วัตถุประสงค์ของ 2 ตัวต้านทานอนุกรมบนแบ่งแรงดัน

ในวงจร / ภาพด้านล่างสิ่งที่เป็นจุดประสงค์ของ 2 ตัวต้านทานอนุกรมสำหรับแบ่งแรงดันหรือไม่ อุณหภูมิ, หนีความร้อน, หุ้น, ราคาหรือสิ่งอื่นใด

ขอขอบคุณ.

แผนผัง

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

voltage resistors

— Ugur Baki
แหล่งที่มา

คำตอบ:

มันมักจะทำเพื่อตอบสนองความต้องการความน่าเชื่อถือเพื่อความปลอดภัย

เมื่อการดำเนินงานจากแรงดันสูงอันตรายวงจรต้องมีเดี่ยวจุดของความล้มเหลว (SPOF) การป้องกันที่จะได้รับการอนุมัติในด้านความปลอดภัยเช่น CE โดยเฉพาะแรงดันไฟฟ้าที่เป็นอันตรายมักที่สูงกว่า 50 Vac หรือ 120 VDC แต่ความต้องการที่จะระบุในมาตรฐานที่ว่าอุปกรณ์ที่จะต้องได้รับการอนุมัติให้ มันใช้กับ 400 VDC ของคุณอย่างแน่นอน

ออกแบบสำหรับ SPOF หมายความว่าผลของความล้มเหลวขององค์ประกอบเดียวจะมีวงจรต้องการที่จะได้รับการพิจารณาสำหรับทุกองค์ประกอบ สำหรับ SPOF คำว่า "ล้มเหลว" หมายความว่าส่วนประกอบนั้นเกิดการลัดวงจรหรือวงจรเปิด ส่วนประกอบไม่ได้ล้มเหลวในลักษณะนี้ในชีวิตจริง แต่นี่คือวิธีที่พิจารณาใน SPOF วงจรจะต้องไม่ก่อให้เกิดอันตรายต่อไปเช่นไฟไหม้เป็นอันตรายต่อคนหรือมากกว่าคะแนนของส่วนประกอบอื่น ๆ เมื่อองค์ประกอบเดียวล้มเหลวในลักษณะนี้

พิจารณา SPOF นี่ต้านทานชุดเดียวจาก 400 V อาจล้มเหลวลัดวงจรและส่งมอบ 400 V ทั่วตัวต้านทาน 1 K และเอาท์พุท ดังนั้นจึงใช้ตัวต้านทานแบบอนุกรมสองตัวแทนสำหรับการป้องกันในระดับ SPOF หากมีการลัดวงจรอีกตัวหนึ่งจะต้องทำงานต่อไปเนื่องจากเรากำลังพิจารณาจุดหนึ่งของความล้มเหลว

ตัวต้านทานที่รอดตายแต่ละตัวจะต้องได้รับการจัดอันดับให้กับด้ามจับแรงดันไฟฟ้าเต็มกำลังและกำลังที่จะจัดการ ดังนั้นที่นี่คุณจะต้อง M 1 ตัวต้านทานจัดอันดับ 400 V บวกความอดทนของอุปทานของคุณบวกส่วนต่างความปลอดภัย (500 V หรือสูงกว่า?) และระดับพลังงานจะต้องมีสำหรับแรงดันไฟฟ้า 400 V สูงสุดทั่วเดียวต้านทาน M 1 และ 1 K กับ derating ดังนั้นให้ดูที่การกระจาย 160 mW และใช้อย่างน้อย 320 mW ตัวต้านทานเช่น 1/2 W

ถัดไปหาก 1K ล้มเหลวในการเปิดวงจร 400 อิมพีแดนซ์ของแหล่งจ่ายไฟ 400 V ถึง 2 M จะถูกส่งไปยังเอาต์พุตของคุณ ดังนั้นจะต้องมีการพิจารณาด้วย คุณสามารถใช้ตัวต้านทานแบบขนานตัวที่สองและทำให้ทั้ง 2 เคความล้มเหลวของตัวต้านทานสี่ตัวที่คุณมีอยู่ตอนนี้จะส่งผลต่อแรงดันเอาท์พุทตัวหารที่อาจเกิดขึ้นดังนั้นจึงต้องได้รับอนุญาต หากตรวจพบว่ามี 400 V ค่าตัวต้านทานที่เหมาะสมจะทำให้ไดรฟ์ NPN เป็นทรานซิสเตอร์หรือตัวเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าที่ทำงานจากแรงดันเอาท์พุทสามตัวใด ๆ ที่เกิดจากตัวแบ่งที่เป็นไปได้ทั้งสอง (2M: 1K ปกติ 1M: 1K , 2M: 2K) หากคุณพยายามวัด 400 V คุณสามารถเพิ่มวงจรตัวแบ่งที่เหมือนกันที่สองและสามและใส่เข้าไปในวงจรการลงคะแนนเสียงส่วนใหญ่เพื่อระบุแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง (สองสามแรงดันเกือบเหมือนกัน)

