पृथक और गैर-पृथक बिजली आपूर्ति के बीच अंतर, शुरुआती लोगों के लिए अवश्य पढ़ें!

"चाइना सदर्न एयरलाइंस की एक 23 वर्षीय फ्लाइट अटेंडेंट अपने iPhone5 पर बात करते समय करंट लगने से मर गई, जबकि वह चार्जिंग पर थी", इस खबर ने ऑनलाइन काफ़ी ध्यान आकर्षित किया है। क्या चार्जर जान को ख़तरे में डाल सकते हैं? विशेषज्ञ मोबाइल फ़ोन चार्जर के अंदर ट्रांसफ़ॉर्मर लीकेज, DC सिरे तक 220VAC प्रत्यावर्ती धारा लीकेज और डेटा लाइन के ज़रिए मोबाइल फ़ोन के धातु आवरण तक के रिसाव का विश्लेषण करते हैं, और अंततः करंट लगने का कारण बनते हैं, जो एक अपरिवर्तनीय त्रासदी है।

तो मोबाइल फ़ोन चार्जर का आउटपुट 220V AC क्यों होता है? आइसोलेटेड पावर सप्लाई चुनते समय हमें किन बातों का ध्यान रखना चाहिए? आइसोलेटेड और नॉन-आइसोलेटेड पावर सप्लाई में अंतर कैसे करें? उद्योग में आम राय यह है:

1. पृथक बिजली आपूर्ति: विद्युत आपूर्ति के इनपुट लूप और आउटपुट लूप के बीच कोई सीधा विद्युत कनेक्शन नहीं है, और इनपुट और आउटपुट बिना किसी करंट लूप के एक इंसुलेटेड उच्च-प्रतिरोध स्थिति में हैं, जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है:

2, गैर-पृथक बिजली आपूर्ति:इनपुट और आउटपुट के बीच एक दिष्ट धारा लूप होता है, उदाहरण के लिए, इनपुट और आउटपुट उभयनिष्ठ होते हैं। एक पृथक फ्लाईबैक सर्किट और एक गैर-पृथक BUCK सर्किट को उदाहरण के रूप में लिया गया है, जैसा कि चित्र 2 में दिखाया गया है। चित्र 1 ट्रांसफार्मर सहित पृथक विद्युत आपूर्ति

1. पृथक बिजली आपूर्ति और गैर-पृथक बिजली आपूर्ति के फायदे और नुकसान

उपरोक्त अवधारणाओं के अनुसार, सामान्य बिजली आपूर्ति टोपोलॉजी के लिए, गैर-पृथक बिजली आपूर्ति में मुख्य रूप से बक, बूस्ट, बक-बूस्ट आदि शामिल हैं। अलगाव बिजली आपूर्ति में मुख्य रूप से अलगाव ट्रांसफार्मर के साथ फ्लाईबैक, फॉरवर्ड, हाफ-ब्रिज, एलएलसी और अन्य टोपोलॉजी की एक किस्म है।

आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले पृथक और गैर-पृथक बिजली आपूर्ति के साथ, हम सहज रूप से उनके कुछ फायदे और नुकसान प्राप्त कर सकते हैं, दोनों के फायदे और नुकसान लगभग विपरीत हैं।

पृथक या असंयोजित विद्युत आपूर्ति का उपयोग करने के लिए, यह समझना आवश्यक है कि वास्तविक परियोजना को किस प्रकार विद्युत आपूर्ति की आवश्यकता है, लेकिन उससे पहले, आप पृथक और असंयोजित विद्युत आपूर्ति के बीच मुख्य अंतर को समझ सकते हैं:

1 अलगाव मॉड्यूल में उच्च विश्वसनीयता है, लेकिन उच्च लागत और कम दक्षता है। 

2गैर-पृथक मॉड्यूल की संरचना बहुत सरल, कम लागत, उच्च दक्षता और खराब सुरक्षा प्रदर्शन वाली है। 

