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相信下面這則新聞很多人都看過，“南航一名23歲空姐在iPhone5充電時打電話被電死”，此則新聞在網上引起廣泛關注。充電器也能能危害生命?專家分析是220VAC交流電傳導到手機上，導致人員觸電身亡。看到這里我們就知道罪魁禍首還是充電器被擊穿并將220VAC的交流電通過數據線傳導到了手機上，最終導致觸電身亡。 圖1 日常生活中的電擊傷害 那么手機充電器輸出端為什么會帶有220V的交流電呢?這就回到了我們的主題電源的隔離耐壓問題。電源的隔離耐壓在GB4943國標中又叫抗電強度，這個GB4943標準就是我們常說的信息類設備的安全標準，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國家標準，其中包括避免人受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。下面我們就簡單介紹一下電源的隔離耐壓及如何選擇隔離耐壓的問題。 如何測試電源的隔離耐壓? 隔離耐壓主要是檢測設備中使用的固體絕緣是否具有足夠的抗電強度。絕緣應承受的試驗電壓波形基本上為正弦波形、頻率為 50Hz 或60Hz 的交流電壓，直流電源一般的試驗電壓為直流電壓。 一般人會將電源的隔離耐壓與電源的輸入沖擊電壓混淆，下面從測試方法來區分一下。我們常說的電源耐壓是指初級電路與次級電路之間的抗電強度，為了避免損壞與測試無關的元器件或絕緣，可將集成電路或類似的電路斷開，或者采用等電位連接。在電源測試時一般采用較簡單的等電位連接測試。連接示意圖如下： 圖2 隔離耐壓測試示意圖 只要保證電源滿足了相關抗電強度要求(具體要求可參考GB4943標準)，就能確保危險電壓不會傳導到次級電路，從而不會威脅到人的生命安全。 如何選擇電源的隔離耐壓? 從上面了解到電源的隔離耐壓選擇的關鍵性，但是也不是選擇的隔離耐壓越高越好，因為隔離耐壓越高也會影響到電源其他性能，所以只要選擇合適的耐壓值就行。一般電路中涉及到危險電壓且電路中有人員能接觸到的導體，如一些接口端子等，都會對電路的隔離耐壓有嚴格的測試要求。下面我們就來簡單介紹一下AC-DC電源與DC-DC電源的隔離耐壓選擇問題。 圖3 AC-DC電源模塊應用 AC-DC電源屬于一次電源，把220V的市電轉換成低壓直流電，其還可以分為隔離和非隔離之分。若您使用的是非隔離電源，在產品的設計時，需要考慮將所有帶電部分均密封起來，防止不小心接觸到危險電壓。若使用的是隔離電源，則只需要電源部分滿足相關隔離耐壓及安規要求即可。一般常用的工業電源耐壓滿足3000VAC即可，一些特殊的場合，如電力場合，一般需要滿足4000VAC及以上隔離電壓要求，具體耐壓要求可參考各行業標準。常規灌膠模塊電源的隔離耐壓為3000VAC。 圖4 DC-DC電源模塊的隔離應用 DC-DC電源屬于二次電源，一般其耐壓要求是根據其應用場合而定。如一般為了隔離干擾而進行的通訊隔離，一般隔離耐壓在1000VDC到1500VDC即可。電路中其中一端可能涉及到危險電壓時，一般需要考慮將隔離耐壓提升到3000VDC。另外還有一些特殊應用現場，如醫療場合，很多對隔離電源的要求都要到4000VAC或6000VDC的隔離耐壓。 根據上面的描述電源隔離耐壓多種多樣，我們如何來實現呢?一般有兩個渠道，一是選用隔離特性較好的高頻變壓器和光耦等器件，二是采用灌膠方式的電源，其能進一步提升電源的隔離性能。一般在集成電路中為了節約空間同時又能達到相應的安規要求，大部分工程師均會考慮選用隔離電源模塊設計電路，這樣能節約空間同時能節約時間成本。 |
