«China Southern Airlineseko 23 urteko hegaldi-laguntzaile bat elektrokutatu egin zen bere iPhone5etik kargatzen ari zela hitz egiten ari zela», albisteak arreta handia erakarri du sarean. Kargagailuek bizitza arriskuan jar dezakete? Adituek telefono mugikorreko kargagailuaren barruko transformadorearen ihesa aztertzen dute, 220VAC korronte alternoaren ihesa DC muturreraino, eta datu-lineatik telefono mugikorraren metalezko karkasara, eta azkenean elektrokuzioa eragiten dute, tragedia itzulezin baten gertaera.
Beraz, zergatik dator telefono mugikorreko kargagailuaren irteera 220V AC-rekin? Zeri erreparatu behar diogu isolatutako elikatze-iturria aukeratzerakoan? Nola bereizi isolatutako eta ez-isolatutako elikatze-iturriak? Industrian ohikoa den ikuspegia hau da:
1. Energia-iturri isolatuaEz dago konexio elektriko zuzenik elikatze-iturriaren sarrera-begiztaren eta irteera-begiztaren artean, eta sarrera eta irteera erresistentzia handiko egoera isolatuan daude, korronte-begiztarik gabe, 1. irudian erakusten den bezala:
2, isolatu gabeko energia-iturria:Sarreraren eta irteeraren artean korronte zuzeneko begizta bat dago, adibidez, sarrera eta irteera komunak dira. Flyback zirkuitu isolatu bat eta BUCK zirkuitu ez-isolatu bat hartzen dira adibide gisa, 2. irudian erakusten den bezala. 1. irudia Transformadorearekin elikatze-iturri isolatua
1. Energia-iturri isolatuaren eta isolatu gabeko energia-iturri baten abantailak eta desabantailak
Goiko kontzeptuen arabera, ohiko elikatze-iturri topologiarako, isolatu gabeko elikatze-iturriak batez ere Buck, Boost, buck-boost, etab. barne hartzen ditu. Isolamendu-elikatze-iturriak batez ere hainbat topologia ditu: flyback, forward, erdi-zubi, LLC eta beste isolamendu-transformadoreekin.
Ohiko erabiltzen diren elikatze-iturri isolatu eta ez-isolatuekin konbinatuta, intuitiboki lor ditzakegu haien abantaila eta desabantailak, bien abantailak eta desabantailak ia kontrakoak baitira.
Elikatze-iturri isolatuak edo isolatu gabeak erabiltzeko, beharrezkoa da ulertzea nola behar dituen benetako proiektuak elikatze-iturriak, baina aurretik, elikatze-iturri isolatuen eta isolatu gabeen arteko desberdintasun nagusiak uler ditzakezu:
① Isolamendu-moduluak fidagarritasun handia du, baina kostu handia eta eraginkortasun txikia.
②Modulu ez-isolatuaren egitura oso sinplea, kostu txikia, eraginkortasun handikoa eta segurtasun-errendimendu eskasa da.
Beraz, honako kasu hauetan, elikatze-iturri isolatua erabiltzea gomendatzen da:
① Deskarga elektriko posibleen kasuan, hala nola elektrizitatea saretik tentsio baxuko korronte zuzeneko batera hartzea, AC-DC elikatze-iturri isolatua erabili behar da;
② Serieko komunikazio-busak datuak RS-232, RS-485 eta kontrolatzaileen tokiko sarearen (CAN) bidez transmititzen ditu. Elkarri lotutako sistema horietako bakoitzak bere elikatze-iturri propioa du, eta sistemen arteko distantzia askotan oso urrun dago. Hori dela eta, normalean elikatze-iturria isolatu behar dugu isolamendu elektrikoa lortzeko, sistemaren segurtasun fisikoa bermatzeko. Lurrerako begizta isolatu eta moztuz, sistema tentsio altuko eragin iragankorretik babesten da eta seinalearen distortsioa murrizten da.
③ Kanpoko S/I ataketarako, sistemaren funtzionamendu fidagarria bermatzeko, S/I ataken elikatze-iturria isolatzea gomendatzen da.
Laburpen-taula 1. taulan ageri da, eta bien abantailak eta desabantailak ia kontrakoak dira.
1. taula: Isolatutako eta isolatu gabeko elikatze-iturrien abantailak eta desabantailak
2. Energia isolatuaren eta energia ez-isolatuaren aukera
Isolatutako eta isolatu gabeko elikatze-iturrien abantailak eta desabantailak ulertuz, bakoitzak bere abantailak ditu, eta erabaki zehatzak hartu ahal izan ditugu txertatutako elikatze-iturri ohikoenei buruz:
① Sistemaren elikatze-iturria, oro har, interferentziaren aurkako errendimendua hobetzeko eta fidagarritasuna bermatzeko erabiltzen da.
