Voltaj bölücüde 2 seri rezistörün amacı


20

Aşağıdaki şemada / resimde voltaj bölücü için 2 seri rezistörün amacı nedir? Sıcaklık, ısıl kaçak, hisse senetleri, fiyatlar veya başka bir şey?

Teşekkür ederim.

şematik

bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik

Yanıtlar:


33

Genellikle güvenlik için güvenilirlik gereksinimlerini karşılamak için yapılır.

Tehlikeli bir yüksek voltajdan çalıştırırken, CE gibi güvenlik onaylarını karşılamak için bir devrenin Tek Hata Noktası (SPOF) korumasına sahip olması gerekir. Özellikle, tehlikeli bir voltaj genellikle 50 Vac veya 120 VDC'nin üzerindedir, ancak gereksinim ekipmanın onaylanması gereken standartlarda belirtilir. Kesinlikle burada 400 VDC'niz için geçerlidir.

SPOF için tasarım, her bir bileşen için tek bir bileşenin arızasının devre üzerindeki etkisinin dikkate alınması gerektiği anlamına gelir. SPOF için 'arıza', bileşenin kısa devre veya açık devre arızası anlamına gelir. Bileşenler gerçek hayatta bu şekilde başarısız olmaz, ancak SPOF'ta bu şekilde düşünülür. Devre, tek bir bileşen bu şekilde arızalandığında yangın, insanlara zarar verme veya diğer bileşenlerin aşırı derecelendirilmesi gibi başka tehlikelere neden olmamalıdır.

Burada SPOF göz önüne alındığında, 400 V'luk tek bir seri direnç kısa devrede arıza yapabilir ve 1 K direnç ve çıkışta 400 V iletebilir. Bu nedenle, SPOF düzeyinde koruma için iki seri direnç kullanılır. Biri kısa devrede arıza yaparsa, diğeri hala tek bir arıza noktasını düşündüğümüz için çalışıyor olmalıdır.

Hayatta kalan her direnç, daha sonra uğraşması gereken tam voltaj ve gücü tutamağa göre derecelendirilmelidir. Bu nedenle, burada 400 V için derecelendirilmiş 1 M direncin yanı sıra tedarikinizin toleransı artı bir güvenlik marjı (500 V veya daha yüksek?) Gerekir. Ve güç derecesi, tek bir 1 M direnç ve 1 K'da, değer kaybı ile en yüksek 400 V besleme voltajı için olmalıdır. 160 mW enerji tüketimine bakalım ve en az 320 mW direnç kullanın, örneğin 1/2 W.

Daha sonra, 1 K açık devrede arıza yaparsa, 400 V ila 2 M kaynak empedansı çıkışınıza teslim edilir. Yani bunun da dikkate alınması gerekiyor. İkinci bir paralel direnç kullanabilir ve her ikisini de 2 K yapabilirsiniz. Şu anda sahip olduğunuz dört dirençten herhangi birinin başarısız olması, potansiyel bölücü çıkış voltajını etkileyecektir, bu yüzden buna izin verilmelidir. Sadece 400 V varlığını tespit ederse, uygun direnç değerleri, çıkışın üç olası bölücünün (normalde 2M: 1K, 1M: 1K) neden olduğu üç çıkış voltajından herhangi birinden çalışacak bir NPN transistörü veya voltaj karşılaştırıcısını sürmesine izin verecektir. , 2M: 2K). 400 V ölçmeye çalışıyorsanız, ikinci ve üçüncü özdeş ayırıcı devre ekleyebilir ve doğru voltajı tanımlamak için çoğunluk oylama devresine koyabilirsiniz (üç voltajdan ikisi aynıdır).

Bu, devrenizin iki seri rezistöre sahip olmasının orijinal nedeni olmayabilir, uygulamayı veya gereksinimlerini bilmiyorum. Ama bu neden olmalı.

Saf fonksiyon üzerinden devre tasarımlarında güvenilirlik, güvenlik ve EMC için tasarımlar unutulur. Bu gereksinimleri bir devre kavramında dikkate almak, daha sonra eklemeye çalışmak değil, çok iyi bir tasarım yaklaşımıdır.


Belki de yüksek voltaj devreleriyle (çok daha az yaratılmış olanla) hiç çalışmadım çünkü bunu gerçekten mantıksız buluyorum, ancak cevabınızı doğru şekilde anlıyorum, devreleri bu şekilde tasarlamak MTBF'yi azaltsa bile, bir arıza olduğunda oluşursa, yangın veya ark tehlikeleri açısından tehlikeli değildir?
user3052786

1
@ user3052786, ilginç yorumlar ama farklı bir hedef. MTBF, arıza olasılığını inceliyor: işlevin güvenilirliği. Bu, bir hatanın sonuçlarını inceliyor: fonksiyonun değil, emniyetin güvenilirliği. Ayrıca, eşit derecede öğrenmeye değer bileşenler / sistemler için çift ve üçlü yedeklilik hakkında bir okuma yapın. Çok daha az genel ve yerli uygulama olmasına rağmen, uçma konusunda daha iyi hissedeceksiniz :-)
TonyM

