選用成品電源模塊時用隔離還是非隔離的電源方案？

Ameya360

在給嵌入式系統設計電源電路，或選用成品電源模塊時，要考慮的重要問題之一就是用隔離還是非隔離的電源方案。在進行討論之前，我們先了解下隔離與非隔離的概念，及兩者的主要特點。

一、電源隔離與非隔離的概念

電源的隔離與非隔離，主要是針對開關電源而言，業內比較通用的看法是：

1、隔離電源：電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態，沒有電流回路。

2、非隔離電源：輸入和輸出之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。

隔離電源示意圖如圖所示。

二、隔離電源與非隔離電源的優缺點

由上述概念可知，對于常用的電源拓撲而言，非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓撲。

結合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀上就可得出它們的一些優缺點，兩者的優缺點幾乎是相反的。

使用隔離或非隔離的電源，需了解實際項目對電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要差別：

1、隔離模塊的可靠性高，但成本高，效率差點。

2、非隔離模塊的結構很簡單，成本低，效率高，安全性能差。

因此，在如下幾個場合，建議用隔離電源：

1、涉及可能觸電的場合，如從電網取電，轉成低壓直流的場合，需用隔離的AC-DC電源；

2、串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器局域網(CAN)等物理網絡傳送數據，這些相互連接的系統每個都配備有自己的電源，而且各系統之間往往間隔較遠，因此，我們通常需要隔離電源進行電氣隔離來確保系統的物理安全，且通過隔離切斷接地回路，來保護系統免受瞬態高電壓沖擊，同時減少信號失真；

3、對外的I/O端口，為保證系統的可靠運行，也建議對I/O端口做電源隔離。

三、隔離與非隔離電源的應用場合

通過了解隔離與非隔離電源的優缺點可知，它們各有優勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準確的判斷：

1、 系統前級的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源。

2、 電路板內的IC或部分電路供電，從性價比和體積出發，優先選用非隔離的方案。

3、 對安全有要求的場合，如需接市電的AC-DC，或醫療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場合還必須用加強隔離的電源。

4、 對于遠程工業通信的供電，為有效降低地電勢差和導線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個通信節點單獨供電。

5、 對于采用電池供電，對續航力要求嚴苛的場合，采用非隔離供電。

來源：網絡，如侵刪