② Zirkuitu-plakako zirkuitu integratuaren edo zirkuituaren zati baten elikatze-iturria, kostu-eraginkortasunetik eta bolumenetik hasita, isolamendurik gabeko eskemak lehentasunez erabiliz.
③ Segurtasun-eskakizunengatik, Udal Elektrizitatearen AC-DC edo erabilera medikorako energia-iturria konektatu behar baduzu, pertsonaren segurtasuna bermatzeko, energia-iturria erabili behar duzu. Batzuetan, energia-iturria erabili behar duzu isolamendua indartzeko.
④ Urruneko industria-komunikazioaren elikatze-iturri gisa, desberdintasun geografikoen eta kableen akoplamendu-interferentziaren ondorioak eraginkortasunez murrizteko, oro har, komunikazio-nodo bakoitzari elikatze-iturri bereizia erabiltzen da.
⑤ Bateria bidezko elikatze-iturria erabiltzeko, isolamendurik gabeko elikatze-iturria erabiltzen da bateriaren iraupen zorrotza bermatzeko.
Isolamenduko eta isolamendurik gabeko energiaren abantailak eta desabantailak ulertuz gero, bakoitzak bere abantailak ditu. Ohiko zenbait txertatutako energia-iturri diseinutarako, haien aukeraketa-aukerak laburbil ditzakegu.
1.Ieguzki-energia hornidura
Interferentziaren aurkako errendimendua hobetzeko eta fidagarritasuna bermatzeko, normalean isolamendua erabiltzen da.
Segurtasun-eskakizunengatik, Udal Elektrizitatearen AC-DC sarera konektatu behar baduzu, edo erabilera medikorako elikatze-iturrira eta etxetresna elektriko zurietara, pertsonen segurtasuna bermatzeko, MPS MP020 bezalako elikatze-iturria erabili behar duzu, jatorrizko feedback AC-DCrako, 1 ~ 10W aplikazioetarako egokia;
Urruneko industria-komunikazioen elikatze-iturri gisa, desberdintasun geografikoen eta kableen akoplamendu-interferentziaren ondorioak eraginkortasunez murrizteko, oro har, komunikazio-nodo bakoitzari elikatze-iturri bereizia erabiltzen da.
2. Isolamendurik gabeko energia-iturria
Zirkuitu integratua edo zirkuitu-plakako zirkuituren bat prezio-erlazioaren eta bolumenaren arabera elikatzen da, eta isolamendurik gabeko irtenbidea nahiago da; adibidez, MPS MP150/157/MP174 serieko AC-DC isolamendurik gabeko buck-a, 1 ~ 5W-rako egokia;
36V-tik beherako lan-tentsioaren kasuan, bateria erabiltzen da energia hornitzeko, eta iraupen-eskakizun zorrotzak daude, eta isolamendurik gabeko elikatze-iturria nahiago da, hala nola MPS-ren MP2451/MPQ2451.
Isolamendu-energiaren eta isolamendurik gabeko energia-horniduraren abantailak eta desabantailak
Isolamenduko eta isolamendurik gabeko elikatze-iturrien abantailak eta desabantailak ulertuz gero, bakoitzak bere abantailak ditu. Ohiko elikatze-iturri txertatu batzuen aukeretarako, honako epaiketa-baldintza hauek jarrai ditzakegu:
Segurtasun-eskakizunengatik, Udal Elektrizitatearen AC-DC sarera edo medikuntzarako elikatze-iturrira konektatu behar baduzu, pertsonaren segurtasuna bermatzeko, elikatze-iturria erabili behar duzu, eta batzuetan isolamendu-elikatze-iturria hobetzeko aprobetxatu behar da.
Oro har, moduluaren elikatze-isolamendu-tentsioaren eskakizunak ez dira oso altuak, baina isolamendu-tentsio altuagoak moduluaren elikatze-iturriak ihes-korronte txikiagoa, segurtasun eta fidagarritasun handiagoa eta EMC ezaugarri hobeak izatea berma dezake. Beraz, isolamendu-tentsio maila orokorra 1500VDC-tik gorakoa da.
3, isolamendu-potentzia-modulua hautatzeko neurriak
GB-4943 estandar nazionalean elikatze-iturriaren isolamendu-erresistentziari elektrizitatearen aurkako indarra ere deitzen zaio. GB-4943 estandar hau informazio-ekipoen segurtasun-estandarra da, askotan esaten duguna, pertsonak fisikoki eta elektrikoki kaltetuak izatea saihesteko estandar nazionaletan, besteak beste, saihestea. Gizakiak deskarga elektrikoen, kalte fisikoen eta leherketen ondorioz kaltetuak izan daitezke. Jarraian erakusten den bezala, elikatze-iturriaren egitura-diagrama.
