На схемі / малюнку нижче, яка мета 2 послідовних резисторів для дільника напруги? Температура, тепловий відбіг, запаси, ціни чи щось інше?
Дякую.
імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab
Призначення 2 послідовних резисторів на дільниці напруги
Відповіді:
Зазвичай це робиться для задоволення вимог надійності для безпеки.
Під час роботи від небезпечної високої напруги ланцюг повинен мати захист єдиної точки відмови (SPOF) для задоволення дозволів на безпеку, таких як CE. Зокрема, небезпечна напруга, як правило, перевищує 50 Вак або 120 В постійного струму, але вимога зазначена в стандартах, на які обладнання повинно бути затверджено. Це звичайно стосується тут ваших 400 В постійного струму.
Проектування для SPOF означає, що для кожного компонента необхідно враховувати вплив відмови одного компонента на ланцюг. Для SPOF "поломка" означає, що компонент виходить з ладу короткого замикання або відкритого замикання. Компоненти не всі так провалюються в реальному житті, але саме так це вважається в SPOF. Схема не повинна спричиняти подальших небезпек, таких як пожежа, шкода для людей або перевищення рівня інших компонентів, коли жоден компонент не вийшов з ладу.
Враховуючи SPOF тут, резистор однієї серії потужністю 400 В може вийти з ладу короткого замикання і подати 400 В через резистор 1 К та вихід. Тому замість цього використовуються два резистори серії для захисту рівня SPOF. Якщо один виходить з ладу короткого замикання, інший все одно повинен працювати, оскільки ми розглядаємо єдину точку відмови.
Кожен вцілілий резистор повинен оцінювати повну напругу та потужність, з якими він повинен мати справу. Тож тут вам знадобляться резистори 1 М, розраховані на 400 В плюс допуск вашого живлення плюс запас міцності (500 В і вище?). А номінальна потужність повинна бути для найвищої напруги живлення 400 В через один резистор 1 М та 1 К з зменшенням напруги. Тож давайте подивимось на розсіювання 160 мВт і використаємо принаймні 320 мВт резистор, наприклад, 1/2 Вт.
Далі, якщо 1 К вийде з ладу відкритим ланцюгом, імпеданс джерела 400 В через 2 М буде доставлений на ваш вихід. Тож це також потрібно враховувати. Ви можете використовувати другий паралельний резистор і зробити обидва 2 К. Відмова будь-якого з чотирьох резисторів, які ви отримали зараз, вплине на вихідну напругу дільника потенціалу, тому це потрібно дозволити. Якщо це лише виявлення присутності 400 В, відповідні значення резистора дозволяють виводу приводити транзистор NPN або компаратор напруги, який би працював з будь-якого з трьох вихідних напруг, викликаних трьома можливими дільниками (нормально 2М: 1К, 1М: 1К , 2М: 2К). Якщо ви намагаєтеся виміряти 400 В, ви можете додати другий і третій однакові ланцюги дільника і провести їх через контур голосування більшості, щоб визначити правильну напругу (дві з трьох напруг майже однакові).
Це може бути не первісною причиною того, що ваша схема тут має два резистори серії, я не знаю програми та її вимог. Але це причина, чому вона повинна.
Проектування для надійності, безпеки та ЕМС часто забувають у схемах конструкцій над чистою функцією. Дуже вдалий проектний підхід повинен враховувати ці вимоги в самій схемі схеми, а не намагатися їх додавати пізніше.
Можливо, це тому, що я ніколи не працював з ланцюгами високої напруги (набагато менш створеними), я вважаю це справді контрінтуїтивним, але чи правильно я розумію вашу відповідь, що, хоча проектування схем таким чином зменшує MTBF, це робиться так, що при збої це трапляється, це не так небезпечно з точки зору небезпеки від вогню чи стрельби?
—
користувач3052786
@ user3052786, цікаві коментарі, але це інша мета. MTBF вивчає шанси на збій: надійність функції. Це вивчення наслідків відмови: надійність безпеки, а не функціонування. Читайте також про подвійне та потрійне надмірність компонентів / систем, про що варто також дізнатися. Хоча набагато менше загальних та вітчизняних додатків, ви будете почувати себе краще в польотах :-)
—
TonyM
Правильно, я бачу, що є різні пріоритети, я мав намір запитати, чи це навмисне жертвує надійністю функції, щоб пом'якшити наслідки відмови. Тому що мені здається, що використання двох резисторів, як у цьому випадку, збільшило б ймовірність виходу з ладу (як при порушенні функції), оскільки це інший компонент, який може вийти з ладу.
