开关电源设计:隔离型与非隔离型

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简介:文章为大家介绍了隔离型与非隔离型开关电源的设计方法。

【隔离与非隔离的概念】

开关电源的隔离与非隔离: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。

【隔离电源与非隔离电源的优缺点】

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。隔离与非隔离电源的优缺点几乎是相反的。非隔离电源的优点:转换效率高、体积较小、成本较低、设计容易;非隔离电源的缺点:抗干扰差、升降压转换-多路输出-宽幅输入电压范围实现困难、安全性较低、异常时对负载损害较大;隔离电源的优点:抗干扰强、升降压转换-多路输出-宽幅输入电压范围实现容易、安全性较高、异常时对负载损害较小;隔离电源的缺点:转换效率低、体积较大、成本较高、设计复杂。实际应用中,我们主要看重的是,当电源发生异常后,电源隔离与否对负载的危害大小,例如对于Buck电路而言,若开关管击穿短路,由于没隔离,输入端较高的电压,直接通过电感作用在负载端,负载很可能因为过压烧毁。而对于正激电路而言,同样开关管击穿短路,对负载而言,只是失去了供电的电源而断电,不会对负载本身造成其它影响。

【隔离与非隔离电源的应用场合】

隔离与非隔离电源各有优势,对于一些常用的嵌入式系统供电选择,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。

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