01、隔離型和非隔離型電源的概念
在開關電源領域,我們把電源按照隔離來分類,分為隔離電源和非隔離電源。
隔離電源:指開關電源的輸入和輸出回路沒有直接的電氣連接,輸入和輸出之間是絕緣的高組態,沒有電流回路,通常用變壓器進行隔離。主要拓撲有:反激式,正激式,LLC,半橋,全橋等;
非隔離電源:指開關電源的輸入和輸出之間有直接的回路,通常輸入和輸出之間是共地的。主要拓撲有:降壓式,升壓式,升降壓式。
02、隔離型與非隔離電源型電源的優缺點
結合常用的隔離與非隔離電源,我們從直觀上可以看出它們的優缺點,兩者的優缺點幾乎是相反的。
(1)隔離電源電磁抗干擾能力強,可靠性高,但是成本高,效率低;
(2)非隔離電源的結構簡單,成本低,效率高,但是安全性能差。
效率方面:
隔離電源拓撲若使用反激式開關電源,效率可以達到85%以上,而非隔離電源拓撲若使用升降壓Buck-Boost,效率可以做到更高,在90%以上。
成本方面:
(1)元器件成本降低
①省略隔離變壓器
非隔離電源:省去成本最高的隔離變壓器(占隔離電源BOM成本的30%~50%),改用低成本的電感實現能量的轉換,大概能便宜一塊錢左右。據調查,一款5W LED驅動電源中,非隔離方案(如Buck拓撲)比隔離方案(反激拓撲)節省變壓器成本約40%
②簡化外圍電路
非隔離電源:減少PCB面積和元件數量(如不用光耦等),降低了采購成本。
(2)生產成本降低
①制造工藝簡化
非隔離電源:無變壓器繞線、浸漆等復雜工序。②測試與質檢成本
非隔離電源:無需高壓隔離耐壓測試(如1500V AC/分鐘),縮短產線測試時間30%。使用隔離電源或非隔離電源,需了解實際項目對電源的需是怎樣的,如果能滿足客戶需求情況下,使用非隔離方案是個好的降本思路
03、隔離與非隔離電源的應用場景
(1)對于嵌入式來說,系統前級的電源,如果想提高抗擾度和可靠性,建議選擇隔離電源;
(2)對于體積和性價比的考慮,電路IC供電,優先選擇隔離方案,比如Buck;
(3)對于接入市電AC/DC電源,安全和觸電有要求的場合,保證人身安全,那么選隔離電源。
總之, 隔離型電源以安全與可靠性為核心,適用于醫療、工業等高風險場景;非隔離型電源以效率與成本取勝,主導消費電子與小功率應用。
所以選型結合實際需求:人命關天選隔離,斤斤計較選非隔離。
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