隔離與非隔離電源特性PK

如果拿CPU比喻為電子系統的大腦，那么電源就相當于電子系統的心臟。隨著對電路設計中電源要求越來越高，隔離電源模塊應運而生，而對隔離電源你又了解多少？

隨著電子行業的發展，對電源的要求越來越高，體積更小，可靠性更高，電源模塊作為集成器件應運而生。其具有隔離作用，抗干擾能力強，自帶保護功能，便于后期系統集成等優點被越來越廣泛的應用。

但是在選擇合適的模塊時，經常會碰到一個參數“隔離電壓”，隔離電壓越高，模塊的價格就越貴，那么就會好奇了，什么是隔離電壓，該選擇什么等級的合適呢？

電源的隔離耐壓在GB-4943國標中又叫抗電強度，這個GB-4943標準就是我們常說的信息類設備的安全標準，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國家標準，其中包括避免人受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。如下圖1為隔離電源結構圖。

圖1 隔離電源結構圖

作為模塊電源的重要指標，標準中也規定了隔離耐壓相關測試方法，簡單的測試時一般采用等電位連接測試，連接示意圖如下：

圖2 隔離耐壓測試示意圖

測試方法：

· 將耐壓計的電壓設為規定的耐壓值，電流設為規定的漏電流值，時間設為規定的測試時間值；

· 操作耐壓計開始測試，開始加壓，在規定的測試時間內，模塊應無擊穿，無飛弧現象。

注意在測試時焊接電源模塊要選取合適的溫度，避免反復焊接，損壞電源模塊。

那么隔離電源與非隔離電源比較有什么的優缺點呢？

表 1 隔離電源與非隔離電源優缺點

通過了解隔離與非隔離電源的優缺點可知，它們各有優勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們可遵循以下判斷條件：

· 系統前級的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源；

· 電路板內的IC或部分電路供電，從性價比和體積出發，優先選用非隔離的方案；

· 對于遠程工業通信的供電，為有效降低地電勢差和導線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個通信節點單獨供電；

· 對于采用電池供電，對續航力要求嚴苛的場合，采用非隔離供電；

· 對安全有要求的場合，如需接市電的AC-DC，或醫療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場合還必須用加強隔離的電源。

一般場合使用對模塊電源隔離電壓要求不是很高，但是更高的隔離電壓可以保證模塊電源具有更小的漏電流，更高的安全性和可靠性，并且EMC特性也更好一些，因此目前業界普遍的隔離電壓水平為1500VDC以上。