Zirkuituen babesa ez da sekula elektronikaren garapenaren amaiera izango

Zirkuituen babesa aseguruak bezalakoa da; onenean, pentsamendu gisa ikus daiteke eta, nahiz eta lekuan jarri, askotan ez da nahikoa. Aseguruan inbertsioak negozio baten funtzionamendu egonkorra mehatxatu dezakeen arren, zirkuituaren babes eskasak ondorio larriagoak ekar ditzake, hala nola, bizitza galtzea.

Zirkuituaren babesaren garrantzia ilustratzen dugu swissair hegaldiaren 111, John f-etik alde egin zuen kasuan. New York-eko Kennedy nazioarteko aireportua 1998ko irailaren 2an. Hegaldia McDonnell Douglas md-11 urteko 7 urtekoak egin zuen, berriki hegaldiaren aisialdirako (IFE) sistema berritu zuena. Kea atera zenetik 52 minutura, txondorra bat-batean eta tripulatzaileak berehala adierazi zuten larrialdiko erantzuna, eta saiatu zen halifax, aireportura txandakatzen, baina kabinako sabaian kontrol elektrikoko kableak sua piztu zuen eta kontrolik ez zuen huts egin. itsasoko 8 km-ra, Nova Scotia kostaldetik, 215 bidaiari eta 14 tripulatzaile guztiak hil zituzten.

Istripuen ikerketak aurkitu zuen IFE berriaren atal batean erabilitako materiala izan zela istripuaren kausa nagusia, eta materialak, suak izan behar zirela, erre eta kontrol lerro kritikoetara hedatu behar zirela. Ziur esatea ezinezkoa den arren, suposatzen da IFE hariak arteko arku elektrikoa sutearen zergatia izan zela. Hari hauek disruptoreekin hornituta badaude ere, ez dira biraka joaten. Zirkuitu babes desegokiak eragindako 229 heriotzaren kasua da. Zirkuitu hauek arku-akatsak hautemateko babesak ditu arkua hautematen denean bidaiatzeko (ez da eragiketa arruntak, esate baterako etengailua sakatzean sortutako arkua).

Usb-pd-k arrisku handiagoa dakar

Suitzako MD-11 matxura elektrikoa baino porrot elektrikoa izan arren, gero eta zirkuitu gehiago daude nahikoa tentsio eta korrontearen (eta biziaren sutea arriskuan jar dezaten) sortzeko, hala nola USB hornidura berritzea. (USB - PD), tentsio handiko eta korronteko 20 v eta 5 a (gehienez 100 w-ko potentzia) onartzen ditu. USB motako 5V tentsioarekin eta 3A korrontearekin (15W) alderatuta, usb-pd-ren bertsio berritzea hobekuntza handia da, baina arriskua izateko aukera ere asko handitzen da.

Goi-tentsioarekin eta korrontearekin lotutako arriskuez gain, usb-pd-ek USB motako c konektoreekin eta kableekin erabiltzen direnean beste arazo batzuk sor ditzake. Izan ere, USB motako c konektorearen pin distantzia 0,5mm baino ez da, motako eta motako b konektoreen bosgarrena, eta horrela, zirkuitulabur baten arriskua handitzen da konektorearen distortsio txikia dela eta. txertatzea edo kentzea. Antzeko eragina izan dezakete konektorearen barruan. Horrez gain, USB motako c-ren ospeak kableen garapen garrantzitsua ere ekarri du, nahiz eta oraindik kable askok ezin duten 100 W-ko potentzia eraman, baina ez dira identifikatu. Hala ere, seinale horiek ez dute segurtasuna bermatzen; Kontsumitzaileak zehaztu gabeko kablea erabili nahi badu, usb-pd entxufean ere sar daiteke, kualifikatutako kable gisa.

Arkoak ez dira arrisku bakarra usb-pd tentsio eta korronte altuetan erabiltzen denean. Autobusaren potentzia nagusia konektorearen beste pinetatik oso gertu dagoenez, zirkuitu labur batek beheko elektronika erraz agerian du matxura sor dezakeen 20V zirkuitu laburreko tentsio gisa. Adibidez, metro bateko luzerako USB kable baten indukantziak "oszilatu" dezake eta gailur tentsioa 20V zirkuitu motzeko tentsioarena baino handiagoa da (batzuetan bi aldiz altuagoa). Zenbait aplikaziorentzat, gainkargatzeak eragindako beheko ekipoen porrotak segurtasun arazoak sor ditzake, izan ere, kableen gehieneko korrontea eta tentsioa kontrolatzeko erabiltzen diren gailuak dira kalte gehien jasaten dituztenak.