นี้อาจไม่เป็นเหตุผลเดิมที่วงจรของคุณที่นี่มีสองตัวต้านทานชุดผมไม่ทราบว่าแอพลิเคชันหรือความต้องการของตน แต่มันเป็นเหตุผลว่าทำไมมันควรจะเป็น

การออกแบบเพื่อความน่าเชื่อถือความปลอดภัยและ EMC มักถูกลืมในการออกแบบวงจรผ่านฟังก์ชั่นที่บริสุทธิ์ มันเป็นวิธีการออกแบบที่ดีมากในการพิจารณาความต้องการเหล่านี้ในความคิดของวงจรมากไม่ได้พยายามที่จะเพิ่มได้ในภายหลัง

— TonyM
แหล่งที่มา

อาจเป็นเพราะฉันไม่เคยทำงานกับวงจรไฟฟ้าแรงสูง (สร้างได้น้อยกว่ามาก) ที่ฉันพบว่ามันตอบโต้ได้ง่าย แต่ฉันเข้าใจคำตอบของคุณอย่างถูกต้องถึงแม้ว่าการออกแบบวงจรด้วยวิธีนี้จะลด MTBF ก็ทำได้เช่นกัน เกิดอะไรขึ้นมันไม่อันตรายเท่าไฟหรืออันตราย?

— 3052786

@ user3052786 ความคิดเห็นที่น่าสนใจ แต่เป็นเป้าหมายที่แตกต่าง MTBF กำลังตรวจสอบโอกาสของความล้มเหลว: ความน่าเชื่อถือของฟังก์ชั่น นี่คือการตรวจสอบผลของความล้มเหลว: ความน่าเชื่อถือของความปลอดภัยไม่ใช่หน้าที่ มีการอ่านเกี่ยวกับความซ้ำซ้อนสองและสามสำหรับส่วนประกอบ / ระบบที่ควรค่าแก่การเรียนรู้ แม้ว่าการใช้งานทั่วไปและในประเทศน้อยลงคุณจะรู้สึกดีขึ้นเกี่ยวกับการบิน :-)

— TonyM

ขวาผมไม่เห็นว่ามีความสำคัญแตกต่างกันผมหมายถึงการถามว่านี้จะจงใจเสียสละความน่าเชื่อถือของฟังก์ชั่นเพื่อบรรเทาผลกระทบของความล้มเหลว เพราะสำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าการใช้ตัวต้านทานสองตัวดังเช่นในกรณีนี้จะเพิ่มโอกาสของความล้มเหลว

— 3052786

แต่ถึงแม้ว่ามันจะล้มเหลวและมันก็ลัดวงจร (ซึ่งฉันไม่เคยเห็นมาก่อน แต่อย่างที่ฉันบอกว่าฉันไม่ได้สัมผัสกับการออกแบบที่ทรงพลังมาก) โหลดที่ไม่มีอยู่จริงก็ไม่ทริกเกอร์ ห่วงโซ่ความหายนะที่อาจเกิดขึ้นจากความล้มเหลวในส่วนประกอบปลายน้ำเนื่องจากตัวต้านทานอื่น ๆ มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการกระจายความร้อนเพื่อจัดการกับกระแสที่สูงขึ้น?

— user3052786

@TonyM: การป้องกัน SPOF บางครั้งก็อยู่ภายใต้การออกแบบแท็ก "ไม่ปลอดภัย" ซึ่งหมายความว่าในสาเหตุของความล้มเหลวใด ๆ การออกแบบตกอยู่ในสถานะที่ไม่เป็นอันตราย อีกตัวอย่างทั่วไปสำหรับการออกแบบที่ไม่ปลอดภัยนั้นเกี่ยวกับคำจำกัดความระดับตรรกะสำหรับสัญญาณเตือน: เช่นสัญญาณต่ำที่ใช้งานเพื่อตรวจจับลวดตัดเป็นสัญญาณเตือนหรือสัญญาณสูงที่ใช้งานเพื่อตรวจสอบการลัดวงจรเป็นสัญญาณเตือน

— boink

ตัวต้านทานส่วนใหญ่โดยเฉพาะ SMD (ขนาดใหญ่กว่า 1210 อัน) ไม่ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 400V

ดังนั้นหนึ่งในความเป็นไปได้คือพวกเขาใช้ 2 ในอนุกรมเพื่อแบ่งความต้องการแรงดันไฟฟ้า

