Przeznaczenie 2 rezystorów szeregowych na dzielniku napięcia

Na poniższym schemacie / zdjęciu, jaki jest cel 2 rezystorów szeregowych do dzielnika napięcia? Temperatura, brak termiczny, zapasy, ceny czy coś jeszcze?

Dziękuję Ci.

^{symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Zazwyczaj wykonuje się to w celu spełnienia wymagań dotyczących niezawodności w zakresie bezpieczeństwa.

Podczas pracy z niebezpiecznym wysokim napięciem obwód musi mieć ochronę przed pojedynczym punktem awarii (SPOF), aby spełnić wymogi bezpieczeństwa, takie jak CE. W szczególności niebezpieczne napięcie jest zwykle wyższe niż 50 Vac lub 120 VDC, ale wymaganie jest określone w normach, na które sprzęt musi zostać zatwierdzony. Z pewnością dotyczy to twojego 400 VDC tutaj.

Projektowanie dla SPOF oznacza, że ​​dla każdego elementu należy wziąć pod uwagę wpływ awarii pojedynczego elementu na obwód. W przypadku SPOF „awaria” oznacza, że ​​element ulegnie zwarciu lub przerwie w obwodzie. Komponenty nie wszystkie zawodzą w ten sposób w prawdziwym życiu, ale tak właśnie jest rozpatrywane w SPOF. Obwód nie może powodować dalszych zagrożeń, takich jak pożar, szkody dla ludzi lub zawyżenie wartości innych komponentów, gdy jeden element ulegnie awarii w ten sposób.

Biorąc pod uwagę SPOF, rezystor pojedynczej serii od 400 V może uszkodzić zwarcie i dostarczyć 400 V przez rezystor 1 K i wyjście. Zamiast tego zastosowano dwa rezystory szeregowe, dla ochrony na poziomie SPOF. Jeśli jedno z nich ulegnie zwarciu, drugie musi nadal działać, ponieważ rozważamy pojedynczy punkt awarii.

Każdy ocalały rezystor musi być przystosowany do uchwytu przy pełnym napięciu i mocy, z którymi miałby wtedy do czynienia. Tak więc tutaj potrzebujesz rezystorów 1 M o napięciu znamionowym 400 V plus tolerancja zasilania plus margines bezpieczeństwa (500 V lub więcej?). A moc znamionowa musi być dla najwyższego napięcia zasilania 400 V na pojedynczym rezystorze 1 M i 1 K, z obniżaniem wartości znamionowych. Spójrzmy więc na rozpraszanie 160 mW i zastosuj rezystor co najmniej 320 mW, np. 1/2 W.

Następnie, jeśli 1 K ulegnie awarii obwodu otwartego, impedancja źródła 400 V do 2 M zostanie dostarczona na wyjście. Należy to również wziąć pod uwagę. Możesz użyć drugiego rezystora równoległego i zrobić oba 2 K. Awaria któregokolwiek z czterech posiadanych obecnie rezystorów wpłynie na napięcie wyjściowe dzielnika potencjału, więc należy na to pozwolić. Jeśli tylko wykrywa obecność 400 V, odpowiednie wartości rezystora pozwolą wyjściowemu sterować tranzystorem NPN lub komparatorem napięcia, który działałby z dowolnego z trzech napięć wyjściowych spowodowanych przez trzy możliwe dzielniki (2M: 1K normalnie, 1M: 1K , 2M: 2K). Jeśli próbujesz zmierzyć 400 V, możesz dodać drugi i trzeci identyczny obwód dzielący i przepuścić je przez obwód głosowania większościowego, aby zidentyfikować prawidłowe napięcie (dwa z trzech napięć prawie takie same).

To może nie być pierwotny powód, dla którego twój obwód ma dwa rezystory szeregowe, nie znam zastosowania ani jego wymagań. Ale to jest powód, dla którego powinien.

Projektowanie pod kątem niezawodności, bezpieczeństwa i kompatybilności elektromagnetycznej jest często zapominane w projektach obwodów nad czystą funkcją. Bardzo dobrym podejściem projektowym jest uwzględnienie tych wymagań w samej koncepcji obwodu, a nie późniejsze ich dodawanie.

Większość rezystorów, zwłaszcza SMD (nawet większych 1210), nie jest przystosowana do napięcia 400 V.

Jedną z możliwości jest to, że użyli 2 szeregowo do podzielenia zapotrzebowania na napięcie.

Chociaż istnieją rezystory o wyższej ocenie, należy wziąć pod uwagę inne czynniki, takie jak koszt, dostępność, dodatkowy czas potrzebny na ich pozyskanie, dodatkowy komponent do umieszczenia w maszynie Pick and Place itp. (Tj. Większość domów PCBA będzie miała 1M standardowe rezystory, ale prawdopodobnie nie są to wysokie napięcie). Więc wszystko uważane za tańsze może być użycie tylko dwóch standardowych. Daje to również większą elastyczność w przypadku braku zapasów wysokiego napięcia itp.

Weź również pod uwagę, że nawet jeśli masz 1210 rezystorów, które mogą tolerować 400 V, tolerancje pełzania PCB mogą wymagać odległości większych niż sam rezystor, więc potrzebujesz albo większego, albo więcej.

Z tego arkusza danych Panasonic.

Z tego arkusza danych Vishay .

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