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電源模塊為什么需要隔離?如何實(shí)現(xiàn)電源隔離?

2020-06-01

隔離電源模塊和非隔離電源模塊的選型,是根據(jù)產(chǎn)品實(shí)際要求來選擇的。那么,電源模塊為什么需要采用隔離?


使用隔離電源模塊的原因主要有以下三個:

1、保護(hù)人員避免受到物理和電氣傷害

電源的隔離耐壓在GB-4943國標(biāo)中又叫抗電強(qiáng)度,這個GB-4943標(biāo)準(zhǔn)就是我們常說的信息類設(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。尤其是前級超出人體安全電壓的直流DC-DC模塊電源,如137.5VDC的鐵路應(yīng)用模塊電源、光伏應(yīng)用的1200VDC模塊電源產(chǎn)品等,沒有進(jìn)行隔離的話,可能就會直接受到物理和電氣傷害。在醫(yī)療行業(yè),對電源的隔離要求更高,一般都要求是加強(qiáng)絕緣隔離,隔離越高漏電流就越小,也就更安全,因?yàn)閹讉€毫安的漏電流就可以奪走一個病人的生命。


2保護(hù)后級負(fù)載設(shè)備和系統(tǒng)

隔離電源輸入與輸出隔離分開,在電源產(chǎn)品出現(xiàn)異常時(shí),可起到對后級負(fù)載設(shè)備和系統(tǒng)的保護(hù)作用,避免其受到電擊傷害、物理傷害、爆炸傷害等。常有看到遭受雷擊浪涌、瞬間高壓沖擊損壞的電源產(chǎn)品,電路板上一大片面積的元器件被炸飛碳化掉,其實(shí)很多器件是被高壓強(qiáng)壓直接的串?dāng)_和輻射傷害到了,避免高壓強(qiáng)壓對后級弱電的傷害,采用隔離方案會起到非常好的保護(hù)作用。


3提高共模干擾抑制性能和抗干擾能力

隔離電源去除隔離電路之間的接地環(huán)路,可切斷共模、浪涌等干擾信號的傳播路徑,有效降低地電勢差和導(dǎo)線耦合干擾的影響,能提高共模干擾抑制性能和抗干擾能力。利于對干擾信號比較敏感的后級系統(tǒng)使用及集成,像儀器儀表、數(shù)據(jù)采集儀、嵌入式系統(tǒng)等高精度高要求的產(chǎn)品或系統(tǒng),已被越來越廣泛的應(yīng)用。在對于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電上,一般都用隔離電源為每個通信節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電。同時(shí)也具有更高的安全性和可靠性,尤其是EMC特性的傳導(dǎo)騷擾、輻射騷擾和ESD靜電放電等性能上也更好一些,且在系統(tǒng)中可輕松完成輸出接線,而不與主接地發(fā)生沖突。


如何實(shí)現(xiàn)電源隔離

目前實(shí)現(xiàn)電源隔離主要有兩種方案,一種是使用變壓器磁隔離+光耦光電隔離組合實(shí)現(xiàn)初級側(cè)與次級側(cè)之間的電氣隔離。這種方式的電路簡單,成熟普遍,較容易實(shí)現(xiàn),能實(shí)現(xiàn)高輸出電壓精度、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率性能,滿足目前電子產(chǎn)品的高性能要求。另一種是只用變壓器磁隔離的方案,這種變壓器磁隔離原邊反饋采樣方式,對變壓器的一致性要求比較高,且輸出電壓精度、線性調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率性能比較差。

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