在应用中如何判断选择隔离电源还是非隔离电源?
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一直以来,隔离电源都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在,小编将为大家带来隔离电源的相关介绍,详细内容请看下文。
一、隔离电源与非隔离电源
在工业控制设备中,有时候要求两个系统之间的电源地线隔离,如隔离地线噪声、隔离高共模电压等,采用带变压器的直流变换器,将两个电源之间隔开,使他们相互独立,从而实现以上目的!
每个模块单独供电,防止一个模块因受高压放电或其他原因导致损坏后殃及其他模块。这样做的目的可以保证每个模块独立工作,不受干扰。
非隔离电源(non-isolated power)是指在输入端和负载端之间没有通过变压器进行电气隔离,而又直接连接,输入端和负载端共地。
因此触摸负载就有触电的危险, 用得最多的是非隔离直接降压型电源。也就是把交流电整流以后得到直流高压,然后就直接用降压(Buck)电路进行降压和恒流控制,非隔离电源的优点是成本低、简单、指标高。
非隔离电源一是效率,二是成本上比较有优势。
这和隔离电源比起来都是优势,隔离电源效率不易做高,处理不好热量很大,成本也高,尤其是做那种内置灯管的 LED 日光灯,真可谓成本上天。但非隔离电源,因为对雷击浪涌电压抑制能力较差,大批量出货时,就会遇到较多损坏的因素。不过浪涌问题始终都存在,很多隔离电源,如路灯电源,用于室外的,点不久,也是坏的很多,隔离电源很多时候也是被浪涌打的够呛。
二、在应用中如何判断选择隔离电源还是非隔离电源?
在应用中如何判断选择隔离电源还是非隔离电源?其实这个问题我们可以通过隔离与非隔离电源的常见应用场景来判断。
通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知,它们各有优势,对于一些常用的应用场景,我们可做出初步的判断:
1、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,如为FPGA、DSP、ASIC等高速芯片提供大电流的场合,如:K12T系列,效率高达96%,输出电流高达16A。如果选用隔离的方案,很难实现这样优秀的参数。
2、对安全有要求的场合,如人体直接接触的场合,为保证人身安全,必须用隔离电源,在医疗行业等场合还需用高隔离耐压的电源,如:G_S-1WR2系列,隔离电压高达4200VAC/6000VDC,满足1xMOPP/2xMOOP,变压器电气间隙&爬电距离5mm,PCB电气间隙&爬电距离5.5mm。
3、一般来说,市电供电产品首要考虑安全问题,所以通常情况下AC-DC需要选用满足安规认证的产品,比如金升阳的LDE/LHE系列等,符合加强绝缘,符合UL/CE认证。然而并不是所有接市电的AC-DC电源都需要隔离,如物联网行业中,对体积要求较高,而人又不会直接接触的场合,便可使用非隔离的AC-DC电源,如:LSxx-K3BxxSS系列,宽输入电压范围,小体积,低功耗。
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,如隔离485、隔离CAN的应用。
大部分工程师对电源的选型,还停留在满足输入输出电压、功率负载要求即可,这只是最基本的要求。随着行业的不断发展,客户的需求也不尽相同,有些只需要满足功能实现、低价格;有些则需要满足高可靠性、低容错率,这是选型方向的不同所导致的。总的来说,主要包括了常规参数、重要参数、以及一些平常不太注意到的隐性参数,当然可靠性是现在这个阶段关注最多的参数。
5、大功率 LED 驱动,一般要使用隔离电源,切不可为了省一点成本,而使用非隔离,不然得不偿失。
6、小功率 LED 驱动,是使用隔离还是非隔离,要视具体情况而定。能使用隔离电源当然好,但至少要有两个条件,一是成本上允许,二是发热程度上允许,因为隔离电源这两个问题都是考验,而非隔离电源很多时候也是可以用。并且很多时候还是很好用的。
7、非隔离电源适合的场合:首先,是室内的灯具,这种室内用电环境较好,浪涌影响小。第二,使用的场合是高压小电流,低压大电流用非隔离没有意义,因为低压大电流非隔离的效率并不比隔离的高,成本也低不到多少去。三,电压相对较稳定的环境中使用非隔离电源。当然,如果有办法解决掉抑制浪涌的问题,那么非隔离电源的应用范围将大大拓宽!
8、隔离电源因为浪涌的问题,损坏率也不可小觑,一般那种返修回来,击坏保险,芯片,MOS 的第一个应该想到是浪涌问题。为了减少损坏率,在设计时就行要考虑到浪涌的因素进去,或是在使用时要告戒用户,尽量避免浪涌发生。(如室内灯具,打雷时暂时先关掉)
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