在產(chǎn)品設(shè)計時,倘若沒有考慮應(yīng)用環(huán)境對電源隔離的要求。產(chǎn)品到了應(yīng)用時就會出現(xiàn)因設(shè)計方案的不當(dāng)導(dǎo)致的系統(tǒng)不穩(wěn)定,甚至出現(xiàn)高壓損壞后級負(fù)載的情況,以及出現(xiàn)危害人身財產(chǎn)安全的情況。因此產(chǎn)品設(shè)計是否需要隔離至關(guān)重要。
“南航一名23歲空姐在iPhone5充電時打電話被電死”,新聞在網(wǎng)上引起廣泛關(guān)注。充電器也能能危害生命?專家分析手機(jī)充電器內(nèi)部變壓器漏電,220VAC的交流電漏電到直流端,并通過數(shù)據(jù)線傳導(dǎo)到了手機(jī)金屬殼上,最終導(dǎo)致觸電身亡,發(fā)生無可挽回的悲劇。
那么手機(jī)充電器輸出端為什么會帶有220V的交流電呢?隔離電源的選型要注意哪些事項?如何區(qū)分電源是隔離與非隔離?業(yè)內(nèi)通用的看法是:
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(tài),沒有電流回路,如圖1所示;
圖1 采用變壓器的隔離電源
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。以隔離的反激電路和非隔離的BUCK電路為例,如圖2所示。
圖2 非隔離電源
一、隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn):
結(jié)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(yōu)缺點(diǎn),如表1所示,兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。
表1 隔離電源和非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)
二、隔離電源與非隔離電源的選擇:
通過了解隔離與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)可知,它們各有優(yōu)勢,對于一些常用的嵌入式供電設(shè)計,我們可總結(jié)出其選擇的場合。
1、隔離電源 :
系統(tǒng)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;
對安全有要求的場合,如需接市電的AC-DC,或醫(yī)療用的電源和白色家電,為保證人身的安全, 必須用隔離電源,如MPS的MP020,為原邊反饋隔離型AC-DC,適合于1~10W應(yīng)用 ;
對于遠(yuǎn)程工業(yè)通信的供電,為有效降低地電勢差和導(dǎo)線耦合干擾的影響,一般用隔離電源為每個通信節(jié)點(diǎn)單獨(dú)供電;
2、非隔離電源:
電路板內(nèi)的IC或部分電路供電,從性價比和體積出發(fā),優(yōu)先選用非隔離的方案;如MPS的MP150/157/MP174系列buck型非隔離AC-DC,適合于1~5W應(yīng)用
對于工作電壓低于36V,采用電池供電,對續(xù)航力要求嚴(yán)苛的場合,優(yōu)先采用非隔離供電,如MPS的MP2451/MPQ2451。