—
користувач3052786
Але навіть якщо вона виходить з ладу, і виходить з ладу коротке замикання (чого я ніколи не бачив, але, як я вже говорив, я не піддавався багатьом потужним конструкціям), раптово неіснуюче навантаження не спрацьовує потенційно катастрофічний ланцюг збоїв у компонентах нижче за течією, тому що інший резистор має достатньо місця для розсіювання тепла, щоб обробити більш високий струм?
—
користувач3052786
@TonyM: захист SPOF іноді також підпадає під тег "fail-safe" дизайн. Це означає, що внаслідок будь-якої несправності конструкція потрапляє в не небезпечний стан. Інший типовий приклад для безпечної конструкції - це визначення логічного рівня для сигналів тривоги: тобто активні низькі сигнали для виявлення розрізаного проводу як сигналу тривоги або активні високі сигнали для виявлення короткого замикання як тривоги.
—
boink
Більшість резисторів, особливо SMD (навіть більші 1210), не оцінюються як 400В.
Отже, одна з можливостей полягає в тому, що вони використовували 2 послідовно для поділу потреби в напрузі.
Незважаючи на те, що резистори вищого рейтингу існують, є й інші фактори, які слід враховувати, такі як вартість, доступність, додатковий час, який потрібен для їх джерела, додатковий компонент, який потрібно помістити в машину для вибору та розміщення тощо (тобто більшість будинків PCBA матимуть 1М стандартні резистори, але, швидше за все, високовольтні). Тож усі речі, які вважаються, можна дешевше просто використовувати 2 стандартних. Це також дає більшу гнучкість у випадку, якщо високовольтні відпадають на складі тощо.
Також врахуйте, що навіть якщо у вас є 1210 резисторів, які можуть переносити 400 В, для допусків повзучості плати на ПХБ може знадобитися відстань, більша, ніж сам резистор, тому вам потрібен або більший резистор, або більше одного.
З цієї таблиці даних Panasonic.
З цього аркуша Vishay .
Ви подивилися ці таблиці? Ви можете 700В на 1206 пакет і 1000 В на 1210 пакет? vishay.com/docs/49876/_tnpve3_vmn-pt0447-1504.pdf vishay.com/docs/28881/tnpve3.pdf
—
Угур Бакі
Це досить специфічні резистори, я ніколи не говорив, що їх немає. У своїй відповіді я конкретно через це згадую "більшість". У більшості випадків простіше використовувати 2 або 3 "нормально" доступних резистора, ніж джерело високої напруги (тоді у вас є допуски повзучості та відстані на друкованій платі, незалежно від толерантності пристрою). Так чи інакше, оскільки про схему / контекст не існує набагато більше інформації, крім того, що її дільник напруги / фільтр RC, про це досить важко спекулювати.
—
Веслі Лі
Моя думка, більшість інженерів або фабричних будинків матимуть 1М резистори зі стандартними показниками на складі. Якщо ви хочете тих, хто має високу напругу, вам доведеться замовити певне замовлення, нову котушку, щоб встановити на машині для вибору і розміщення тощо, тощо
—
Веслі Лі,
Дякую за увагу. Перевірте ці посилання. Перший з них є 1Mohm і другий один 2Mohm . Та сама ціна і однаковий пакет. Чи можливо використовувати 2Mohm для цього додатка за тих самих умов? digikey.com/product-detail/uk/vishay-dale/TNPV12101M00BEEN/… digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12102M00BEEN/…
—
Угур Бакі
@UgurBaki - ще один фактор, який слід врахувати - відстань дозволу / пробігу PCB (вони трохи відрізняються). Пакети 1206/1210, схоже, мають 2 мм між накладками припою, що трохи занадто близько для 400В постійного струму і може бути небезпечним.
—
Веслі Лі
Це найпростіша (і, мабуть, правильна) відповідь. 2x1M @ 1 / 3W резистори можуть безпечно розсіюватись до 2 / 3W, що при напрузі до 400В становить 1,6 мА, проти 1/3 Вт на резистор для 0,8 мА макс @ 400 В. Навіть якщо навантаження становить <0,8 мА, вони можуть планувати пікові струми (струм, сплеск тощо)
—
Doktor J