Zirkuitu osoa babestea

Usb-pd-k korronte eta tentsio altuenean exekutatzen duenean arku edo osagai kalteak sor ditzake, beraz ezin da esan babes zirkuitua guztiz alferrik denik. Usb-pd gehieneko potentzia modua erabiltzen duten aplikazioetan, adibidez, ordenagailu eramangarri bateria kargatzen denean, zirkuitu osoa babestu behar da.

USB motako c socket baten pinaren eta lurraren artean instalatutako tentsio iraunkorrak (TVS) diodoak zirkuituaren babes nahiko errazak eta merkeak dira. Zirkuitu iragankorreko kasuan, TVS diodoak "tinta" ematen dio konektatutako zorrari euts diezaiokeen maila batera. TVS diodoek babes iragankor ona eskaintzen duten bitartean, ez dira aproposak tentsio etengabeko gertaeretarako. Arazo hauek konpontzeko, zirkuitu osagarria behar da, gainbiraketako babesaren antzekoa, n-kanal MOSFET batekin parekatuta. Etengabeko gainkargatze gertaera batean, zaindariak nMOSFET aktibatzen du kargatik sarrera deskonektatzeko, horrela konektatutako gailuaren gainkargatzea eragotziko du. TVS diodoak, zaindariak eta nmosfetsak oraindik ere ezin dituzte jasan gainkarga egoera guztiak; Noizean behin, USB kableen inguruko zirkuitu laburrak gertatzen dira. Kasu honetan, entxufearen indukntzia oso baxua da, tentsioaren babes-gailuaren eta nMOSFETen erantzun-abiadura baino azkarrago igotzen da eta, beraz, txipa-gailu gehiago erabil daitezke tentsioaren igoera-denbora luzatzeko, babes-gailuak nahikoa izan dezan. denbora mozteko.

Babes osoak ia usb-pd aplikazioen kostua eta konplexutasuna handitzen ditu, baina hori saihestu daiteke osagai egokiak aukeratuz. Fabrikatzaileak TVS diodoak, babesa eta clamps integratzen dituzten gailu integratuak eskaintzen hasi dira pakete bakarrean (nMOSFET txip diskretu gisa gordetzen da normalean), dirua eta espazioa aurreztuz usb-pd babesaren diseinua errazten duten bitartean.

ondorio

Circuit protection will never be the end of electronics development. However, solution development engineers need to have the knowledge to take appropriate protective measures to prevent material damage and prevent people from injury or even death. Zirkuituen babesa aseguruak bezalakoa da; onenean, pentsamendu gisa ikus daiteke eta, nahiz eta lekuan jarri, askotan ez da nahikoa. Aseguruan inbertsioak negozio baten funtzionamendu egonkorra mehatxatu dezakeen arren, zirkuituaren babes eskasak ondorio larriagoak ekar ditzake, hala nola, bizitza galtzea.


Zirkuituaren babesaren garrantzia ilustratzen dugu swissair hegaldiaren 111, John f-etik alde egin zuen kasuan. New York-eko Kennedy nazioarteko aireportua 1998ko irailaren 2an. Hegaldia McDonnell Douglas md-11 urteko 7 urtekoak egin zuen, berriki hegaldiaren aisialdirako (IFE) sistema berritu zuena. Kea atera zenetik 52 minutura, txondorra bat-batean eta tripulatzaileak berehala adierazi zuten larrialdiko erantzuna, eta saiatu zen halifax, aireportura txandakatzen, baina kabinako sabaian kontrol elektrikoko kableak sua piztu zuen eta kontrolik ez zuen huts egin. itsasoko 8 km-ra, Nova Scotia kostaldetik, 215 bidaiari eta 14 tripulatzaile guztiak hil zituzten.

Istripuen ikerketak aurkitu zuen IFE berriaren atal batean erabilitako materiala izan zela istripuaren kausa nagusia, eta materialak, suak izan behar zirela, erre eta kontrol lerro kritikoetara hedatu behar zirela. Ziur esatea ezinezkoa den arren, suposatzen da IFE hariak arteko arku elektrikoa sutearen zergatia izan zela. Hari hauek disruptoreekin hornituta badaude ere, ez dira biraka joaten. Zirkuitu babes desegokiak eragindako 229 heriotzaren kasua da. Zirkuitu hauek arku-akatsak hautemateko babesak ditu arkua hautematen denean bidaiatzeko (ez da eragiketa arruntak, esate baterako etengailua sakatzean sortutako arkua).

