Moderne distributiesystemen vereisen meestal complexe combinaties van geïsoleerde en niet-geïsoleerde AC/DC- en DC/DC-verwerkers.Isolatieomvormers worden hoofdzakelijk gebruikt om systemen en gebruikers te beschermen bij een of meerdere storingenHet is ook noodzakelijk om aan geïsoleerde subfuncties stroom te leveren om de signaalintegriteit te behouden.
In beginsel kunnen met behulp van geavanceerde IC's gemakkelijk omvormers met een laag tot midden vermogen met een vermogen van ongeveer 1000 watt worden ontworpen.en verschillende prestatiecompensaties kunnen worden bereikt door verschillende architecturenIn de praktijk is het echter verre van eenvoudig om omzetters te ontwikkelen en te valideren.met inbegrip van nominale uitgangsspanning en stroom, efficiëntie, tijdelijke reactie, fysieke afmetingen en foutbescherming voor schakelingen, belastingen en voedingsmiddelen.
De uitdagingen van het ontwerp zijn niet beperkt tot de basiskennis.efficiëntie bij verschillende belastingniveausDeze eigenschappen moeten door een gecertificeerd testlaboratorium worden gevalideerd.die de ontwerptijd aanzienlijk zal verlengenEen eenvoudig onafhankelijk onderzoek en ontwikkelingsplan kan snel leiden tot extreem hoge risico's.en je zult snel merken dat als het gaat om de keuze tussen onafhankelijk onderzoek en ontwikkeling of outsourcing, zal u snel naar het laatste neigen.
Als u nog steeds twijfelt, kunt u erover nadenken dat de omvormer ook een elektrische isolatiefunctie moet hebben.sommige gelijkstroom/ gelijkstroomomvormers vereisen ook elektrische isolatieDeze vereiste introduceert nieuwe voorschriften, verplichte veiligheids- en certificeringsnormen, waardoor de beslissingen van zelf ontwikkelde en uitbestede bedrijven nog meer geneigd zijn tot aankoop,ongeacht de specificaties van de voedingsbron.
Het goede nieuws is dat op een circuitbord gemonteerde geïsoleerde en niet-geïsoleerde stroomomvormers meerdere nominale spanningen en stromen hebben om uit te kiezen.Deze producten vereenvoudigen het productontwerp en de inzet ervan in toepassingsgebieden zoals defensie., communicatie, testen en meten (geïsoleerd) en mobiele robots (niet-geïsoleerd) en kunnen worden gecombineerd om energieverdelingsfuncties te bereiken.
Dit type omvormer realiseert plug and play, kan worden aangesloten op de hoofd printplaat (PC-plaat) en de specifieke locatie is geoptimaliseerd voor de distributiespoor.dit type omvormer vereist geen onafhankelijke steun of beugelEenvoudig gezegd kan dit type product dienen als een gesloten, complete plug-and-play-oplossing die rechtstreeks de energiefunctionaliteit bereikt.
Basiskennis van elektrische isolatie
Elektrische isolatie is een elektrische barrière die wordt gebruikt om de vorming van een geleidend ("Ohmische") pad tussen de twee uiteinden van een signaal- of stroompad te voorkomen.Deze barrière moet nog steeds de overdracht van energie en elektriciteit via andere overbrengingsmiddelen mogelijk maken.Het signaal, de voedingsbron of beide moeten worden geïsoleerd, maar het hangt af van het ontwerp.
Voor signalen kan elektrische isolatie de integriteit van sensoren verbeteren.of gebruikers en circuits beschermen in geval van een storing, waardoor stroom niet in het signaalpad stroomt.
Wat de stroomvoorziening betreft, is het voornaamste doel de veiligheid van de gebruiker te waarborgen en elektrische schokken te voorkomen die worden veroorzaakt door toevallig contact met wisselstroomleidingen of hogespanningsstroombronnen.Elektrische isolatie voldoet ook aan de vereiste voor "drijvende" circuits die worden gebruikt voor niet-vermogensignalen, d.w.z. niet verbonden met de grondcircuit.
Over het algemeen is elektrisch isoleren een methode om de richting van stroomstroom te bepalen op basis van de stroomwet van Kirchhoff (KCL).En de functie van elektrische isolatie is om dit pad af te snijdenIn het geval van een mogelijke elektrische schok wordt de isolatietransformator in de voedingsbron (figuur 1,(figuur 1) zal het volledige foutstroompad door de gebruiker afsnijden en terugkeren naar de grond (figuur 1), links).
Figuur 1: Om elektrische schokken te voorkomen, snijdt de isolatietransformator (rechts) in de voedingsbron het foutstroompad af dat door de gebruiker gaat en terugkeert naar de grond (links).Lumen Learning)
In een gebruikelijk scenario met elektrische schokken komt de aangedreven/verwarmde stroomleiding direct in aanraking met de metalen behuizing van de apparatuur wanneer de isolatielaag versleten is.Zelfs als het apparaat nog normaal kan werken, als de aarding/aardingsverbinding is losgekoppeld (wat een veel voorkomende situatie is), stroomt de storingstroom door de gebruiker naar de grond in plaats van veilig door de aardingsdraad te gaan,en de gebruiker kan op dit moment elektrische schok oplopen.
