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电源方案选择:隔离还是非隔离好?

http://www.ec.hc360.com2015年07月06日15:56 来源:慧聪电子网T|T

在给嵌入式系统设计电源电路,或选用成品电源模块时,要考虑的重要问题之一就是用隔离还是非隔离的电源方案。在进行讨论之前,我们先了解下隔离与非隔离的概念,及两者的主要特点。

  一、电源隔离与非隔离的概念

  电源的隔离与非隔离,主要是针对开关电源而言,业内比较通用的看法是:

  1、隔离电源:电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接,输入和输出之间是绝缘的高阻态,没有电流回路;

  2、非隔离电源:输入和输出之间有直接的电流回路,例如,输入和输出之间是共地的。

  以BuckBoost及其隔离的版本反激电路为例,示意图如图1和图2所示。

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图1非隔离电源

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图2采用变压器的隔离电源

  二、隔离电源与非隔离电源的优缺点

  由上述概念可知,对于常用的电源拓扑而言,非隔离电源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔离电源主要有各种带隔离变压器的反激、正激、半桥、LLC等拓扑。

  结合常用的隔离与非隔离电源,我们从直观上就可得出它们的一些优缺点,如表 1和表2所示,两者的优缺点几乎是相反的。

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

对于上述的优缺点,大部分我们都很好理解,由于电源发生异常后,电源隔离与否对负载的危害大小,我们以Buck和它对应的隔离电路即正激电路来简单分析,如下列图示。

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图3 Buck电路

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图4 Buck开关管击穿后的电能量走向

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图5正激电路

电源方案选择:隔离还是非隔离好?

图6正激电路的开关管击穿后示意

  由图3和图4可知,对于Buck电路而言,若开关管击穿短路,由于没隔离,输入端较高的电压,直接通过电感作用在负载端,负载很可能因为过压烧毁。

  由图5和图6可知,对于正激电路而言,同样开关管击穿短路,对负载而言,只是失去了供电的电源而断电,不会对负载本身造成其它影响。

责任编辑:蔡亚微

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