ในขณะที่มีตัวต้านทานที่ติดอันดับสูงกว่ามีปัจจัยอื่น ๆ ที่ต้องพิจารณาเช่นค่าใช้จ่ายความพร้อมเวลาเพิ่มเติมในการจัดหาแหล่งที่มาส่วนประกอบเพิ่มเติมที่จะนำไปใส่ในเครื่องคัดแยกและวางเครื่อง ฯลฯ (เช่นบ้าน PCBA ส่วนใหญ่จะมี 1M ตัวต้านทานมาตรฐาน แต่ไม่น่าจะเป็นตัวจ่ายไฟฟ้าแรงสูง) ดังนั้นทุกสิ่งที่คิดว่ามันถูกกว่าแค่ใช้ 2 มาตรฐาน นอกจากนี้ยังให้ความยืดหยุ่นมากขึ้นในกรณีที่แรงดันไฟฟ้าสูงเกินไปหมด ฯลฯ

พิจารณาว่าแม้ว่าคุณจะมีตัวต้านทาน 1210 ตัวที่สามารถทนต่อ 400V แต่ความคลาดเคลื่อน PCB คืบอาจต้องใช้ระยะทางที่ใหญ่กว่าตัวต้านทานดังนั้นคุณต้องมีตัวต้านทานที่ใหญ่กว่าหรือมากกว่าหนึ่งตัว

จากนี้แผ่นข้อมูลของพานาโซนิค

จากแผ่นข้อมูลVishayนี้

— เวสลีย์ลี
แหล่งที่มา

คุณได้ดูเอกสารข้อมูลเหล่านี้หรือไม่ คุณสามารถ700Vสำหรับ 1206 แพ็คเกจและ1,000Vสำหรับ 1210 แพ็คเกจได้หรือไม่ vishay.com/docs/49876/_tnpve3_vmn-pt0447-1504.pdf vishay.com/docs/28881/tnpve3.pdf

— Ugur Baki

มันเป็นตัวต้านทานที่เฉพาะเจาะจงฉันไม่เคยบอกว่ามันไม่มีอยู่จริง ฉันพูดถึง "ที่สุด" ในคำตอบของฉันโดยเฉพาะเนื่องจากนั้น ส่วนใหญ่แล้วจะใช้ตัวต้านทานที่มีอยู่ "ปกติ" 2 หรือ 3 ตัวได้ง่ายกว่าแหล่งตัวต้านทานไฟฟ้าแรงสูง (จากนั้นคุณจะมีค่าคลาน PCB และระยะห่างซึ่งเป็นอิสระจากความทนทานต่ออุปกรณ์) อย่างไรก็ตามเนื่องจากไม่มีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวงจร / บริบทมากกว่าความจริงที่ว่ามันเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า / ตัวกรอง RC มันค่อนข้างยากที่จะคาดเดามากกว่านั้น

— เวสลีย์ลี

ประเด็นของฉันคือวิศวกรหรือบ้านส่วนใหญ่จะมีตัวต้านทาน 1 ล้านตัวที่มีคะแนนมาตรฐานในสต็อก หากคุณต้องการให้คะแนนแรงดันสูงคุณจะต้องทำการสั่งซื้อที่เฉพาะเจาะจง, รีลใหม่เพื่อติดตั้งบนเครื่องเลือกและวาง ฯลฯ

— Wesley Lee

ขอขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ. กรุณาตรวจสอบลิงค์เหล่านี้ คนแรกคือ1Mohmและสองคือ2Mohm ราคาเดียวกันและแพคเกจเดียวกัน เป็นไปได้หรือไม่ที่จะใช้ 2Mohm สำหรับแอปพลิเคชันนี้ภายใต้เงื่อนไขเดียวกัน digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12101M00BEEN/ …digikey.com/ product

— Ugur Baki

@UgurBaki - อีกปัจจัยที่ต้องพิจารณาคือระยะห่างจากการกวาดล้าง PCB / Creepage (แตกต่างกันเล็กน้อย) แพคเกจ 1206/1210 ดูเหมือนจะมี 2 มม. ระหว่างแผ่นบัดกรีซึ่งอยู่ใกล้เกินไปสำหรับ 400VDC และอาจไม่ปลอดภัย

— Wesley Lee

$V^2/R$ $(V/2)^2/(R/2) = V^2/2R$

— Mitu Raj
แหล่งที่มา

นี่คือคำตอบที่ง่ายที่สุด (และอาจถูกต้อง) 2x1M @ 1 / 3W ต้านทานได้อย่างปลอดภัยสามารถกระจายไปถึง 2 / 3W ซึ่งถึง 400V เป็น 1.6mA, VS 1 / 3W ต่อตัวต้านทานสำหรับ 0.8mA สูงสุด @ 400V แม้ว่าการโหลดจะน้อยกว่า <0.8mA พวกเขาอาจกำลังวางแผนกระแสสูงสุด (การไหลพุ่ง, การกระชาก, ฯลฯ )

— Doktor J