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電源為什么需要隔離?有哪些注意事項?

作者:admin 發布日期:2018/4/21 關注次數: 二維碼分享

在產品設計時,倘若沒有考慮應用環境對電源隔離的要求,產品到了應用時就會出現因設計方案的不當導致的系統不穩定,甚至出現高壓損壞后級負載的情況,以及出現危害人身財產安全的情況。因此產品設計是否需要隔離至關重要。

“南航一名23歲空姐在iPhone5充電時打電話被電死”,新聞在網上引起廣泛關注。充電器也能能危害生命?專家分析手機充電器內部變壓器漏電,220VAC的交流電漏電到直流端,并通過數據線傳導到了手機金屬殼上,較終導致觸電身亡,發生無可挽回的悲劇。

那么手機充電器輸出端為什么會帶有220V的交流電呢?隔離電源的選型要注意哪些事項?如何區分電源是隔離與非隔離?業內通用的看法是:

1、隔離電源:電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接,輸入和輸出之間是絕緣的高阻態,沒有電流回路,如圖1所示:

高壓電源

圖1 采用變壓器的隔離電源

2、非隔離電源:輸入和輸出之間有直接的電流回路,例如,輸入和輸出之間是共地的。以隔離的反激電路和非隔離的BUCK電路為例,如圖2所示。

陜西高壓電源

圖2 非隔離電源

一、隔離電源與非隔離電源的優缺點

結合常用的隔離與非隔離電源,我們從直觀上就可得出它們的一些優缺點,如表1所示,兩者的優缺點幾乎是相反的。

表1 隔離電源和非隔離電源的優缺點

二、隔離電源與非隔離電源的選擇

通過了解隔離與非隔離電源的優缺點可知,它們各有優勢,對于一些常用的嵌入式供電設計,我們可總結出其選擇的場合。

1、隔離電源

系統前級的電源,為提高抗干擾性能,保證可靠性,一般用隔離電源;

對安全有要求的場合,如需接市電的AC-DC,或醫療用的電源和白色家電,為保證人身的安全, 必須用隔離電源,如MPS的MP020,為原邊反饋隔離型AC-DC,適合于1~10W應用 ;

對于遠程工業通信的供電,為有效降低地電勢差和導線耦合干擾的影響,一般用隔離電源為每個通信節點單獨供電。

2、非隔離電源

電路板內的IC或部分電路供電,從性價比和體積出發,優先選用非隔離的方案;如MPS的MP150/157/MP174系列buck型非隔離AC-DC,適合于1~5W應用;

對于工作電壓低于36V,采用電池供電,對續航力要求嚴苛的場合,優先采用非隔離供電,如MPS的MP2451/MPQ2451。

三、隔離電源??檠⌒偷淖⒁饈孿?/span>

1、要注意是AC-DC還是DC-DC。ZLG致遠電子專注直流DC-DC隔離電源??櫚目?,擁有多達上百種型號。

2、隔離電源??櫚母衾肽脫?。例如隔離1000V DC 是否滿足絕緣要求,ZLG致遠電子的直流隔離??櫬?000V DC 到6000V DC多個品種可供選擇。

3、隔離電源??槭欠裼薪腥嫻目煽啃圓饈?。ZLG致遠電子生產的電源??榫誦閱懿饈?、容差測試、瞬態條件測試、可靠性測試、EMC電磁兼容測試、高低溫測試、極限測試、壽命測試、安規測試等。

4、隔離電源??櫚納こР呤欠窆娣?。ZLG致遠電子的電源??檣咄ü薎SO9001, ISO14001,OHSAS18001等多項國際認證,如下圖3所示。

高壓電源生產

圖3 致遠電子ISO認證

5、隔離電源??槭欠裼杏τ迷詮ひ?、汽車等惡劣環境。ZLG致遠電子的電源??椴喚黿齟罅坑τ糜攵窳擁墓ひ禱肪?,同時在新能源汽車的BMS管理系統中也游刃有余。

四、總結

本文介紹了隔離電源和非隔離電源的區別,以及各自的優缺點、適應場合,以及隔離電源的選型注意事項,希望工程師在產品設計時能以此為參考,正確應用電源在產品的研發中,以及在產品出現故障后,快速定位問題所在。

而在隔離DC-DC電源方面,ZLG致遠電子自主研發、生產的隔離電源??橐延薪?0年的行業積累,目前產品具有寬輸入電壓范圍,隔離1000VDC、1500VDC、3000VDC及6000VDC等多個系列,封裝形式多樣,兼容國際標準的SIP、DIP等封裝。同時ZLG致遠電子為保證電源產品性能建設了行業內一流的測試實驗室,配備較先進、齊全的測試設備,全系列隔離DC-DC電源通過完整的EMC測試,靜電抗擾度高達4KV、浪涌抗擾度高達2KV,可應用于絕大部分復雜惡劣的工業現場,為用戶提供穩定、可靠的電源隔離解決方案。

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