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工業電源設計更安全 隔離式控制器不可少

文‧張嘉純 發布日期:2019/07/26 關鍵字:工業電源設計安全隔離式控制器茂宣ADIFlyback

工業電源設計不斷追求高效率的同時,安全問題同樣不容小覷。工業物聯網時代來臨,工廠講求智慧化,但在降低成本與提升效能的同時,更不能忽略了最重要的工廠環境安全。在工業電源設計中使用隔離式控制器,簡化傳統馳返式(Flyback)架構,同時達到安全隔離的效果。

茂宣企業(亞德諾ADI)應用工程經理陳俞阡表示,工業系統做隔離不外乎幾個原因,其中一個就是安全,系統有時會瞬間產生高壓,為了防止人員碰觸而形成迴路引發安全危險;第二則是有時會有電壓主位轉移(Shift)的發生,因此有些人會使用一些隔離的電源來做電壓/電平轉換器(Level Shift, LS),舉例來說,使用兩個乾電池,可以兩個並聯也可以兩個串連,也就是可以自由配置以得到高壓或負壓;另外,電流的路徑永遠都是有去有回的,從哪裡出發就回到哪裡,所以透過隔離的做法可以確保電流依照設計者希望的方法流動,設計可以因此更乾淨簡潔;最後一個理由則是透過隔離來避免電流的浪湧(Surge)與雷擊的狀況發生。

在工業系統的隔離有許多不同的電源設計,在工業用PLC系統等有電源設計需求的應用中,常見的拓撲以Flyback架構為主,因為Flyback的架構簡單而且成熟。其組成通常在一次側有一顆晶片,以及最重要的執行元件變壓器,要做隔離就少不了變壓器。傳統的Flyback架構設計會遇到幾個問題,就是線路太複雜、零件太多、備料太麻煩等。

為解決上述問題,ADI把所有元件全部整合到單一晶片,做一次側電流0電流的檢測,一次側電流到達到0的時候,才針對晶片內部MOSFET的切換,來達到最終混壓的效果。其好處是在PLC的系統裡面一次側和二次側的電流設定可以變得非常簡單,而不會出現太過複雜的線路,例用低廉的成本達到一樣的效果。

茂宣企業(亞德諾ADI)應用工程經理陳俞阡表示,工業電源設計要安全,做好隔離很重要。

 

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