Dans le schéma / l'image ci-dessous, à quoi servent 2 résistances série pour diviseur de tension? Température, emballement thermique, stocks, prix ou autre chose?
Je vous remercie.
simuler ce circuit - Schéma créé à l'aide de CircuitLab
But de 2 résistances série sur diviseur de tension
Réponses:
Il est généralement fait pour répondre aux exigences de fiabilité pour la sécurité.
Lorsqu'il fonctionne à partir d'une haute tension dangereuse, un circuit doit avoir une protection SPOF (Single Point Of Failure) pour répondre aux approbations de sécurité telles que CE. Plus précisément, une tension dangereuse est généralement supérieure à 50 Vac ou 120 VDC, mais l'exigence est stipulée dans les normes que l'équipement doit être approuvé. Cela s'applique certainement à votre 400 VDC ici.
La conception pour SPOF signifie que l'effet d'une défaillance d'un composant unique sur le circuit doit être pris en compte, pour chaque composant. Pour SPOF, «panne» signifie que le composant tombe en court-circuit ou en circuit ouvert. Les composants n'échouent pas tous de cette façon dans la vie réelle, mais c'est ainsi que cela est considéré dans SPOF. Le circuit ne doit pas causer d'autres dangers, tels que des incendies, des blessures aux personnes ou une surévaluation d'autres composants, lorsqu'un seul composant est tombé en panne de cette manière.
Compte tenu de SPOF ici, une seule résistance série de 400 V pourrait échouer en court-circuit et fournir 400 V à travers la résistance 1 K et la sortie. Ainsi, deux résistances en série sont utilisées à la place, pour une protection de niveau SPOF. Si l'un échoue en court-circuit, l'autre doit toujours fonctionner puisque nous considérons un seul point de défaillance.
Chaque résistance survivante doit être évaluée pour gérer la pleine tension et la puissance à laquelle elle devrait alors faire face. Donc, ici, vous auriez besoin de résistances de 1 M pour 400 V plus la tolérance de votre alimentation plus une marge de sécurité (500 V ou plus?). Et la puissance nominale doit être pour la tension d'alimentation la plus élevée de 400 V à travers une seule résistance de 1 M et 1 K, avec déclassement. Permet donc de regarder une dissipation de 160 mW et d'utiliser au moins une résistance de 320 mW, par exemple 1/2 W.
Ensuite, si le 1 K échoue en circuit ouvert, l'impédance de la source 400 V à 2 M sera délivrée à votre sortie. Cela doit donc être pris en considération également. Vous pouvez utiliser une deuxième résistance parallèle et faire les deux 2 K. Une défaillance de l'une des quatre résistances que vous avez maintenant affectera la tension de sortie potentielle du diviseur, donc cela doit être autorisé. S'il détecte simplement la présence de 400 V, des valeurs de résistance appropriées permettraient à la sortie de piloter un transistor NPN ou un comparateur de tension qui fonctionnerait à partir de l'une des trois tensions de sortie causées par les trois diviseurs possibles (2M: 1K normalement, 1M: 1K , 2M: 2K). Si vous essayez de mesurer les 400 V, vous pouvez ajouter un deuxième et un troisième circuit diviseur identiques et les faire passer par un circuit de vote majoritaire pour identifier la tension correcte (deux des trois tensions presque identiques).
Ce n'est peut-être pas la raison originale pour laquelle votre circuit possède deux résistances en série, je ne connais pas l'application ni ses exigences. Mais c'est une raison pour laquelle cela devrait.
La conception de la fiabilité, de la sécurité et de la CEM est souvent oubliée dans les conceptions de circuits plutôt que sur la fonction pure. C'est une très bonne approche de conception que de prendre en compte ces exigences dans la conception même d'un circuit, sans essayer de les ajouter plus tard.
C'est peut-être parce que je n'ai jamais travaillé avec des circuits haute tension (encore moins créés) que je trouve cela vraiment contre-intuitif, mais est-ce que je comprends bien votre réponse, que même si la conception de circuits de cette façon diminue le MTBF, c'est fait de sorte qu'en cas de défaillance se produit-il, ce n'est pas aussi dangereux en termes d'incendie ou de risques d'arc?
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user3052786
@ user3052786, commentaires intéressants mais c'est un objectif différent. MTBF examine les chances de défaillance: la fiabilité de la fonction. Il s'agit d'examiner les conséquences d'une défaillance: la fiabilité de la sécurité et non du fonctionnement. Lisez également la redondance double et triple pour les composants / systèmes, qui vaut également la peine d'être étudiée. Bien que beaucoup moins d'applications générales et domestiques, vous vous sentirez mieux à voler :-)
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TonyM
Bon, je vois qu'il y a différentes priorités, je voulais demander si cela sacrifie intentionnellement la fiabilité de la fonction pour atténuer les conséquences d'une défaillance. Parce qu'il me semble que l'utilisation de deux résistances comme dans ce cas augmenterait la probabilité de défaillance (comme dans la fonction altérée), car c'est un autre composant qui peut échouer.
