如何确保我的设备在日常使用中是安全的?

电器工程 引领 场效应管 安全 保险丝
2022-01-19 07:18:46

我整理了一个简单的唤醒灯。它有一个外部电源,目前额定7V和600mA。里面有 Arduino 和一堆由 MOSFET 控制的 LED。

目前它工作正常,但我想确保它不会在我离开时烧毁我的公寓。到目前为止,我一直在考虑以下功能:

  • 保险丝,额定值低于电源的最大输出
  • 一个不错的 MOSFET 散热器。没有它会变热,但不会灼伤我的手指。

还有什么要考虑的吗?

编辑:该设备用于卧室。晚上没有太多的气体。

2个回答

如果这将是一个专业设计,您将进行FMEA,用于故障模式和影响分析西装和领带的顾问为您提供昂贵的 FMEA 研讨会,但这只是常识。把他扔出去。

与在场的设计师以外的其他人组织一次创意会议。您想考虑任何可能导致产品出错的事情。设计师必须在场回答问题,但她不是进行评估的最佳人选:每个设计师都认为自己的设计是万无一失的,在设计过程中忽略的问题也会在 FMEA 期间被忽略。

当您列出可能出错的事情(即故障模式部分)后,您可以添加发生率 (OR) 和严重性评级 (SR) 的列。失败发生的可能性有多大,如果发生了会有多糟糕。如果故障的结果是书房里的灯熄灭,那么严重性 (1) 比房屋被烧毁时 (10) 的严重性要低。OR 和 SR 的乘积为您提供风险优先级编号 (RPN)。按 RPN 从高到低对表格进行排序,您就知道必须首先解决哪些问题。



好吧,这听起来很复杂,而且一点也不好玩。对于一个你不想做所有这些的爱好项目,那么你可以更好地将你的爱好转向针织。但原则仍然存在:尝试评估可能出现的问题,如果出现问题会有多糟糕,以及您可以采取哪些措施来预防它。

保险丝是解决许多可能问题的简单方法,这就是为什么您会在大多数产品中找到保险丝的原因。保险丝应该是从电源看的第一部分。不要将它放在电源和电路之间,因为它不会保护电源本身(除非已经有保险丝)。
如果加热是一种风险,您可以提供一个散热器(无论如何您可能都需要它来使 FET 保持在规格范围内)。如果您想要额外的保险,请添加一个热敏电阻,您可以将其用作过热检测器,以在过热的情况下关闭(部分)电路。请注意,例如稳压器通常具有内置的热保护功能,因此对于那些您不需要额外的温度传感器的人。

要了解更多信息,我们将需要有关电路的更多详细信息,但过热和过流(短路)保护通常涵盖了大多数关键故障。

当您设计定制硬件时,使用经过安全认证的低压电源通过额定功率仅为 < 5 瓦的变压器进行隔离,消费者使用的安全风险非常低。更多的时候,设计师关心的是保护组件免受故障,但你关心的是人身安全,这很好。组件故障可能会使供应短缺,它必须满足可燃性测试要求才能获得认证。这可能包括内置保护,例如“Polyfuse”或可复位热敏电阻、保险丝,或者在长时间故障且无气流后烧毁次级绕组。

在您的情况下,我会更关心为您的负载选择合适的电源,并且不要使用比您需要的电压更高的电压,这样串联电压降就不会产生过多的热量。直流壁式电源通常是未经调节的,这意味着它们的电压高于规定的电压,直到负载与额定电流匹配。这会在您的 LED MOSFET 开关中产生更多的 V*I 损耗。而不是 7V 600mA 电源,我可能会考虑使用 5V 1A 或更高的电源来驱动更多的 LED 并联并减少压降。Arduino 可能需要也可能不需要低压差或 LDO 稳压器,但可以根据需要从非稳压源运行驱动程序并进行滤波。

如果触摸起来不太热,除非您的 LED 接线短路,否则不要担心。因此,为了保护 MOSFET,请串联一个额定 LED 电流的可复位保险丝。这些可以组合在一起,少量花费两位。

那是我的两分钱。