《電子技術(shù)應(yīng)用》
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嵌入式硬件設(shè)計(jì)02-電源是否需要隔離,?

2018-04-18
關(guān)鍵詞: 嵌入式硬件 02-電源 隔離

  在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí),,倘若沒有考慮應(yīng)用環(huán)境對(duì)電源隔離的要求,。產(chǎn)品到了應(yīng)用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)因設(shè)計(jì)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(jí)負(fù)載的情況,,以及出現(xiàn)危害人身財(cái)產(chǎn)安全的情況,。因此產(chǎn)品設(shè)計(jì)是否需要隔離至關(guān)重要,。

  “南航一名23歲空姐在iPhone5充電時(shí)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(wú)可挽回的悲劇。

  那么手機(jī)充電器輸出端為什么會(huì)帶有220V的交流電呢,?隔離電源的選型要注意哪些事項(xiàng),?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,;

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  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,。

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  圖2  非隔離電源

  一、隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn):

  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(diǎn),,如表1所示,兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的,。

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  表1  隔離電源和非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)

  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(diǎn)可知,它們各有優(yōu)勢(shì),,對(duì)于一些常用的嵌入式供電設(shè)計(jì),,我們可總結(jié)出其選擇的場(chǎng)合。

  1,、隔離電源 :

  l系統(tǒng)前級(jí)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(duì)安全有要求的場(chǎng)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(duì)于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電,,為有效降低地電勢(shì)差和導(dǎo)線耦合干擾的影響,一般用隔離電源為每個(gè)通信節(jié)點(diǎn)單獨(dú)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(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(yīng)用

  l對(duì)于工作電壓低于36V,,采用電池供電,,對(duì)續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場(chǎng)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(xiàng):

  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(hào),。

  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(gè)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(cè)試。廣州致遠(yuǎn)電子生產(chǎn)的電源模塊經(jīng)過了性能測(cè)試,、容差測(cè)試,、瞬態(tài)條件測(cè)試、可靠性測(cè)試,、EMC電磁兼容測(cè)試,、高低溫測(cè)試、極限測(cè)試,、壽命測(cè)試,、安規(guī)測(cè)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(xiàng)國(guó)際認(rèn)證,,如下圖3所示。

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  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(shí)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(diǎn)、適應(yīng)場(chǎng)合,,以及隔離電源的選型注意事項(xiàng),,希望工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)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(gè)系列,,封裝形式多樣,兼容國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的SIP,、DIP等封裝,。同時(shí)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(cè)試實(shí)驗(yàn)室,,配備最先進(jìn)、齊全的測(cè)試設(shè)備,,全系列隔離DC-DC電源通過完整的EMC測(cè)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(chǎng),,為用戶提供穩(wěn)定、可靠的電源隔離解決方案,。

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