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user3052786
Mais même si elle échoue, et elle échoue en court-circuit (ce que je n'ai jamais vu, mais comme je l'ai dit, je n'ai pas été exposé à de nombreuses conceptions à haute puissance), la charge soudainement inexistante ne se déclenche pas une chaîne de pannes potentiellement catastrophique dans les composants en aval, parce que l'autre résistance a suffisamment de marge pour la dissipation thermique pour gérer le courant plus élevé?
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user3052786
@TonyM: la protection SPOF passe parfois aussi sous la conception de la balise "fail-safe". Cela signifie que, en cas de défaillance, la conception tombe dans un état non dangereux. Un autre exemple typique de conception à sécurité intégrée concerne les définitions de niveau logique pour les signaux d'alarme: c'est-à-dire les signaux bas actifs pour détecter un fil coupé comme alarme ou les signaux hauts actifs pour détecter un court-circuit comme alarme.
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boink
La plupart des résistances, en particulier SMD (même les plus grandes 1210) ne sont pas conçues pour 400V.
Ainsi, l'une des possibilités est qu'ils ont utilisé 2 en série pour diviser la tension requise.
Bien qu'il existe des résistances mieux notées, il y a d'autres facteurs à prendre en compte tels que le coût, la disponibilité, le temps supplémentaire nécessaire pour les approvisionner, un composant supplémentaire à installer dans la machine pick and place, etc. (c'est-à-dire que la plupart des maisons PCBA auront 1 M résistances standard, mais probablement pas celles à haute tension). Donc, tout bien considéré, il peut être moins cher d'utiliser simplement 2 standards. Il donne également plus de flexibilité en cas de rupture de stock de ceux à haute tension, etc.
Considérez également que même si vous avez 1210 résistances pouvant tolérer 400 V, les tolérances de fluage des PCB peuvent nécessiter des distances plus grandes que la résistance elle-même, vous avez donc besoin d'une résistance plus grande ou de plusieurs.
De cette fiche technique Panasonic.
À partir de cette fiche technique Vishay .
Avez-vous regardé ces fiches techniques? Vous pouvez 700V pour le paquet 1206 et 1000V pour le paquet 1210? vishay.com/docs/49876/_tnpve3_vmn-pt0447-1504.pdf vishay.com/docs/28881/tnpve3.pdf
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Ugur Baki
Ce sont des résistances assez spécifiques, je n'ai jamais dit qu'elles n'existaient pas. Je mentionne «la plupart» dans ma réponse précisément à cause de cela. La plupart du temps, il est plus facile d'utiliser 2 ou 3 des résistances "normalement" disponibles que pour alimenter celles à haute tension (alors vous avez des tolérances de fluage et de distance PCB, indépendamment de la tolérance de l'appareil). Quoi qu'il en soit, puisqu'il n'y a pas beaucoup plus d'informations sur le circuit / contexte, à part le fait que c'est un diviseur de tension / filtre RC, il est assez difficile de spéculer au-delà.
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Wesley Lee
Mon point est que la plupart des ingénieurs ou des maisons de fabrique auront des résistances 1M avec des valeurs standard en stock. Si vous voulez ceux à haute tension, vous devrez passer une commande spécifique, une nouvelle bobine à monter sur la machine de prélèvement et de placement, etc. etc
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Wesley Lee
Merci pour votre attention. Veuillez vérifier ces liens. Le premier est 1Mohm et le second est 2Mohm . Même prix et même forfait. Est-il possible d'utiliser un 2Mohm pour cette application dans les mêmes conditions? digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12101M00BEEN/… digikey.com/product-detail/en/vishay-dale/TNPV12102M00BEEN/…
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Ugur Baki
@UgurBaki - un autre facteur à considérer est les distances de dégagement / fuite des PCB (elles sont un peu différentes). Les boîtiers 1206/1210 semblent avoir 2 mm entre les plots de soudure, ce qui est un peu trop proche pour 400VDC et peut être dangereux.
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Wesley Lee
C'est la réponse la plus simple (et probablement correcte). Les résistances 2x1M @ 1 / 3W peuvent dissiper en toute sécurité jusqu'à 2/3W, ce qui jusqu'à 400V est de 1,6mA, contre 1/3W par résistance pour 0,8mA max @ 400V. Même si la charge est <0,8 mA, ils peuvent prévoir des courants de pointe (appel, surtension, etc.)
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Doktor J