隔離電源與非隔離電源該怎么選用 詳解優(yōu)缺點
2021-04-16 09:43:57 來源:搜狐 點擊:2744
在為嵌入式操作系統(tǒng)設計電源電路,或采用制成品電源模塊的情況下,需要注意的關鍵難題之一便是采用隔離還是非隔離電源的方式。在開展探討以前,大家要先搞清楚隔離和非隔離的定義是什么,還有這二者之間有著什么樣的特點。
一、隔離電源和非隔離的定義
隔離電源和非隔離的意思,主要是對于電源開關來講,業(yè)界較為通用性的觀點是:
1、隔離電源:電源的鍵入控制回路和輸出控制回路間并無直接連接的電氣設備,鍵入和輸出間屬于絕緣層的高阻態(tài),沒有電流量控制回路。
2、非隔離電源:鍵入與輸出中間會產(chǎn)生直接的電流量控制回路,比如,鍵入和輸出是共地的。
二、隔離電源和非隔離電源的優(yōu)劣
由以上定義得知,針對常見的電源拓撲結構來講,非隔離電源包括Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要是存在各種各樣帶隔離變壓儀的反激、正激、半橋、LLC等拓撲結構。
融合常見的電源的隔離與非隔離,大家可以對它們的一些優(yōu)點和缺點一目了然,二者的優(yōu)劣基本上是反過來的。
應用隔離電源或者是非隔離電源的時候,需掌握實際項目對于電源有著什么樣的需求,不過,在這之前,關鍵要掌握隔離與非隔離電源的區(qū)別:
1、隔離電源模塊的穩(wěn)定性高,但成本也不低,而且效率稍微差一些。
2、非隔離電源模塊的構造非常簡單,低成本,高效率,就是安全系數(shù)會差點。
因而,在以下好多個場所中,提議使用隔離電源:
第一,在觸電事故高發(fā)的場所,如從電力網(wǎng)取電,轉(zhuǎn)成低壓直流電的場所,要用隔離的AC-DC電源;
第二,串口通信系統(tǒng)總線根據(jù)RS-232、RS-485和控制板局域網(wǎng)絡(CAN)等物理學互聯(lián)網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù),這種互相連接的系統(tǒng)軟件每一個都配置有自身的電源,并且各系統(tǒng)軟件中間通常間距較遠,因而,一般要隔離電源開展電氣隔離,以此保證系統(tǒng)軟件的物理學安全性,且根據(jù)隔離斷開接地裝置控制回路,來維護系統(tǒng)軟件免遭暫態(tài)高電壓的沖擊性,還能降低數(shù)據(jù)信號失幀的頻率;
第三,對外開放的I/O端口,為了確保系統(tǒng)軟件能夠正常運作,也提議對I/O端口進行電源隔離。
三、隔離和非隔離電源的運用場所
根據(jù)掌握隔離和非隔離電源的優(yōu)劣得知,它們各有千秋,針對一些常見的內(nèi)嵌式供電,大家已可做出精確的分辨和選擇:
1、系統(tǒng)軟件前級的電源,為提升抗干擾能力,確保它的穩(wěn)定性,通常采用隔離電源的方式。
2、線路板內(nèi)的IC或一部分電源電路供電,從性價比以及體積的方面考慮,會優(yōu)先選擇采用非隔離的計劃方案。
3、對安全性有規(guī)定的場所,比如,需要接市的AC-DC電源,又或是用于診療的醫(yī)用電源,為看確保人身安全,務必要采用隔離電源,有一些場所還務必加強電源的隔離。
4、針對遠程控制工業(yè)生產(chǎn)通訊的供電,為合理減少地電位差和輸電線藕合影響帶來的危害,通常使用隔離電源為每一個通訊連接點進行獨立供電。
5、針對選用電池供電的場所,或是對續(xù)航能力有嚴格規(guī)定的地方,要選用非隔離的方式供電。
四、抗電抗壓強度
隔離電源的抗壓性,在GB-4943國標中也稱為抗電強度,這一規(guī)范便是大家常說的信息內(nèi)容類機器設備的檢測標準,為了更好地避免工作人員遭受物理學和電氣設備損害的國家行業(yè)標準,主要為了防止人體免受觸電損害、物理傷害、發(fā)生爆炸等損害。
作為電源模塊的關鍵指標值,規(guī)范要求明確隔離抗壓有關的測試標準,簡易的檢測一般是選用等電位連接的檢測,以下就是測試標準:
將抗壓計的工作電壓設為要求的抗壓值,電流量設為要求的漏電流,時間設為要求的檢測時間值;
實際操作抗壓計逐漸展開檢測,逐漸充壓,在要求的檢測時間里,控制模塊應無穿透,無飛弧的狀況出現(xiàn)。
留意在檢測時電焊焊接電源模塊要選擇適合的溫度,防止不斷電焊焊接,毀壞電源模塊。
五、隔離和非隔離電源的優(yōu)點與缺點
一般場所應用對控制模塊電源隔離工作電壓的要求不高,可如果是更高一些的隔離工作電壓,它能夠確??刂颇K電源具備更高的安全系數(shù)與穩(wěn)定性,而且EMC特性也更強,漏電流也更小,所以,在現(xiàn)階段,業(yè)內(nèi)廣泛的隔離工作電壓水準是在1500VDC之上。
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