इसलिए, निम्नलिखित अवसरों पर पृथक विद्युत आपूर्ति का उपयोग करने की अनुशंसा की जाती है:

1 संभावित बिजली के झटके के अवसरों को शामिल करना, जैसे कि ग्रिड से कम वोल्टेज डीसी अवसरों पर बिजली लेना, पृथक एसी-डीसी बिजली की आपूर्ति का उपयोग करने की आवश्यकता है;

② सीरियल कम्युनिकेशन बस, RS-232, RS-485 और कंट्रोलर लोकल एरिया नेटवर्क (CAN) जैसे भौतिक नेटवर्कों के माध्यम से डेटा संचारित करती है। इनमें से प्रत्येक इंटरकनेक्टेड सिस्टम अपनी स्वयं की विद्युत आपूर्ति से सुसज्जित होता है, और प्रणालियों के बीच की दूरी अक्सर बहुत अधिक होती है। इसलिए, सिस्टम की भौतिक सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, हमें आमतौर पर विद्युत अलगाव के लिए विद्युत आपूर्ति को अलग करना पड़ता है। ग्राउंडिंग लूप को अलग करके और काटकर, सिस्टम को क्षणिक उच्च वोल्टेज प्रभाव से बचाया जाता है और सिग्नल विरूपण को कम किया जाता है।

3 बाहरी I/O पोर्ट के लिए, सिस्टम के विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए, I/O पोर्ट की बिजली आपूर्ति को अलग करने की सिफारिश की जाती है।

सारांशित तालिका तालिका 1 में दर्शाई गई है, और दोनों के फायदे और नुकसान लगभग विपरीत हैं।

तालिका 1 पृथक और गैर-पृथक विद्युत आपूर्ति के लाभ और हानियाँ

2，पृथक शक्ति और गैर-पृथक शक्ति का विकल्प

पृथक और गैर-पृथक विद्युत आपूर्ति के फायदे और नुकसान को समझने से, प्रत्येक के अपने फायदे हैं, और हम कुछ सामान्य एम्बेडेड विद्युत आपूर्ति विकल्पों के बारे में सटीक निर्णय लेने में सक्षम हुए हैं:

1 सिस्टम की बिजली आपूर्ति का उपयोग आम तौर पर हस्तक्षेप-विरोधी प्रदर्शन को बेहतर बनाने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए किया जाता है।

② सर्किट बोर्ड में आईसी या सर्किट के हिस्से की बिजली आपूर्ति, लागत प्रभावी और मात्रा से शुरू, गैर-अलगाव योजनाओं का तरजीही उपयोग।

3. सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए, यदि आपको नगरपालिका बिजली के एसी-डीसी कनेक्शन, या चिकित्सा उपयोग के लिए बिजली की आपूर्ति को जोड़ने की आवश्यकता है, तो व्यक्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, आपको बिजली की आपूर्ति का उपयोग करना होगा। कुछ मामलों में, अलगाव को मजबूत करने के लिए बिजली की आपूर्ति का उपयोग करना आवश्यक है।

④ दूरस्थ औद्योगिक संचार की बिजली आपूर्ति के लिए, भौगोलिक अंतर और तार युग्मन हस्तक्षेप के प्रभावों को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए, आमतौर पर प्रत्येक संचार नोड को अकेले बिजली देने के लिए अलग बिजली आपूर्ति के लिए उपयोग किया जाता है।

⑤ बैटरी बिजली की आपूर्ति के उपयोग के लिए, सख्त बैटरी जीवन के लिए गैर-अलगाव बिजली की आपूर्ति का उपयोग किया जाता है।

आइसोलेशन और नॉन-आइसोलेशन पावर के फायदे और नुकसान को समझने से पता चलता है कि उनके अपने फायदे हैं। कुछ सामान्यतः इस्तेमाल किए जाने वाले एम्बेडेड पावर सप्लाई डिज़ाइनों के लिए, हम इसके चयन के अवसरों को संक्षेप में प्रस्तुत कर सकते हैं।

