入門(mén)必看|隔離電源和非隔離電源詳解-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2021-10-26
在產(chǎn)品設計時(shí)，倘若沒(méi)有考慮應用環(huán)境對電源隔離的要求，產(chǎn)品到了應用時(shí)就會(huì )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(chǎn)安全的情況。因此產(chǎn)品設計是否需要隔離至關(guān)重要。
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(yè)內通用的看法是：
隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒(méi)有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài)，沒(méi)有電流回路，采用變壓器的隔離電源如下圖所示：
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，非隔離電源如圖2所示。
隔離電源與非隔離電源，如下圖。
由上述概念可知，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。
結合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀(guān)上就可得出它們的一些優(yōu)缺點(diǎn)，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。
使用隔離或非隔離的電源，需了解實(shí)際項目對電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要差別：
①隔離模塊的可靠性高，但成本高，效率差點(diǎn)。
②非隔離模塊的結構很簡(jiǎn)單，成本低，效率高，安全性能差。
因此，在如下幾個(gè)場(chǎng)合，建議用隔離電源：
①涉及可能觸電的場(chǎng)合，如從電網(wǎng)取電，轉成低壓直流的場(chǎng)合，需用隔離的AC-DC電源；
②串行通信總線(xiàn)通過(guò)RS-232、RS-485和控制器局域網(wǎng)(CAN)等物理網(wǎng)絡(luò )傳送數據，這些相互連接的系統每個(gè)都配備有自己的電源，而且各系統之間往往間隔較遠，
因此，我們通常需要隔離電源進(jìn)行電氣隔離來(lái)確保系統的物理安全，且通過(guò)隔離切斷接地回路，來(lái)保護系統免受瞬態(tài)高電壓沖擊，同時(shí)減少信號失真；
③對外的I/O端口，為保證系統的可靠運行，也建議對I/O端口做電源隔離。
總結的表如表1所示，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。
隔離電源與非隔離電源的選擇通過(guò)了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它們各有優(yōu)勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準確的判斷：
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?xún)r(jià)比和體積出發(fā)，優(yōu)先選用非隔離的方案。
③ 對安全有要求的場(chǎng)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(chǎng)合還必須用加強隔離的電源。
④ 對于遠程工業(yè)通信的供電，為有效降低地電勢差和導線(xiàn)耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個(gè)通信節點(diǎn)單獨供電。
⑤ 對于采用電池供電，對續航力要求嚴苛的場(chǎng)合，采用非隔離供電。
通過(guò)了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知，它們各有優(yōu)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(chǎng)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(chǎng)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(yè)通信的供電，為有效降低地電勢差和導線(xiàn)耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個(gè)通信節點(diǎn)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?xún)r(jià)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(chǎng)合，優(yōu)先采用非隔離供電，如MPS的MP2451/MPQ2451。
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