Isolamendu-potentziaren egituraren diagrama
Moduluaren potentziaren adierazle garrantzitsu gisa, isolamenduaren eta presioarekiko erresistentziaren proba-metodoaren estandarra ere arauan zehazten da. Oro har, potentzial berdineko konexio-proba erabiltzen da proba sinpleetan. Konexio-eskema diagrama honako hau da:
Isolamendu-erresistentziaren diagrama esanguratsua
Proba metodoak:
Ezarri tentsio-erresistentziaren tentsioa zehaztutako tentsio-erresistentziaren baliora, korrontea zehaztutako ihes-balio gisa ezartzen da eta denbora zehaztutako proba-denboraren baliora ezartzen da;
Funtzionamendu-presioaren neurgailuak probak egiten hasten dira eta sakatzen hasten dira. Aurreikusitako proba-denboran, modulua patroirik gabe eta arku elektrikorik gabe egon behar da.
Kontuan izan soldadura-potentzia-modulua proba egiterakoan hautatu behar dela, soldadura errepikatua eta potentzia-modulua kaltetzea saihesteko.
Horrez gain, arreta jarri:
1. Jarri arreta AC-DC edo DC-DC den.
2. Isolamendu-potentzia moduluaren isolamendua. Adibidez, 1000V DC-k isolamendu-eskakizunak betetzen dituen ala ez.
3. Isolamendu-potentzia-moduluak fidagarritasun-proba integrala duen ala ez. Potentzia-modulua errendimendu-probak, tolerantzia-probak, baldintza iragankorrak, fidagarritasun-probak, EMC bateragarritasun elektromagnetikoaren probak, tenperatura altuko eta baxuko probak, muturreko probak, bizitza-probak, segurtasun-probak eta abar egin behar dira.
4. Isolatutako potentzia-moduluaren ekoizpen-lerroa estandarizatuta dagoen ala ez. Potentzia-moduluaren ekoizpen-lerroak nazioarteko hainbat ziurtagiri gainditu behar ditu, hala nola ISO9001, ISO14001, OHSAS18001, etab., beheko 3. irudian erakusten den bezala.
3. irudia ISO ziurtagiria
5. Isolamendu-potentzia modulua industria eta automobilgintza bezalako ingurune gogorretan aplikatzen den ala ez. Potentzia-modulua ez da soilik industria-ingurune gogorretan aplikatzen, baita energia berriko ibilgailuen BMS kudeaketa-sisteman ere.
4,TIsolamendu-ahalmenaren eta isolamendurik gabeko boterearen pertzepzioa
Lehenik eta behin, gaizki-ulertu bat azaltzen da: jende askok uste du isolamendurik gabeko energia ez dela isolamendu-energia bezain ona, isolatutako energia-iturria garestia baita, beraz, garestia izan behar du.
Zergatik da hobea isolamendu-potentzia erabiltzea isolamendurik eza baino denontzat orain? Izan ere, ideia hau duela urte batzuk zuen ideian jarraitzea da. Aurreko urteetako isolamendurik gabeko egonkortasunak ez zuen isolamendurik eta egonkortasunik, baina I+G teknologiaren eguneratzearekin, isolamendurik eza oso heldua da orain eta egonkorragoa bihurtzen ari da. Segurtasunaz hitz eginez, izan ere, isolamendurik gabeko potentzia ere oso segurua da. Egitura apur bat aldatzen den bitartean, segurua da oraindik giza gorputzarentzat. Arrazoi beragatik, isolamendurik gabeko potentziak segurtasun-estandar asko ere gainditu ditzake, hala nola: Ultuvsaace.
Izan ere, isolamendurik gabeko elikatze-iturriaren kaltearen erroa korronte alternoko linearen bi muturretan dagoen tentsio-igoerak eragiten du. Tximista-uhina igoera dela ere esan daiteke. Tentsio hau berehalako tentsio altua da korronte alternoko linearen bi muturretan, batzuetan hiru mila volteko altuerara iristen dena. Baina denbora oso laburra da eta energia oso indartsua. Trumoiak direnean edo korronte alternoko linea berean, karga handi bat deskonektatzen denean gertatuko da, korronte-inertzia ere sortuko baita. Isolamenduko BUCK zirkuituak berehala transmitituko du irteerara, korronte konstantearen detekzio-eraztuna kaltetuz, edo txipa gehiago kaltetuz, 300V igarotzea eraginez eta lanpara osoa errez. Isolamenduko elikatze-iturriaren aurkako erasokortasunaren kasuan, MOSa kaltetuko da. Fenomenoa biltegiratzea, txipa eta MOS hodiak erretzea da. Orain LED bidezko elikatze-iturria txarra da erabiltzean, eta %80 baino gehiago bi fenomeno antzekoak dira. Gainera, kommutazio-iturri txikiak, nahiz eta energia-egokitzailea izan, askotan kaltetzen dira fenomeno honengatik, uhin-tentsioak eragiten baitu, eta LEDen elikatze-iturrietan are ohikoagoa da. Hau da, LEDaren karga-ezaugarriak bereziki beldur zaizkielako uhinei. Tentsioa.
