연 전원 구조 다이어그램
모듈 전력의 중요한 지표로서 절연 및 내압 테스트 방법 표준도 표준에 규정되어 있습니다. 일반적으로 등전위 연결 테스트는 단순 테스트 중에 일반적으로 사용됩니다. 연결 회로도는 다음과 같습니다.
절연 저항의 주요 다이어그램
테스트 방법:
전압 저항의 전압을 지정된 전압 저항 값으로 설정하고 전류는 지정된 누설 값으로 설정되며 시간은 지정된 테스트 시간 값으로 설정됩니다.
작동 압력계가 테스트를 시작하고 누르기 시작합니다. 규정된 테스트 시간 동안 모듈은 패턴이 제거되고 플라이 아크가 없어야 합니다.
반복 용접을 방지하고 전원 모듈이 손상되지 않도록 테스트 시 용접 전원 모듈을 선택해야 합니다.
또한 다음 사항에 주의하세요.
1. AC-DC인지 DC-DC인지 주의하세요.
2. 절연 전원 모듈의 절연. 예를 들어 1000V DC가 절연 요구 사항을 충족하는지 여부입니다.
3. 절연 전원 모듈에 포괄적인 신뢰성 테스트가 있는지 여부. 전원 모듈은 성능 테스트, 공차 테스트, 과도 조건, 신뢰성 테스트, EMC 전자기 호환성 테스트, 고온 및 저온 테스트, 극한 테스트, 수명 테스트, 보안 테스트 등을 수행해야 합니다.
4. 절연형 전원 모듈의 생산 라인이 표준화되어 있는지 여부. 전원 모듈 생산 라인은 아래 그림 3과 같이 ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 등과 같은 여러 국제 인증을 통과해야 합니다.
그림 3 ISO 인증
5. 절연 전원 모듈이 산업, 자동차 등 열악한 환경에 적용되는지 여부. 파워 모듈은 열악한 산업 환경뿐만 아니라 신에너지 차량의 BMS 관리 시스템에도 적용됩니다.
4,T절연력과 비절연력에 대한 인식
우선, 오해가 설명됩니다. 많은 사람들은 비절연 전원이 절연 전원만큼 좋지 않다고 생각합니다. 절연 전원 공급 장치는 가격이 비싸기 때문에 비싸야 합니다.
지금 모두의 인상에 비절연형보다 절연력을 사용하는 것이 더 나은 이유는 무엇입니까? 사실 이 아이디어는 몇 년 전의 아이디어에 머물고 있는 것입니다. 이전 몇 년간의 비절연 안정성에는 실제로 격리와 안정성이 없었기 때문에 R&D 기술의 업데이트로 비절연은 이제 매우 성숙해졌으며 더욱 안정해지고 있습니다. 보안에 대해 말하자면, 실제로 비절연 전원도 매우 안전합니다. 구조가 조금만 바뀌어도 인체에는 안전합니다. 같은 이유로 비절연 전원은 Ultuvsaace와 같은 많은 보안 표준을 통과할 수도 있습니다.
실제로 비절연 전원 공급 장치 손상의 근본 원인은 전원 AC 라인 양단의 서지 전압으로 인해 발생합니다. 번개파는 서지파라고도 할 수 있다. 이 전압은 AC 전압 라인의 양쪽 끝에서 순간적으로 발생하는 고전압이며 때로는 3,000V에 달하기도 합니다. 하지만 시간은 매우 짧고 에너지는 매우 강합니다. 천둥이 치거나 동일한 AC 라인에서 큰 부하가 끊어지면 전류 관성이 발생하기 때문에 발생합니다. 절연 BUCK 회로는 즉시 출력으로 전달되어 정전류 감지 링을 손상시키거나 칩을 추가로 손상시켜 300V를 통과시켜 램프 전체를 태워버립니다. 절연 공격 방지 전원 공급 장치의 경우 MOS가 손상됩니다. 현상은 저장, 칩 및 MOS 튜브가 타버린 것입니다. 이제 LED 구동 전원 공급 장치는 사용 중에 불량이 발생하며 80% 이상이 이 두 가지 유사한 현상입니다. 더욱이, 소형 스위칭 전원장치는 전원 어댑터라 할지라도 파동전압에 의해 발생하는 이러한 현상으로 인해 파손되는 경우가 많으며, LED 전원장치에서는 이러한 현상이 더욱 흔하다. LED의 부하 특성이 특히 파도를 두려워하기 때문이다. 전압.