1.Iसोलेशन बिजली आपूर्ति 

हस्तक्षेप-विरोधी प्रदर्शन में सुधार करने और विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए, आमतौर पर अलगाव का उपयोग किया जाता है।

सुरक्षा के लिए सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए, यदि आपको नगरपालिका बिजली के एसी-डीसी, या चिकित्सा उपयोग के लिए बिजली की आपूर्ति, और सफेद उपकरणों से कनेक्ट करने की आवश्यकता है, तो व्यक्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, आपको मूल प्रतिक्रिया एसी-डीसी के लिए एमपीएस एमपी020 जैसे बिजली की आपूर्ति का उपयोग करना होगा, जो 1 ~ 10W अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है;

दूरस्थ औद्योगिक संचार की बिजली आपूर्ति के लिए, भौगोलिक अंतर और तार युग्मन हस्तक्षेप के प्रभावों को प्रभावी ढंग से कम करने के लिए, आमतौर पर प्रत्येक संचार नोड को अकेले बिजली देने के लिए अलग बिजली आपूर्ति के लिए इसका उपयोग किया जाता है।

2. गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति 

सर्किट बोर्ड में आईसी या कुछ सर्किट मूल्य अनुपात और मात्रा द्वारा संचालित होते हैं, और गैर-अलगाव समाधान को प्राथमिकता दी जाती है; जैसे कि एमपीएस एमपी 150/157/एमपी 174 श्रृंखला बक गैर-अलगाव एसी-डीसी, 1 ~ 5W के लिए उपयुक्त;

36V से नीचे कार्यशील वोल्टेज के मामले में, बैटरी का उपयोग बिजली की आपूर्ति के लिए किया जाता है, और धीरज के लिए सख्त आवश्यकताएं होती हैं, और गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति को प्राथमिकता दी जाती है, जैसे कि एमपीएस का MP2451 / MPQ2451।

अलगाव बिजली और गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति के फायदे और नुकसान

आइसोलेशन और नॉन-आइसोलेशन पावर सप्लाई के फायदे और नुकसान को समझने से पता चलता है कि उनके अपने फायदे हैं। कुछ सामान्यतः इस्तेमाल किए जाने वाले एम्बेडेड पावर सप्लाई विकल्पों के लिए, हम निम्नलिखित निर्णय शर्तों का पालन कर सकते हैं:

सुरक्षा आवश्यकताओं के लिए, यदि आपको नगरपालिका बिजली के एसी-डीसी, या चिकित्सा के लिए बिजली की आपूर्ति से कनेक्ट करने की आवश्यकता है, तो व्यक्ति की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, आपको बिजली की आपूर्ति का उपयोग करना होगा, और कुछ अवसरों पर अलगाव बिजली की आपूर्ति को बढ़ाने के लिए उपयोग किया जाना चाहिए। 

आम तौर पर, मॉड्यूल पावर आइसोलेशन वोल्टेज की आवश्यकताएं बहुत अधिक नहीं होती हैं, लेकिन उच्च आइसोलेशन वोल्टेज यह सुनिश्चित कर सकता है कि मॉड्यूल पावर सप्लाई में लीकेज करंट कम हो, सुरक्षा और विश्वसनीयता अधिक हो, और EMC विशेषताएँ बेहतर हों। इसलिए, सामान्य आइसोलेशन वोल्टेज स्तर 1500VDC से ऊपर होता है।

3अलगाव पावर मॉड्यूल के चयन के लिए सावधानियां

GB-4943 राष्ट्रीय मानक में विद्युत आपूर्ति के पृथक्करण प्रतिरोध को विद्युत-रोधी शक्ति भी कहा जाता है। यह GB-4943 मानक सूचना उपकरणों के सुरक्षा मानक हैं जिन्हें हम अक्सर कहते हैं, और जो राष्ट्रीय मानक हैं, उनमें लोगों को शारीरिक और विद्युत क्षति से बचाना शामिल है, जिसमें विद्युत आघात, शारीरिक क्षति और विस्फोट से होने वाली क्षति से बचाव भी शामिल है। जैसा कि नीचे दिखाया गया है, पृथक्करण विद्युत आपूर्ति का संरचनात्मक आरेख।

