跟着嵌入式职业的快速开展,在各种职业运用中电源要求也越来越高,为确保体系的安稳性,阻隔电源应运而生。但阻隔电源中要害目标——阻隔电压指的是什么?与爬电间隔有什么关系?本文将从阻隔电源的原理为你揭晓。
微电子职业的高速开展,产品运用场合的电磁环境也越来越杂乱,产品的安稳性也遭到很大的影响。嵌入式产品的出产公司对产品参加各种阻隔器材或阻隔电路来削减作业现场的搅扰,增强设备安稳性。
电源作为嵌入式设备动力供应部分,是产品安稳作业的条件。电源的阻隔尤为重要,电源阻隔模块的运用也成为嵌入式设备规划的必备品。
在工业设备中,要求两个设备之间的电源阻隔,选用带变压器的直流改换器,将两个电源之间离隔,使他们彼此独立,然后削减外界搅扰!
一、阻隔电源的阻隔耐压和爬电间隔介绍
1、阻隔电源的阻隔耐压介绍
图1 阻隔电源内部框图
如图1所示,阻隔DC-DC电源模块内部框图。
阻隔耐压指的是两个没有直接电气衔接的体系所能接受的最高绝缘电压。
电源阻隔运用场合不同,对应的参数挑选也不必。如:AD-DC电源阻隔,一般的工业场合要求阻隔耐压在3000VAC到4000VAC;DC-DC电源阻隔一般工业场合要求1000VDC到2000VDC,特别职业可能会高,医疗职业有要求6000VDC。
首要差异一下各项电压目标的单位,常见的又ADC、VAC和RMS,详细如下所示。
VAC/VDC别离指沟通电压与直流电压,但阻隔耐压中沟通与直流不能简略的进行换算,例如,3000VAC的幅值电压有4242V,但在实践运用中阻隔耐压3000VAC与4242VDC并不等效。详细原因包含两点,其一,关于阻隔模块,输入输出之间是存在阻隔电容,关于直流信号,电容的阻抗无限大,因而阻隔电容的巨细关于直流信号没有太大的影响,而关于沟通讯号就会有较大的影响,表现在漏电流会变大,或许直接超支,体系报警。第二,AC与DC的另一个差异在于频率会影响绝缘介质的介电常数,频率会导致绝缘介质的介电常数下降,一般介电常数越高,绝缘才能越强。
RMS是指真有用值,简略而言即代表沟通电相当于直流电在单位时刻内所做的功。也便是真有用值为10V的沟通电与10V的直流电对相同的负载在相同的时刻下所做的功相同。该单位一般不作为阻隔耐压的计量单位。
2、阻隔电源爬电间隔介绍
怎么确保阻隔耐压的安稳性和安全性,确保阻隔电源模块不被击穿,咱们就要核算爬电间隔。两个导电部件之间,或一个导电部件与设备及易触摸外表之间沿绝缘材料外表丈量的最短空间间隔沿绝缘外表放电的间隔即走漏间隔也称爬电间隔,爬电距里=外表间隔/体系最高电压,依据污秽程度不同。
图2 爬电间隔示意图
在IEC60950、GB4943-2011规范中,规则了不同电压等级需求的最小安全间隔,而安全间隔又包含电气间隔和爬电间隔两种。关于开关电源首要需求确保最小安全间隔的当地有以下两个方面:
一次侧电路对外壳(维护地)的安全间隔;
一次侧电路对二次侧电路之间的安全间隔。
阻隔电源相较于非阻隔电源的优劣势如下图3所示。
图3 阻隔电源与非阻隔电源比照
二、阻隔电源的运用
嵌入式产品的运用场合各种搅扰都会对产品的安稳性带来要挟,在产品规划阶段,挑选好的阻隔电源模块和阻隔通讯模块,能有用的屏蔽运用环境带来的搅扰,对产品的安稳作业带来确保。
咱们常常会在媒体上看见一些手机充电爆破,手机充电时触电的新闻报道。阻隔电源模块可以很好的确保产品的安稳作业,更重要的是维护运用者的生命和产业安全。
阻隔电源现在运用有两种方法,器材分立建立与选用DC-DC电源模块,比照如下所示。
1、计划挑选
在产品功能需求略微明晰之后,那接下来便是开端规划开发了,首要要做的便是电路计划的选取了,下面为我们罗列一些比较常见的“反面教材”。
比方规划开发一个市电沟通输入转直流输出的,很多人的第一时刻就想到选用工频改换电路计划,由于此计划比较简略,一个工频变压器,再加上个整流滤波就可以搞定,如下图4所示。运用此计划的产品的功率十分低,而且产品的体积会十分之大,在运用中还伴跟着让人十分堵心的工频涡流声。而模块计划选用适宜的变压器,而且多重工序层层确保变压器的产品一致性,确保产品终究功能。
图4 变压器计划比照
2、物料选型及PCB规划
电路计划确认之后,接下来就需求进行产品功能参数的规划,要对电路计划中的电子元器材进行参数规划、核算与结构物料选型,在这个环节有必要从多方面进行权衡。
其一,物料的选型。在专业的模块电源厂商就可以做到兼得,会依据产品的不同规范需求,不同的运用条件,舍掉无需的物料规范,挑选最优的所需物料规范。
其二,电源模块的PCB的规划。由于模块电源产品有模块电源的PCB规划规范要求,它要考虑散热规划、EMC规划、搅扰规划和出产工艺规划等等,触及的内容非产多,所以PCB规划在模块电源产品开发过程中是作为最重要的环节之一来对待的,如图5所示。
图5 PCB规划要求
致远电子阻隔DC-DC电源可为用户体系供给安稳、牢靠的驱动电压,并有用处理静电、浪涌所导致的供电不稳问题,是板内数据收集、通讯等子体系供电的抱负计划。阻隔电压等级掩盖1000VDC-6000VDC,满意一切工况需求。
与传统的规划比较,致远电子定压系列阻隔电源模块从拓扑结构、芯片计划到元器材均选用业界最优计划 ,具有更高的集成度与牢靠性, 可以为用户I/O及通讯阻隔等运用供给规范、牢靠的处理计划。