隔離與非隔離電源特性PK

如果拿CPU比喻為電子系統(tǒng)的大腦，那么電源就相當(dāng)于電子系統(tǒng)的心臟。隨著對(duì)電路設(shè)計(jì)中電源要求越來(lái)越高，隔離電源模塊應(yīng)運(yùn)而生，而對(duì)隔離電源你又了解多少？

隨著電子行業(yè)的發(fā)展，對(duì)電源的要求越來(lái)越高，體積更小，可靠性更高，電源模塊作為集成器件應(yīng)運(yùn)而生。其具有隔離作用，抗干擾能力強(qiáng)，自帶保護(hù)功能，便于后期系統(tǒng)集成等優(yōu)點(diǎn)被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

但是在選擇合適的模塊時(shí)，經(jīng)常會(huì)碰到一個(gè)參數(shù)“隔離電壓”，隔離電壓越高，模塊的價(jià)格就越貴，那么就會(huì)好奇了，什么是隔離電壓，該選擇什么等級(jí)的合適呢？

電源的隔離耐壓在GB-4943國(guó)標(biāo)中又叫抗電強(qiáng)度，這個(gè)GB-4943標(biāo)準(zhǔn)就是我們常說(shuō)的信息類設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其中包括避免人受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。如下圖1為隔離電源結(jié)構(gòu)圖。

圖1 隔離電源結(jié)構(gòu)圖

作為模塊電源的重要指標(biāo)，標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了隔離耐壓相關(guān)測(cè)試方法，簡(jiǎn)單的測(cè)試時(shí)一般采用等電位連接測(cè)試，連接示意圖如下：

圖2 隔離耐壓測(cè)試示意圖

測(cè)試方法：

· 將耐壓計(jì)的電壓設(shè)為規(guī)定的耐壓值，電流設(shè)為規(guī)定的漏電流值，時(shí)間設(shè)為規(guī)定的測(cè)試時(shí)間值；

· 操作耐壓計(jì)開(kāi)始測(cè)試，開(kāi)始加壓，在規(guī)定的測(cè)試時(shí)間內(nèi)，模塊應(yīng)無(wú)擊穿，無(wú)飛弧現(xiàn)象。

注意在測(cè)試時(shí)焊接電源模塊要選取合適的溫度，避免反復(fù)焊接，損壞電源模塊。

那么隔離電源與非隔離電源比較有什么的優(yōu)缺點(diǎn)呢？

表 1 隔離電源與非隔離電源優(yōu)缺點(diǎn)

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(shì)，對(duì)于一些常用的嵌入式供電選擇，我們可遵循以下判斷條件：

· 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；

· 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；

· 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；

· 對(duì)于采用電池供電，對(duì)續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場(chǎng)合，采用非隔離供電；

· 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，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(qiáng)隔離的電源。

一般場(chǎng)合使用對(duì)模塊電源隔離電壓要求不是很高，但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前業(yè)界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。