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【技术分享】电源模块应用疑惑与解惑

原创 ZLG致远电子 2023-07-26 11:35
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在电源模块选型应用中，曾经是否会因选用隔离电源模块还是非隔离电源模块而难做抉择？本文可以让你能快速做出判断，选择合理的供电方案，能够保证系统安全平稳运行。


  电源模块应用疑惑

客户在电源模块应用过程中曾经出现过这样的应用场景，如下图1所示，客户选用了一个带隔离变压器的电源模块，然后把输入输出的地连在一起使用，可以正常工作，不影响使用，但客户考虑长久使用的可靠性进行了技术交流沟通。

客户这个应用是隔离电源用成了非隔离电源，这样应用的结果是隔离电源和非隔离电源的缺点都占有了，而非隔离电源应用的优点又没沾上，这样的应用方案存在缺陷，不推荐这样的应用。
图1 客户的应用电路图


  电源模块应用解惑

客户上面的应用就是涉及隔离和非隔离电源模块的问题，要解决客户的应用疑惑，首先需要对电源模块的隔离和非隔离有所了解，下面两个电路图可以直观的做出隔离和非隔离电路的辨识，图2是隔离电路，图3是非隔离电路。

图2 常见隔离电路图
图3 常见非隔离电路图

隔离电源的特点是输入输出通过隔离器件隔离，输入到输出的能量是隔离变压器进行传递，信号传递是通过光电耦合器；输入输出间没有直接的电气连接，存在高阻抗的隔离。隔离电源的优点是抗干扰能力强，安全性好；缺点是转换效率低，体积大。

非隔离电源的特点是输入输出共地，存在直接的电气连接。非隔离电源的优点是转换效率高，体积可以做小；缺点是因为输入输出共地，安全性较差，抗干扰能力差。
隔离电源和非隔离电源涉及安全和抗干扰性，所以应用场合还有些许差异。
1. 隔离电源的应用场景
隔离电源的安全性高，所以适用于涉及人身安全的需防触电的场合，比如医疗行业电源，高压转低压场合；需求电源前端损坏，能保护负载电路的场合。
需要提升抗干扰的场合，比如系统前端电源，如图4所示。远程工业通信场合，每个通信节点用隔离电源供电可以降低因导线耦合的干扰。

图4 隔离电源应用图

2. 非隔离电源的应用场景
非隔离产品效率高，抗干扰能力差，适合纯净的用电环境和损耗需求较低的场合，比如家庭灯具供电场合，由电池供电的仪表仪器需求空载损耗小，长续航的场合。系统的后级电路，给后级的系统芯片供电。
很多场合下隔离电源和非隔离电源是一起用的，这种场合隔离电源用在前端电路，非隔离电源用在后级供电电路，如参考下图5，这是一个工控板的隔离电源和非隔离电源的一个应用场景。

图5 工控板电源模块应用场景框图

有些要求不高的场合，可用非隔离电源也可以用隔离电源，这种情况就要结合实际，选用最合适的方案。

表1 电源选型表

产品系列

E-UHBDD-10W

P-FKS-1W

P7805MT-1000

隔离耐压

1500VDC

3000VDC

--

效率

87%

83%

90%

保护功能

输入欠压保护，输出过压、过流、短路保护

输出短路保护

输出短路保护


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