隔离电源、非隔离电源有何优缺点?
21ic 2024-02-21

电源有很多具体的类别,在上篇文章中,小编对脉冲电源有所阐述。为增进大家对电源的认识,本文将对隔离电源、非隔离电源以及二者之间的区别、优缺点予以介绍。如果你对电源、隔离电源、非隔离电源具有兴趣,不妨继续往下阅读哦。

一、电源隔离与非隔离

电源的隔离与非隔离,主要是针对开关电源而言,业内比较通用的看法是:

1、隔离电源:电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接,输入和输出之间是绝缘的高阻态,没有电流回路。

2、非隔离电源:输入和输出之间有直接的电流回路,例如,输入和输出之间是共地的。

二、隔离电源与非隔离电源的优缺点

由上述概念可知,对于常用的电源拓扑而言,非隔离电源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔离电源主要有各种带隔离变压器的反激、正激、半桥、LLC等拓扑。

结合常用的隔离与非隔离电源,我们从直观上就可得出它们的一些优缺点,两者的优缺点几乎是相反的。

使用隔离或非隔离的电源,需了解实际项目对电源的需求是怎样的,但在此之前,可了解下隔离和非隔离电源的主要差别:

1、隔离模块的可靠性高,但成本高,效率差点。

2、非隔离模块的结构很简单,成本低,效率高,安全性能差。

因此,在如下几个场合,建议用隔离电源:

1、涉及可能触电的场合,如从电网取电,转成低压直流的场合,需用隔离的AC-DC电源;

2、串行通信总线通过RS-232、RS-485和控制器局域网(CAN)等物理网络传送数据,这些相互连接的系统每个都配备有自己的电源,而且各系统之间往往间隔较远,因此,我们通常需要隔离电源进行电气隔离来确保系统的物理安全,且通过隔离切断接地回路,来保护系统免受瞬态高电压冲击,同时减少信号失真;

3、对外的I/O端口,为保证系统的可靠运行,也建议对I/O端口做电源隔离。

三、隔离与非隔离电源的应用场合

通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知,它们各有优势,对于一些常用的嵌入式供电选择,我们已可做成准确的判断:

1、系统前级的电源,为提高抗干扰性能,保证可靠性,一般用隔离电源。

2、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。

3、对安全有要求的场合,如需接市电的AC-DC,或医疗用的电源,为保证人身的安全,必须用隔离电源,有些场合还必须用加强隔离的电源。

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。

5、 对于采用电池供电,对续航力要求严苛的场合,采用非隔离供电。

四、隔离电源与非隔离电源哪个好

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,经过本人长时间对LED电源的出货,研发的探索,经验和规律,得出一些结论,供大家参考。

1.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。

2.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。

3.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!

4.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。

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