일반 이론에 따르면 전자 회로의 구성 요소가 적을수록 신뢰성이 높아지고 구성 요소의 회로 기판 신뢰성이 낮아집니다. 실제로 비절연 회로는 절연 회로보다 규모가 작습니다. 절연 회로 신뢰성이 높은 이유는 무엇입니까? 사실 신뢰성은 아니지만 비절연 회로는 서지에 너무 민감하고 억제 능력이 낮으며 절연 회로는 에너지가 먼저 변압기에 들어간 다음 변압기에서 LED 부하로 전달되기 때문입니다. 벅 회로는 LED 부하에 직접 연결되는 입력 전원 공급 장치의 일부입니다. 따라서 전자는 억제와 감쇄의 급증에 피해를 입을 가능성이 크기 때문에 작다. 실제로 비격리 문제는 주로 서지 문제에 기인한다. 현재 이 문제는 확률로 볼 수 있는 LED 램프만 보인다는 점이다. 따라서 많은 사람들이 좋은 예방 방법을 제안하지 않았습니다. 더 많은 사람들이 파동전압이 무엇인지 모릅니다. LED 램프가 깨졌는데, 원인을 알 수 없습니다. 결국 문장은 하나뿐이다. 이 전원이 불안정한 것은 해결될 것입니다. 특정한 불안정한 부분이 어디에 있는지 그는 모릅니다.
비절연 전원 공급 장치는 효율성이 뛰어나고 두 번째는 비용이 더 유리하다는 것입니다.
비절연 전원은 경우에 적합합니다. 우선 실내 램프입니다. 이 실내 전기 환경은 더 좋고 파도의 영향도 적습니다. 둘째, 사용하는 경우는 전압과 전류가 작다. 저전압 및 대전류의 효율은 절연보다 높지 않고 비용도 훨씬 저렴하기 때문에 비절연은 저전압 전류에 의미가 없습니다. 셋째, 비절연 전원 공급 장치는 비교적 안정적인 환경에서 사용됩니다. 물론, 서지를 억제하는 문제를 해결할 수 있는 방법이 있다면 비절연 전원의 적용 범위는 크게 넓어질 것입니다!
파도의 문제 때문에 피해율을 과소평가해서는 안 된다. 일반적으로 종류의 수리반품, 손해보험, 칩, 모스의 첫 번째는 파도의 문제를 생각해야 합니다. 피해율을 낮추기 위해서는 설계 시 서지 요인을 고려하거나, 사용 시에는 사용자를 그만두고 서지를 피하도록 노력하는 것이 필요하다. (실내 램프 등 싸울 때는 잠시 꺼두세요)
요약하면, 격리와 비격리의 사용은 파동서지 문제로 인해 발생하는 경우가 많으며 파동의 문제와 전력환경은 밀접한 관련이 있다. 따라서 절연 전원과 비절연 전원의 사용을 하나씩 차단할 수 없는 경우가 많습니다. 비용이 매우 유리하므로 LED 구동 전원 공급 장치로 비절연 또는 절연을 선택해야 합니다.
5. 요약
이 기사에서는 절연 전원과 비절연 전원의 차이점, 각각의 장점과 단점, 적응 사례, 절연 전원 선택 방법을 소개합니다. 엔지니어들이 제품 설계 시 참고자료로 활용할 수 있었으면 좋겠습니다. 그리고 제품에 문제가 발생한 후에는 신속하게 문제를 파악하세요.
게시 시간: 2023년 7월 8일
