入门必看|隔离电源和非隔离电源详解-KIA MOS管

隔离电源和非隔离电源

在产品设计时，倘若没有考虑应用环境对电源隔离的要求，产品到了应用时就会出现因设计方案的不当导致的系统不稳定，甚至出现高压损坏后级负载的情况，以及出现危害人身财产安全的情况。因此产品设计是否需要隔离至关重要。

隔离电源的选型要注意哪些事项？如何区分电源是隔离与非隔离？业内通用的看法是：

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，采用变压器的隔离电源如下图所示：

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。以隔离的反激电路和非隔离的BUCK电路为例，非隔离电源如图2所示。

隔离电源与非隔离电源，如下图。

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，两者的优缺点几乎是相反的。

使用隔离或非隔离的电源，需了解实际项目对电源的需求是怎样的，但在此之前，可了解下隔离和非隔离电源的主要差别：

①隔离模块的可靠性高，但成本高，效率差点。

②非隔离模块的结构很简单，成本低，效率高，安全性能差。

因此，在如下几个场合，建议用隔离电源：

①涉及可能触电的场合，如从电网取电，转成低压直流的场合，需用隔离的AC-DC电源；

②串行通信总线通过RS-232、RS-485和控制器局域网(CAN)等物理网络传送数据，这些相互连接的系统每个都配备有自己的电源，而且各系统之间往往间隔较远，

因此，我们通常需要隔离电源进行电气隔离来确保系统的物理安全，且通过隔离切断接地回路，来保护系统免受瞬态高电压冲击，同时减少信号失真；

③对外的I/O端口，为保证系统的可靠运行，也建议对I/O端口做电源隔离。

总结的表如表1所示，两者的优缺点几乎是相反的。

隔离电源与非隔离电源的选择通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电选择，我们已可做成准确的判断：

①系统前级的电源，为提高抗干扰性能，保证可靠性，一般用隔离电源。

② 电路板内的IC或部分电路供电，从性价比和体积出发，优先选用非隔离的方案。

③ 对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源，为保证人身的安全，必须用隔离电源，有些场合还必须用加强隔离的电源。

④ 对于远程工业通信的供电，为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响，一般用隔离电源为每个通信节点单独供电。

⑤ 对于采用电池供电，对续航力要求严苛的场合，采用非隔离供电。

通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知，它们各有优势，对于一些常用的嵌入式供电设计，我们可总结出其选择的场合。

1、隔离电源

系统前级的电源，为提高抗干扰性能，保证可靠性，一般用隔离电源；

对安全有要求的场合，如需接市电的AC-DC，或医疗用的电源和白色家电，为保证人身的安全，   必须用隔离电源，如MPS的MP020，为原边反馈隔离型AC-DC，适合于1~10W应用 ；

对于远程工业通信的供电，为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响，一般用隔离电源为每个通信节点单独供电。

2、非隔离电源

电路板内的IC或部分电路供电，从性价比和体积出发，优先选用非隔离的方案；如MPS的MP150/157/MP174系列buck型非隔离AC-DC，适合于1~5W应用；

对于工作电压低于36V，采用电池供电，对续航力要求严苛的场合，优先采用非隔离供电，如MPS的MP2451/MPQ2451。

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