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隔离电源与非隔离电源的选择及优缺点分析!

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文章出处:云顶娱乐责任编辑:电源管理芯片人气:-发表时间:2019-11-15 09:32
  在日常生活中多数我们接触的电源大致可分为用于交流电路的电源变压器,或是由多个电子元件组成的开关电源及线性电源,它们都存在隔离和非隔离型这两种,以BuckBoost及其隔离的版本反激电路为例。
  
  隔离电源:是指通过变电器将高电压降为低压,并整流器成直流电压,电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接,输入和输出之间是绝缘的高阻态,没有电流回路,因此不容易有触电事故风险,运用中较安全性,但设计方案比非隔离电源要复杂化。  
  非隔离电源:是指输入输出都有根据电子元器件直接联接,输入和输出之间是共地的,存在触电危险及共地杂波干扰的可能。  
  隔离电源和非隔离电源外表看是有没有变电器的差别,但可用万用表的电阻档来测量,如有条件打开电源的外壳,也可通过目测来判断。
 
 
 
  因此,在设计产品时候要考虑到安全性,选择隔离电源或者非隔商电源时,需要清楚的了解到产品特性,可靠性等各个方面,从而选择合适的电源类型。
  
  隔离电源与非隔离电源的优缺点分析  
  对于电路中常用的电源拓扑而言,非隔离电源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔离电源主要有各种带隔离变压器的反激、正激、半桥、LLC等拓扑。
 
  
 
  通过上图我们可以直观的了解到,隔离电源与非隔离电源优缺点各有优势,各有不同,几乎是相反的,隔离模块具有可靠性高,但成本高,效率差等特点;非隔离模块具有结构很简单,成本低,效率高,安全性能差等特点。
  
  但当电源发生异常后,对于电源隔离与否对负载的危害,我们可以看下Buck和它对应的隔离电路即正激电路来简单分析,如下列图示。
  
  由上示图我们可以看出,对于Buck电路而言,若开关管击穿短路,由于没隔离,输入端较高的电压,直接通过电感作用在负载端,负载很可能因为过压烧毁,而对于正激电路而言,同样开关管击穿短路,对负载而言,只是失去了供电的电源而断电,不会对负载本身造成其它影响。
  
  所以对于一些常用的嵌入式供电选择,我们可遵循以下条件:  
  1、系统前级的电源,为提高抗干扰性能,保证可靠性,一般用隔离电源。  
  2、电路板内的IC或部分电路供电,从性价比和体积出发,优先选用非隔离的方案。  
  3、对安全有要求的场合,如需接市电的AC-DC,或医疗用的电源,为保证人身的安全,必须用隔离电源,有些场合还必须用加强隔离的电源。  
  4、 对于远程工业通信的供电,为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响,一般用隔离电源为每个通信节点单独供电。  
  5、 对于采用电池供电,对续航力要求严苛的场合,采用非隔离供电。
  
  一般场合使用对模块电源隔离电压要求不是很高,但是对于安全有要求的场合,如需接市电的AC-DC,或医疗用的电源,为保证人身的安全,必须用隔离电源,有些特殊场合还必须用加强隔离的电源,更高的隔离电压可以保证模块电源具有更小的漏电流,更高的安全性和可靠性,并且EMC特性也会更好一些。
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