Usb-pd-k arrisku handiagoa dakar

Suitzako MD-11 matxura elektrikoa baino porrot elektrikoa izan arren, gero eta zirkuitu gehiago daude nahikoa tentsio eta korrontearen (eta biziaren sutea arriskuan jar dezaten) sortzeko, hala nola USB hornidura berritzea. (USB - PD), tentsio handiko eta korronteko 20 v eta 5 a (gehienez 100 w-ko potentzia) onartzen ditu. USB motako 5V tentsioarekin eta 3A korrontearekin (15W) alderatuta, usb-pd-ren bertsio berritzea hobekuntza handia da, baina arriskua izateko aukera ere asko handitzen da.

Goi-tentsioarekin eta korrontearekin lotutako arriskuez gain, usb-pd-ek USB motako c konektoreekin eta kableekin erabiltzen direnean beste arazo batzuk sor ditzake. Izan ere, USB motako c konektorearen pin distantzia 0,5mm baino ez da, motako eta motako b konektoreen bosgarrena, eta horrela, zirkuitulabur baten arriskua handitzen da konektorearen distortsio txikia dela eta. txertatzea edo kentzea. Antzeko eragina izan dezakete konektorearen barruan. Horrez gain, USB motako c-ren ospeak kableen garapen garrantzitsua ere ekarri du, nahiz eta oraindik kable askok ezin duten 100 W-ko potentzia eraman, baina ez dira identifikatu. Hala ere, seinale horiek ez dute segurtasuna bermatzen; Kontsumitzaileak zehaztu gabeko kablea erabili nahi badu, usb-pd entxufean ere sar daiteke, kualifikatutako kable gisa.

Arkoak ez dira arrisku bakarra usb-pd tentsio eta korronte altuetan erabiltzen denean. Autobusaren potentzia nagusia konektorearen beste pinetatik oso gertu dagoenez, zirkuitu labur batek beheko elektronika erraz agerian du matxura sor dezakeen 20V zirkuitu laburreko tentsio gisa. Adibidez, metro bateko luzerako USB kable baten indukantziak "oszilatu" dezake eta gailur tentsioa 20V zirkuitu motzeko tentsioarena baino handiagoa da (batzuetan bi aldiz altuagoa). Zenbait aplikaziorentzat, gainkargatzeak eragindako beheko ekipoen porrotak segurtasun arazoak sor ditzake, izan ere, kableen gehieneko korrontea eta tentsioa kontrolatzeko erabiltzen diren gailuak dira kalte gehien jasaten dituztenak.

Zirkuitu osoa babestea

Usb-pd-k korronte eta tentsio altuenean exekutatzen duenean arku edo osagai kalteak sor ditzake, beraz ezin da esan babes zirkuitua guztiz alferrik denik. Usb-pd gehieneko potentzia modua erabiltzen duten aplikazioetan, adibidez, ordenagailu eramangarri bateria kargatzen denean, zirkuitu osoa babestu behar da.

USB motako c socket baten pinaren eta lurraren artean instalatutako tentsio iraunkorrak (TVS) diodoak zirkuituaren babes nahiko errazak eta merkeak dira. Zirkuitu iragankorreko kasuan, TVS diodoak "tinta" ematen dio konektatutako zorrari euts diezaiokeen maila batera. TVS diodoek babes iragankor ona eskaintzen duten bitartean, ez dira aproposak tentsio etengabeko gertaeretarako. Arazo hauek konpontzeko, zirkuitu osagarria behar da, gainbiraketako babesaren antzekoa, n-kanal MOSFET batekin parekatuta. Etengabeko gainkargatze gertaera batean, zaindariak nMOSFET aktibatzen du kargatik sarrera deskonektatzeko, horrela konektatutako gailuaren gainkargatzea eragotziko du. TVS diodoak, zaindariak eta nmosfetsak oraindik ere ezin dituzte jasan gainkarga egoera guztiak; Noizean behin, USB kableen inguruko zirkuitu laburrak gertatzen dira. Kasu honetan, entxufearen indukntzia oso baxua da, tentsioaren babes-gailuaren eta nMOSFETen erantzun-abiadura baino azkarrago igotzen da eta, beraz, txipa-gailu gehiago erabil daitezke tentsioaren igoera-denbora luzatzeko, babes-gailuak nahikoa izan dezan. denbora mozteko.

Babes osoak ia usb-pd aplikazioen kostua eta konplexutasuna handitzen ditu, baina hori saihestu daiteke osagai egokiak aukeratuz. Fabrikatzaileak TVS diodoak, babesa eta clamps integratzen dituzten gailu integratuak eskaintzen hasi dira pakete bakarrean (nMOSFET txip diskretu gisa gordetzen da normalean), dirua eta espazioa aurreztuz usb-pd babesaren diseinua errazten duten bitartean.