Назначение 2 последовательных резисторов на делитель напряжения

На схеме / рисунке ниже, каково назначение двух последовательных резисторов для делителя напряжения? Температура, тепловое убегание, акции, цены или что-то еще?

Спасибо.

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

Обычно это делается для удовлетворения требований надежности для безопасности.

При работе от опасного высокого напряжения цепь должна иметь защиту от единой точки отказа (SPOF) для соответствия требованиям безопасности, таким как CE. В частности, опасное напряжение обычно превышает 50 В переменного тока или 120 В постоянного тока, но в стандартах указано, что оборудование должно быть одобрено. Это, безусловно, относится к вашему 400 В постоянного тока здесь.

Проектирование для SPOF означает, что влияние отказа одного компонента на схему необходимо учитывать для каждого компонента. Для SPOF «сбой» означает, что компонент неисправен из-за короткого замыкания или обрыва. Компоненты не все терпят неудачу таким образом в реальной жизни, но именно так это считается в SPOF. Цепь не должна вызывать дальнейших опасностей, таких как пожар, вред людям или переоценка других компонентов, когда один из компонентов вышел из строя таким образом.

Принимая во внимание SPOF, один последовательный резистор с напряжением 400 В может вызвать короткое замыкание и подать 400 В на резистор 1 К и на выход. Таким образом, вместо последовательных резисторов для защиты уровня SPOF. Если один отказывает короткому замыканию, другой все еще должен работать, так как мы рассматриваем одну точку отказа.

Каждый выживший резистор должен быть рассчитан на рукоятку с полным напряжением и мощностью, с которыми он будет иметь дело. Итак, здесь вам понадобятся резисторы 1 М, рассчитанные на 400 В, допуск вашего источника питания и запас прочности (500 В или выше?). И номинальная мощность должна соответствовать максимальному напряжению питания 400 В на одном резисторе 1 М и напряжении 1 К с уменьшением номинальных значений. Итак, давайте рассмотрим рассеивание 160 мВт и используем резистор не менее 320 мВт, например, 1/2 Вт.

Затем, если 1 K выходит из строя при разомкнутой цепи, полное сопротивление источника от 400 В до 2 М будет подано на ваш выход. Так что это тоже нужно учитывать. Вы можете использовать второй параллельный резистор и сделать 2 кОм. Отказ любого из четырех имеющихся у вас резисторов повлияет на выходное напряжение делителя потенциала, поэтому это необходимо учитывать. Если он просто обнаруживает наличие 400 В, подходящие значения резисторов позволят выходу управлять NPN-транзистором или компаратором напряжения, который будет работать от любого из трех выходных напряжений, вызванных тремя возможными делителями (обычно 2М: 1К, 1М: 1К , 2М: 2К). Если вы пытаетесь измерить 400 В, вы можете добавить вторую и третью идентичные делители и провести их через мажоритарную схему голосования, чтобы определить правильное напряжение (два из трех напряжений почти одинаковы).

Возможно, это не первоначальная причина, по которой ваша схема имеет два последовательных резистора, я не знаю приложения или его требований. Но это причина, почему это должно быть.

Проектирование для надежности, безопасности и ЭМС часто забывают в схемотехнике, а не только в функциональности. Это очень хороший проектный подход - учитывать эти требования в самой концепции схемы, а не пытаться добавить их позже.

Большинство резисторов, особенно SMD (даже больше 1210), не рассчитаны на 400В.

Таким образом, одна из возможностей состоит в том, что они использовали 2 последовательно, чтобы разделить требование напряжения.

Несмотря на то, что существуют резисторы с более высоким рейтингом, необходимо учитывать и другие факторы, такие как стоимость, доступность, дополнительное время, необходимое для их получения, дополнительный компонент для установки в сборочно-разборный автомат и т. Д. (Т. Е. В большинстве домов PCBA будет 1 М стандартные резисторы, но вряд ли высоковольтные). Таким образом, учитывая все обстоятельства, может быть дешевле использовать только 2 стандартных. Это также дает больше гибкости в случае, если высоковольтные устройства отсутствуют на складе и т. Д.

Также учтите, что даже если у вас есть резисторы 1210, которые могут выдерживать напряжение 400 В, для допусков на ползучесть печатной платы могут потребоваться расстояния, превышающие сам резистор, поэтому вам потребуется либо резистор большего размера, либо несколько.

Из этой таблицы данных Panasonic.

Из этой таблицы Vishay .

Если у вас есть резистор R номинальной мощности W, с напряжением V через нее, мощность , рассеиваемая на R будет . Если это больше, чем номинальная мощность резистора, вы должны подумать о другом варианте. Быстрая идея состоит в том, чтобы использовать два резистора R / 2 с одинаковой номинальной мощностью W, последовательно. Общая мощность рассеяния остается неизменной, но по отдельности они рассеивают только половину мощности( V / 2 ) 2 / ( R / 2 ) = V 2 / 2 $V^2/R$$(V/2)^2/(R/2) = V^2/2R$