电源隔离是个大问题（了解电源隔离的一些基本知识）

电子芯期天 2023-03-15 07:30

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关于电源隔离的一些基本知识，有好多专家和大咖或专业电源书籍，已经有很多人介绍了。

本文从认识反激电源FlyBuck拓扑隔离，简单地对具体的电源的隔离做一些介绍

那么这里大家看到是一个典型的电路图

左边是常用的输入电源，我们最常见的是一个AC电源，右边是一个负载。就是我们各种家用电器以及各种直流负载。实际上，因为输入电压是比较高的，然后输出是用户最有可能接收到这个负载的，所以说，如果输入输出端没有断开的话对输出端的使用者安全性有一个很大的威胁，所以在我们的安规里面规定在输入和输出端，必须做一个定向的隔离。

作为一个定向的隔离，我们的方式有多种；常见的是下面三种
如下图是最常见是磁性的隔离方式,，还有电容性的隔离方式，以及光的隔离方式。

下面是一个典型的隔离的原理图。

从图里面我们可以看到有三种隔离方式，第一种最常见的是我们的变压器。即采用的是磁隔离的方式，

第二种是一个横跨在原边和副边的之间的电容，采用一种电容性的隔离方式。第三是作为一种反馈应用的光，我们从副边发送过来的一个电流传信号，通过光传到原边，由原边来做控制速度开关的一个参考信号。

那么原理图里面这根黑色的虚线就是，隔离原边和副边之间的这条虚线，我们通常都会称它为一个隔离。

下图对于各种电源中常见隔离拓扑的简单分类

对于各种常见的隔离拓扑

从对于电源的各种常见隔离拓扑分类看，都是按照一个简单的经验，根据不同的应用功率，来采用合适的隔离拓扑。

比如小于100W场合，常用的各种适配器的场合，即用反激变换器的拓扑地方，对于小于10W的负载电源的功耗，用一个FlyBuck拓扑，如果功率更大的，如100W~250W之间这时候用一个正激拓扑比较合适，如果功率更大在250W~500W 时，半桥是一个选择，如果功率再往上走，比如400W以上到1000W以下这个时候全桥是一个比较好的选择。

下面的这个图是我们常见的FlyBack，

FlyBack就是我们常用的各种电源，手机的适配器就是最常见的一种模式，它的最大的特点是它很简单，我们从电源图中可以看到它基本上有三个主要的元器件，我们的主开关管Q1，整流二极管D1，这时候可以看到整个系统非常简单，它主要的功率源就是主管开通的时候，它能够把输入端的能量储存在变压器中，然后当主管关断的时候，能量通过副边的D1传到副边去，反激变换器的一个重要的工作特点。

我们可以从电源工作的时序图看一些具体的关断过程。

Q1开通是对应于我们最上面这个，会有一个系统电压这时候Q1是导通的，会有一个电流流过，这时对于副边来说因为D1负向打压，所以D1这时是一个阻断的，看到一个回路是从输入端经过原边的绕组，经过我们的Q1 进行电流的一个回路。

我们看到右边的图，阴影的部分，如果这个时候如果进入off键就是Q1关断之后，我们第一因为迫使它D1导通

进入了off的阶段，从右边的图可以看到，在off的阶段的时候，副边会有一个电压，直接输出到输出电容上。

下面说一下一个隔离电阻拓扑，如下图

是一个Fly-Buck ，跟前面的FlyBack有些类似但它最主要是用于最常见的给各种显示屏幕供电的buck电路中，

这个图是Fly-Buck的简单的电路示意图，如果我们忽略掉上面这块，就是D1跟Ns这块的一个辅助的输出绕组的回路来说，就是在有Ci 、Q1、 Q2 、Np还有是Co1 。

其实这个是非常典型的同步整流的典型 Buck电路。

我们可以看到同步整流的Buck电路在Q1开通的时候，是一个典型的充电模式，对于副边，我们的Ns Np是处于一个新的状态，这时候D1是处于截止状态，所以我们的Buck电路处于正向充电的过程，这个状态刚好对应于我们右边这个波形 Vg1处于On的状态，如果Q1关断了之后 Q1不再打开，因为是同步整流电 Q2就会做一个互补的开关，这个时候就有了。