Doğru, farklı öncelikler olduğunu görüyorum, bunun bir başarısızlığın sonuçlarını hafifletmek için fonksiyonun güvenilirliğini kasten feda edip etmediğini sormak istedim. Bana öyle geliyor ki, bu durumda olduğu gibi iki direnç kullanmanın başarısızlık olasılığını artıracağı (işlev bozukluğunda olduğu gibi), çünkü başarısız olabilen başka bir bileşen.
user3052786

Ancak başarısız olsa ve kısa devre yapmasa bile (ki daha önce hiç görmediğim, ama dediğim gibi, birçok yüksek güçlü tasarıma maruz kalmadım), aniden var olmayan yük tetiklemiyor diğer direnç daha yüksek akımı işlemek için ısı dağıtımı için yeterli boşluğa sahip olduğundan, akış aşağısında bileşenlerde potansiyel olarak yıkıcı bir arıza zinciri mi?
user3052786

@TonyM: SPOF koruması bazen "arıza korumalı" tasarım etiketi altına girer. Bu, herhangi bir arıza durumunda tasarımın tehlikeli olmayan bir duruma düştüğü anlamına gelir. Arıza emniyetli tasarım için diğer tipik bir örnek, alarm sinyalleri için mantık seviyesi tanımları ile ilgilidir: yani bir kesik teli alarm olarak tespit etmek için aktif düşük sinyaller veya bir kısa devreyi alarm olarak tespit etmek için aktif yüksek sinyaller.
Boink

17

Çoğu direnç, özellikle SMD (daha büyük 1210 olanlar) 400V için derecelendirilmemiştir.

Yani olasılıklardan biri, voltaj ihtiyacını bölmek için seri olarak 2 kullandıklarıdır.

Yüksek dereceli dirençler mevcut olmakla birlikte, maliyet, kullanılabilirlik, bunları kaynaklamak için gereken ekstra zaman, toplama ve yerleştirme makinesine koymak için ekstra bir bileşen vb. standart dirençler, ancak muhtemelen yüksek voltajlı dirençler). Bu yüzden her şey sadece 2 standart olanı kullanmak için daha ucuz olabilir. Ayrıca yüksek voltajlıların stoktan çıkması durumunda daha fazla esneklik sağlar.

Ayrıca 400V tolere edebilen 1210 direnciniz olsa bile, PCB sürünme toleranslarının direncin kendisinden daha büyük mesafeler gerektirebileceğini, bu nedenle daha büyük bir dirence veya birden fazlasına ihtiyacınız olduğunu düşünün.

resim açıklamasını buraya girin

Gönderen bu Panasonic veri sayfasına.

resim açıklamasını buraya girin

Bu Vishay veri sayfasından.


Bu veri sayfalarına baktınız mı? 1206 paket için 700V ve 1210 paket için 1000V yapabilirsiniz ? vishay.com/docs/49876/_tnpve3_vmn-pt0447-1504.pdf vishay.com/docs/28881/tnpve3.pdf
Uğur Baki

5
Bunlar oldukça spesifik dirençler, asla var olmadıklarını söylemedim. Cevabımda özellikle bu yüzden "en" den bahsediyorum. Çoğu zaman "normalde" mevcut dirençlerin 2 veya 3'ünü yüksek voltajlı olanlardan kaynaklamaktan daha kolaydır (cihaz toleransından bağımsız olarak PCB sürünme ve mesafe toleranslarınız vardır). Her neyse, devre / bağlam hakkında çok daha fazla bilgi olmadığı için, bir voltaj bölücü / RC filtresi, bunun ötesinde spekülasyon yapmak oldukça zor.
Wesley Lee

Demek istediğim, çoğu mühendis veya fab evin stokta standart dereceli 1M dirençleri olacak. Yüksek voltaj dereceli olanları istiyorsanız, belirli bir sipariş, toplama ve yerleştirme makinesine monte etmek için yeni makara
Wesley Lee

İlginiz için teşekkür ederim. Lütfen bu bağlantıları kontrol edin. Birincisi 1Mohm ve ikincisi 2Mohm . Aynı fiyat ve aynı paket. Aynı koşullar altında bu uygulama için 2Mohm kullanmak mümkün mü? digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12101M00BEEN/… digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12102M00BEEN/…
Uğur Baki

1
@UgurBaki - dikkate alınması gereken diğer bir faktör PCB temizleme / kaçaklama mesafeleridir (biraz farklıdır). 1206/1210 paketlerinin lehim pedleri arasında 2 mm olduğu görülüyor ki bu 400VDC için biraz fazla yakın ve güvensiz olabilir.
Wesley Lee

9

V2/R(V/2)2/(R/2)=V2/2R


1
Bu en basit (ve muhtemelen doğru) cevaptır. 2x1M @ 1 / 3W dirençler 2 / 3W'a kadar güvenle dağıtabilir, bu 400V'a kadar 1.6mA, 0.8mA maks @ 400V için direnç başına 1 / 3W'dir. Yük <0.8mA olsa bile, bunlar en yüksek akımlar (inrush, dalgalanma, vs.) için planlama olabilir
Doktor J
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.