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電源方案選擇,隔離還是非隔離?

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文章出處:驪微電子責任編輯:電源管理芯片人氣:-發表時間:2021-01-19 08:49
  電源的隔離與非隔離,主要是針對開關電源而言,在給嵌入式系統設計電源電路,或選用成品電源模塊時,需了解項目對電源的實際需求是怎樣的,兩者的主要區別在于隔離穩壓器輸入電路與輸出電路是不共地的,而非隔離式的是共地的。
  
  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;
  
  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BuckBoost及其隔離的版本反激電路為例,示意圖如下:

  
  對于常用的電源拓撲而言,非隔離電源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓撲。
 
  
  通過上圖我們可以直觀的看出隔離與非隔離電源的一些優缺點,兩者的優缺點幾乎是相反的,相比而言,隔離模塊的可靠性高,但成本高,效率差點;非隔離模塊的結構很簡單,成本低,效率高,安全性能差。
  
  對于電源發生異常后,電源隔離與否對負載的危害大小,我們以Buck和它對應的隔離電路即正激電路來簡單分析:
  
  對于Buck電路而言,若開關管擊穿短路,由于沒隔離,輸入端較高的電壓,直接通過電感作用在負載端,負載會因為過壓燒毀。
  
  對于正激電路而言,同樣開關管擊穿短路,對負載而言,只是失去了供電的電源而斷電,不會對負載本身造成其它影響。
  
  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選擇,我們可做出如下判斷:  
  1、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;  
  2、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;  
  3、對安全有要求的場合,如需接市電的AC-DC,或醫療用的電源,為保證人身的安全,必須用隔離電源,有些場合還必須用加強隔離的電源;  
  4、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;  
  5、對于采用電池供電,對續航力要求嚴苛的場合,采用非隔離供電。
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