Teoria orokorraren arabera, zirkuitu elektronikoan zenbat eta osagai gutxiago egon, orduan eta fidagarritasun handiagoa, eta orduan eta txikiagoa, orduan eta osagai gehiago zirkuitu-plakaren fidagarritasuna. Izan ere, isolatu gabeko zirkuituak isolatu gabeko zirkuituak baino gutxiago dira. Zergatik da isolatu gabeko zirkuituaren fidagarritasuna handia? Izan ere, ez da fidagarritasunik, baina isolatu gabeko zirkuitua oso sentikorra da tentsio-igoerarekiko, inhibizio-gaitasun eskasa du eta isolatu gabeko zirkuitua, energia lehenik transformadorean sartzen baita eta gero transformadoretik LED kargara garraiatzen baita. Buck zirkuitua sarrerako elikatze-iturriaren parte da zuzenean LED kargara. Beraz, lehenengoak tentsio-igoeraren kalteak izateko aukera handia du kentzean eta ahultzean, beraz, txikia da. Izan ere, isolatu gabeko arazoa batez ere tentsio-igoeraren arazoagatik da. Gaur egun, arazo hau da LED lanparak bakarrik ikus daitezkeela probabilitatearen arabera. Hori dela eta, jende askok ez du prebentzio-metodo on bat proposatu. Jende gehiagok ez daki zer den uhin-tentsioa, jende askok. LED lanparak hautsita daude, eta arrazoia ezin da aurkitu. Azkenean, esaldi bakarra dago. Energia-iturri hau ezegonkorra da eta finkatuko da. Non dagoen ezegonkor zehatza, ez daki.
Isolamendurik gabeko energia-hornidura eraginkortasuna da, eta bigarrena, kostua abantailagarriagoa dela da.
Isolamendurik gabeko energia egokia da honako hauetan: Lehenik eta behin, barruko lanparak dira. Barruko elektrizitate-ingurune hau hobea da eta uhinen eragina txikia da. Bigarrenik, erabilera-okasioa tentsio txikia eta korronte txikia da. Isolamendurik gabeko energia ez da esanguratsua tentsio baxuko korronteetarako, tentsio baxuko eta korronte handien eraginkortasuna ez baita isolamendua baino handiagoa, eta kostua askoz txikiagoa baita. Hirugarrenik, isolamendurik gabeko energia-iturria ingurune nahiko egonkor batean erabiltzen da. Noski, tentsio-igoerak kentzeko arazoa konpontzeko modurik badago, isolamendurik gabeko energiaren aplikazio-eremua asko zabalduko da!
Olatuen arazoa dela eta, kalte-tasa ez da gutxietsi behar. Oro har, konpondutako itzulera mota, kaltetutako asegurua, txipa eta MOSak kontuan hartu behar dira lehenengo. Kalte-tasa murrizteko, beharrezkoa da tentsio-faktoreak kontuan hartzea diseinatzerakoan, edo erabiltzaileak erabiltzean uztea eta tentsio-tentsioak saihestea. (Adibidez, barruko lanparak, itzali itzazu aldi baterako borrokan ari zarenean)
Laburbilduz, isolamenduaren eta isolamendurik ezaren erabilera askotan olatuen gorakadaren arazoagatik gertatzen da, eta olatuen arazoa eta elektrizitate-ingurunearen arteko lotura estua dute. Hori dela eta, askotan isolamendu-energiaren eta isolamendurik gabeko elikatze-horniduraren erabilera ezin da banan-banan moztu. Kostuak oso abantailagarriak dira, beraz, beharrezkoa da isolamendurik eza edo isolamendua aukeratzea LED unitateen elikatze-hornidura gisa.
5. Laburpena
Artikulu honek isolamendu- eta isolamendurik gabeko potentziaren arteko desberdintasunak aurkezten ditu, baita haien abantailak eta desabantailak, egokitzapen-aukerak eta isolamendu-potentziaren hautaketa ere. Espero dut ingeniariek erreferentzia gisa erabili ahal izatea produktuen diseinuan. Eta produktuak huts egiten duenean, arazoa azkar kokatu.
Argitaratze data: 2023ko uztailak 8