Om dit risico te beheersen, zal de isolatiefunctie in de voedingsbron het stroompad tussen de oorspronkelijke spanningsbron en de apparatuur afsnijden.het kan voorkomen dat er een circuit tussen hen ontstaat, en zelfs als er sprake is van een lijnfout, kan het het risico op elektrische schokken elimineren.
Let op dat de risicovoltage wisselstroomlijnspanning en gelijkwaardige gelijkstroomspanning omvat, zoals de spanning van een meerkernbatterij.De meeste regelgevende normen definiëren gevaarlijke spanning als spanning boven 60 volt, afhankelijk van de werkelijke situatie en het type spanning.
De isolatie van het vermogen wordt bijna altijd bereikt door middel van een magnetische koppeling van transformatoren.hoge betrouwbaarheid, gemakkelijk aan te passen, en kan tegelijkertijd voldoen aan de regelgevende en circuit vereisten.
Redenen voor de keuze voor talrijke oplossingen van hoge kwaliteit
Door het gebruik van meerdere krachtrails in moderne systemen zijn er veel architectonische keuzes in de distributieplanning.wanneer bepaalde delen van het circuit moeten worden geïsoleerd terwijl andere delen geen isolatie vereisen of verbiedenDe keuze van een geschikte vermogen omvormer wordt uiterst uitdagend.
In sommige gevallen is isolatie niet vereist voor hoogspannings AC/DC- of DC/DC-vervoersrails, maar moet isolatie verder stroomafwaarts in de distributieverbinding worden bereikt.De beslissingen die ontwerpers moeten nemen omvatten:: of een enkele geïsoleerde stroomvoorziening met grote capaciteit of meerdere geïsoleerde stroomvoorziening met kleine capaciteit moet worden gebruikt;En of alleen geïsoleerde energiebronnen op de vereiste plaatsen en niet-geïsoleerde energiebronnen op andere plaatsen moeten worden gebruikt (figuur 2).
Figuur 2: Een volledige distributiearchitectuur op systeemniveau vereist meestal een combinatie van geïsoleerde en niet-geïsoleerde AC/DC- en DC/DC-verwerkers. (Bildbron: TDK Lambda)
Om aan deze behoeften te voldoen, biedt TDK Lambda een verscheidenheid aan geïsoleerde en niet-geïsoleerde AC/DC- en DC/DC-verwerkers,het verstrekken van meerdere opties voor nominale input/outputspanning en nominale stroomHet omvat met name:
De geïsoleerde AC/DC: PFE500F-28/T is een enkele uitgang, 28 volt/18 ampère (A) converter die wordt gebruikt voor 85 tot 265 volt wisselstroom (VAC) input.7 mm volledig afgesloten bakstenen module met 3000 volt VAC-in- en uitgangsisolatie, geschikt voor omgevingen waar convectie of gedwongen luchtkoeling niet mogelijk is.
De niet-geïsoleerde AC/DC: PF1500B-360 ingesloten module is eveneens van de totale grootte van een baksteen en kan de wisselstroominvoer omzetten in 360 VDC gereguleerde uitgang.Het is geschikt voor gedistribueerde stroomsystemen die zijn uitgerust met geïsoleerde hoogspannings DC/DC-omvormers of belastingen waarvoor een hoogspanningsstroomvoorziening vereist isBij een ingangsspanning van 170 tot 265 VAC is het nominale vermogen 1512 watt; bij een ingangsspanning van 85 tot 265 VAC is het nominale vermogen 1008 watt.98, met een rendement tot 96,5%.
Geïsoleerde gelijkstroom/ gelijkstroom: GQA2W024A050V-007-R De geïsoleerde gelijkstroom/ gelijkstroomomvormer is compact van formaat, in een kwart baksteen verpakt en heeft een uitstekende prestatie.Het kan 120 watt aan vermogen leveren en heeft een isolatie-spanning van tot 3000 VDCHet werkingsspanningsbereik van deze omvormer bedraagt 9 V tot 36 V en kan 5 V stroom op 24 A uitvoeren.verzegeld, en ingekapseld (zie figuur 3), die door convectie en geleiding door externe koelplaten of warmtezuigers kunnen worden gekoeld.
Figuur 3: De GQA2W024A050V-007-R-omvormer biedt meerdere verpakkingsconfiguratieopties, waardoor ontwerpers een grote flexibiliteit hebben in het algemene verpakkingsontwerp en de koeling van de omvormer. (Foto: bron:TDK Lambda)
Niet-geïsoleerde gelijkstroom/ gelijkstroom: I6A24014A033V-003-R Niet-geïsoleerde punt van belasting (PoL) gelijkstroom/ gelijkstroomconverter is ideaal voor het maken van hoogstroom-uitgangsspanningsrails van 12 VDC of 24 VDC-energieleiders.Het inlaatspanningsbereik van deze converter is 9 V tot 40 V, met een uitgangsstroom van maximaal 14 A en een uitgangsregeling van 3,3 V tot 24 V. Het is verpakt in een compact 1/16 bakstenen ontwerp.