अलगाव शक्ति संरचना आरेख

मॉड्यूल शक्ति के एक महत्वपूर्ण संकेतक के रूप में, मानक में पृथक्करण और दाब-प्रतिरोधी परीक्षण विधि का मानक भी निर्धारित किया गया है। सामान्यतः, सरल परीक्षण के दौरान समान विभव संयोजन परीक्षण का उपयोग किया जाता है। संयोजन आरेख इस प्रकार है:

अलगाव प्रतिरोध का महत्वपूर्ण आरेख

परीक्षण विधियाँ: 

वोल्टेज प्रतिरोध के वोल्टेज को निर्दिष्ट वोल्टेज प्रतिरोध मान पर सेट करें, वर्तमान को निर्दिष्ट रिसाव मान के रूप में सेट किया गया है, और समय को निर्दिष्ट परीक्षण समय मान पर सेट किया गया है;

ऑपरेटिंग प्रेशर मीटर परीक्षण शुरू करते हैं और दबाव डालना शुरू करते हैं। निर्धारित परीक्षण समय के दौरान, मॉड्यूल बिना पैटर्न वाला और फ्लाई आर्क से मुक्त होना चाहिए।

ध्यान रखें कि बार-बार वेल्डिंग करने और पावर मॉड्यूल को नुकसान पहुंचाने से बचने के लिए परीक्षण के समय वेल्डिंग पावर मॉड्यूल का चयन किया जाना चाहिए।

इसके अलावा, ध्यान दें:

1. ध्यान दें कि यह AC-DC है या DC-DC।

2. आइसोलेशन पावर मॉड्यूल का आइसोलेशन। उदाहरण के लिए, क्या 1000V DC इन्सुलेशन आवश्यकताओं को पूरा करता है।

3. क्या आइसोलेशन पावर मॉड्यूल का व्यापक विश्वसनीयता परीक्षण किया गया है? पावर मॉड्यूल का प्रदर्शन परीक्षण, सहनशीलता परीक्षण, क्षणिक स्थिति परीक्षण, विश्वसनीयता परीक्षण, ईएमसी विद्युत चुम्बकीय संगतता परीक्षण, उच्च और निम्न तापमान परीक्षण, चरम परीक्षण, जीवन परीक्षण, सुरक्षा परीक्षण आदि किया जाना चाहिए।

4. क्या पृथक पावर मॉड्यूल की उत्पादन लाइन मानकीकृत है? पावर मॉड्यूल उत्पादन लाइन को ISO9001, ISO14001, OHSAS18001 आदि जैसे कई अंतर्राष्ट्रीय प्रमाणपत्रों को पारित करने की आवश्यकता होती है, जैसा कि नीचे चित्र 3 में दिखाया गया है।

चित्र 3 आईएसओ प्रमाणन

5. क्या आइसोलेशन पावर मॉड्यूल का उपयोग उद्योग और ऑटोमोबाइल जैसे कठोर वातावरण में किया जाता है? पावर मॉड्यूल का उपयोग न केवल कठोर औद्योगिक वातावरण में किया जाता है, बल्कि नई ऊर्जा वाहनों के बीएमएस प्रबंधन प्रणाली में भी किया जाता है।

4,Tअलगाव शक्ति और गैर-अलगाव शक्ति की धारणा 

सबसे पहले, एक गलतफहमी को समझाया गया है: बहुत से लोग सोचते हैं कि गैर-अलगाव शक्ति अलगाव शक्ति जितनी अच्छी नहीं है, क्योंकि पृथक बिजली की आपूर्ति महंगी है, इसलिए यह महंगी होनी चाहिए।

