在產(chǎn)品設(shè)計時,倘若沒有考慮應(yīng)用環(huán)境對電源隔離的要求。產(chǎn)品到了應(yīng)用時就會出現(xiàn)因設(shè)計方案的不當(dāng)導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)高壓損壞后級負(fù)載的情況,以及出現(xiàn)危害人身財產(chǎn)安全的情況。因此產(chǎn)品設(shè)計是否需要隔離至關(guān)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(wǎng)上引起廣泛關(guān)注。充電器也能能危害生命?專家分析手機(jī)充電器內(nèi)部變壓器漏電,220VAC的交流電漏電到直流端,并通過數(shù)據(jù)線傳導(dǎo)到了手機(jī)金屬殼上,最終導(dǎo)致觸電身亡,發(fā)生無可挽回的悲劇。
那么手機(jī)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(qū)分電源是隔離與非隔離?業(yè)內(nèi)通用的看法是:
l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(tài),沒有電流回路,如圖1所示;
圖1 采用變壓器的隔離電源
l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。
圖2 非隔離電源
一、隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點:
結(jié)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(yōu)缺點,如表1所示,兩者的優(yōu)缺點幾乎是相反的。
表1 隔離電源和非隔離電源的優(yōu)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(yōu)缺點可知,它們各有優(yōu)勢,對于一些常用的嵌入式供電設(shè)計,我們可總結(jié)出其選擇的場合。
1、隔離電源 :
l系統(tǒng)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;
l對安全有要求的場合,如需接市電的AC-DC,或醫(yī)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(yīng)用 ;
l對于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電,為有效降低地電勢差和導(dǎo)線耦合干擾的影響,一般用隔離電源為每個通信節(jié)點單獨供電;
2、非隔離電源:
l電路板內(nèi)的IC或部分電路供電,從性價比和體積出發(fā),優(yōu)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(yīng)用
l對于工作電壓低于36V,采用電池供電,對續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場合,優(yōu)先采用非隔離供電,如MPS的MP2451/MPQ2451。
三、隔離電源模塊選型的注意事項:
l要注意是AC-DC還是DC-DC。廣州致遠(yuǎn)電子專注直流DC-DC隔離電源模塊的開發(fā),擁有多達(dá)上百種型號。
l隔離電源模塊的隔離耐壓。例如隔離1000V DC 是否滿足絕緣要求,廣州致遠(yuǎn)電子的直流隔離模塊從1000V DC 到6000V DC多個品種可供選擇。
l隔離電源模塊是否有進(jìn)行全面的可靠性測試。廣州致遠(yuǎn)電子生產(chǎn)的電源模塊經(jīng)過了性能測試、容差測試、瞬態(tài)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(guī)測試等
l隔離電源模塊的生產(chǎn)工廠產(chǎn)線是否規(guī)范。廣州致遠(yuǎn)電子的電源模塊生產(chǎn)線通過了ISO9001, ISO14001,OHSAS18001等多項國際認(rèn)證,如下圖3所示。
圖3 致遠(yuǎn)電子ISO認(rèn)證
l隔離電源模塊是否有應(yīng)用在工業(yè)、汽車等惡劣環(huán)境。ZLG致遠(yuǎn)電子的電源模塊不僅僅大量應(yīng)用與惡劣的工業(yè)環(huán)境,同時在新能源汽車的BMS管理系統(tǒng)中也游刃有余。
以上介紹了隔離電源和非隔離電源的區(qū)別,以及各自的優(yōu)缺點、適應(yīng)場合,以及隔離電源的選型注意事項,希望工程師在產(chǎn)品設(shè)計時能以此為參考,正確應(yīng)用電源在產(chǎn)品的研發(fā)中,以及在產(chǎn)品出現(xiàn)故障后,快速定位問題所在。
而在隔離DC-DC電源方面,ZLG致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)、生產(chǎn)的隔離電源模塊已有近20年的行業(yè)積累,目前產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)的SIP、DIP等封裝。同時致遠(yuǎn)電子為保證電源產(chǎn)品性能建設(shè)了行業(yè)內(nèi)一流的測試實驗室,配備最先進(jìn)、齊全的測試設(shè)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(dá)4KV、浪涌抗擾度高達(dá)2KV,可應(yīng)用于絕大部分復(fù)雜惡劣的工業(yè)現(xiàn)場,為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案。