आजकल सभी की धारणा में, नॉन-आइसोलेशन की बजाय आइसोलेशन पावर का इस्तेमाल करना बेहतर क्यों है? दरअसल, यह विचार कुछ साल पहले के विचार में ही टिका हुआ है। क्योंकि पिछले वर्षों में नॉन-आइसोलेशन की स्थिरता में वास्तव में कोई आइसोलेशन और स्थिरता नहीं थी, लेकिन अनुसंधान एवं विकास तकनीक के अद्यतन के साथ, नॉन-आइसोलेशन अब बहुत परिपक्व हो गया है और यह अधिक स्थिर होता जा रहा है। सुरक्षा की बात करें तो, वास्तव में, नॉन-आइसोलेशन पावर भी बहुत सुरक्षित है। जब तक इसकी संरचना में थोड़ा बदलाव किया जाता है, तब तक यह मानव शरीर के लिए सुरक्षित है। इसी कारण, नॉन-आइसोलेशन पावर भी कई सुरक्षा मानकों को पार कर सकता है, जैसे: अल्टुवसासे।

वास्तव में, गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति को नुकसान का मूल कारण बिजली एसी लाइन के दोनों सिरों पर बढ़ते वोल्टेज के कारण होता है। इसे बिजली की लहर भी कहा जा सकता है। यह वोल्टेज एसी लाइन के दोनों सिरों पर एक त्वरित उच्च वोल्टेज होता है, कभी-कभी तीन हजार वोल्ट जितना अधिक होता है। लेकिन समय बहुत कम होता है और ऊर्जा बेहद मजबूत होती है। यह तब होगा जब यह गड़गड़ाहट होगी, या उसी एसी लाइन पर, जब एक बड़ा भार डिस्कनेक्ट हो जाता है, क्योंकि वर्तमान जड़ता भी होगी। अलगाव BUCK सर्किट तुरंत आउटपुट को संप्रेषित करेगा, निरंतर वर्तमान पहचान रिंग को नुकसान पहुंचाएगा, या चिप को और नुकसान पहुंचाएगा, जिससे 300V पास हो जाएगा, और पूरा दीपक जल जाएगा। अलगाव विरोधी आक्रामक बिजली आपूर्ति के लिए, एमओएस क्षतिग्रस्त हो जाएगा। घटना यह है कि भंडारण, चिप, और एमओएस ट्यूब जल जाते हैं इसके अलावा, छोटी स्विचिंग पावर सप्लाई, चाहे वह पावर एडॉप्टर ही क्यों न हो, अक्सर इस घटना से क्षतिग्रस्त हो जाती है, जो तरंग वोल्टेज के कारण होती है, और एलईडी पावर सप्लाई में तो यह और भी आम है। ऐसा इसलिए है क्योंकि एलईडी की लोड विशेषताएँ विशेष रूप से तरंगों से डरती हैं। वोल्टेज।

सामान्य सिद्धांत के अनुसार, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट में जितने कम घटक होते हैं, विश्वसनीयता उतनी ही अधिक होती है, और अधिक घटक वाले सर्किट बोर्ड की विश्वसनीयता उतनी ही कम होती है। वास्तव में, गैर-अलगाव सर्किट, अलगाव सर्किट से कम होते हैं। अलगाव सर्किट की विश्वसनीयता अधिक क्यों होती है? वास्तव में, यह विश्वसनीयता नहीं है, बल्कि गैर-अलगाव सर्किट उछाल, खराब निरोधात्मक क्षमता और अलगाव सर्किट के प्रति बहुत संवेदनशील होता है, क्योंकि ऊर्जा पहले ट्रांसफार्मर में प्रवेश करती है, और फिर इसे ट्रांसफार्मर से एलईडी लोड तक पहुँचाती है। बक सर्किट इनपुट पावर सप्लाई का हिस्सा है जो सीधे एलईडी लोड को आपूर्ति करता है। इसलिए, पूर्व में दमन और क्षीणन में उछाल को नुकसान पहुंचाने की एक मजबूत संभावना है, इसलिए यह छोटा है। वास्तव में, अलगाव न होने की समस्या मुख्य रूप से उछाल की समस्या के कारण है। वर्तमान में, यह समस्या यह है कि केवल एलईडी लैंप को संभावना से देखा जा सकता है कि उन्हें संभावना से देखा जा सकता है। इसलिए, कई लोगों ने एक अच्छी रोकथाम विधि प्रस्तावित नहीं की है। अधिक लोग नहीं जानते कि तरंग वोल्टेज क्या है, बहुत से लोग। एलईडी लैंप टूट गए हैं, और कारण नहीं मिल पा रहा है। अंत में, केवल एक वाक्य है। यह बिजली आपूर्ति अस्थिर है और इसका निपटारा हो जाएगा। विशिष्ट अस्थिर कहाँ है, वह नहीं जानता।

गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति दक्षता है, और दूसरा यह है कि लागत अधिक लाभप्रद है।

गैर-अलगाव शक्ति अवसरों के लिए उपयुक्त है: सबसे पहले, यह इनडोर लैंप है। यह इनडोर विद्युत वातावरण बेहतर है और तरंगों का प्रभाव कम है। दूसरा, उपयोग का अवसर कम वोल्टेज और कम धारा है। कम वोल्टेज धाराओं के लिए गैर-अलगाव सार्थक नहीं है, क्योंकि कम वोल्टेज और बड़ी धाराओं की दक्षता अलगाव से अधिक नहीं होती है, और लागत बहुत कम होती है। तीसरा, गैर-अलगाव बिजली आपूर्ति अपेक्षाकृत स्थिर वातावरण में उपयोग की जाती है। बेशक, अगर वृद्धि को दबाने की समस्या को हल करने का कोई तरीका है, तो गैर-अलगाव शक्ति का अनुप्रयोग क्षेत्र बहुत व्यापक हो जाएगा!

तरंगों की समस्या के कारण, क्षति दर को कम करके नहीं आंका जाना चाहिए। सामान्यतः, मरम्मत की गई वापसी, क्षतिग्रस्त बीमा, चिप और एमओएस के प्रकार को देखते हुए, तरंगों की समस्या के बारे में सबसे पहले सोचना चाहिए। क्षति दर को कम करने के लिए, डिज़ाइन करते समय उछाल कारकों पर विचार करना आवश्यक है, या उपयोग के समय उपयोगकर्ताओं को छोड़ देना चाहिए, और उछाल से बचने का प्रयास करना चाहिए। (जैसे, इनडोर लैंप, जब आप लड़ रहे हों तो उसे कुछ समय के लिए बंद कर दें)

संक्षेप में, आइसोलेशन और नॉन-आइसोलेशन का उपयोग अक्सर तरंग वृद्धि की समस्या के कारण होता है, और तरंगों और विद्युत पर्यावरण की समस्या का आपस में गहरा संबंध है। इसलिए, कई बार आइसोलेशन पावर और नॉन-आइसोलेशन पावर सप्लाई के उपयोग में एक-एक करके कटौती नहीं की जा सकती। लागत बहुत अधिक होती है, इसलिए एलईडी-ड्राइव पावर सप्लाई के रूप में नॉन-आइसोलेशन या आइसोलेशन का चयन करना आवश्यक है।

5. सारांश

यह लेख आइसोलेशन और नॉन-आइसोलेशन पावर के बीच के अंतरों, उनके फायदे और नुकसान, अनुकूलन के अवसरों और आइसोलेशन पावर के चयन के बारे में जानकारी देता है। मुझे उम्मीद है कि इंजीनियर उत्पाद डिज़ाइन में इसे एक संदर्भ के रूप में इस्तेमाल कर सकते हैं। और उत्पाद के विफल होने के बाद, समस्या का तुरंत पता लगा सकते हैं।