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电源模块中隔离电压3000VDC的作用都有哪些?

2018-10-10来源: EEWORLD 要害字:隔离电压

随着嵌入式行业的快速生长,在种种行业应用中电源要求也越来越高,为保证系统的稳定性,隔离电源应运而生。但隔离电源中要害指标——隔离电压指的是什么?与爬电距离有什么关系?本文将从隔离电源的原理为你揭晓。

 

微电子行业的高速生长,产物使用场所的电磁情况也越来越庞大,产物的稳定性也受到很大的影响。嵌入式产物的生产公司对产物加入种种隔离器件或隔离电路来淘汰事情现场的滋扰,增强设备稳定性。

 

电源作为嵌入式设备能源供应部门,是产物稳定事情的前提。电源的隔离尤为重要,电源隔离模块的应用也成为嵌入式设备设计的必备品。

 

在工业设备中,要求两个设备之间的电源隔离,接纳带变压器的直流变换器,将两个电源之间离隔,使他们相互独立,从而淘汰外界滋扰!

 

一、隔离电源的隔离耐压和爬电距离介绍

 

1、隔离电源的隔离耐压介绍

 

 

图1  隔离电源内部框图

 

如图1所示,隔离DC-DC电源模块内部框图。

 

隔离耐压指的是两个没有直接电气连接的系统所能蒙受的最高绝缘电压。

 

电源隔离使用场所差异,对应的参数选择也不用。如:AD-DC电源隔离,一般的工业场所要求隔离耐压在3000VAC到4000VAC;DC-DC电源隔离一般工业场所要求1000VDC到2000VDC,特殊行业可能会高,医疗行业有要求6000VDC。

 

首先区别一下各项电压指标的单元,常见的又ADC、VAC和RMS,具体如下所示。

 

VAC/VDC划分指交流电压与直流电压,但隔离耐压中交流与直流不能简朴的进行换算,例如,3000VAC的幅值电压有4242V,但在实际应用中隔离耐压3000VAC与4242VDC并不等效。具体原因包罗两点,其一,对于隔离模块,输入输出之间是存在隔离电容,对于直流信号,电容的阻抗无限大,因此隔离电容的巨细对于直流信号没有太大的影响,而对于交流信号就会有较大的影响,体现在漏电流会变大,或者直接超标,系统报警。第二,AC与DC的另一个区别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降低,通常介电常数越高,绝缘能力越强。

 

RMS是指真有效值,简朴而言即代表交流电相当于直流电在单元时间内所做的功。也就是真有效值为10V的交流电与10V的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。该单元通常不作为隔离耐压的计量单元。

 

2、隔离电源爬电距离介绍

 

如何保证隔离耐压的稳定性和宁静性,保证隔离电源模块不被击穿,我们就要盘算爬电距离。两个导电部件之间,或一个导电部件与设备及易接触外貌之间沿绝缘质料外貌丈量的最短空间距离沿绝缘外貌放电的距离即泄漏距离也称爬电距离,爬电距里=外貌距离/系统最高电压,凭据污秽水平差异。

 

 

图2  爬电距离示意图

 

在IEC60950、GB4943-2011尺度中,划定了差异电压品级需要的最小宁静距离,而宁静距离又包罗电气间距和爬电距离两种。对于开关电源主要需要保证最小宁静距离的地方有以下两个方面:

 

 一次侧电路对外壳(掩护地)的宁静距离;

 

 一次侧电路对二次侧电路之间的宁静距离。

 

隔离电源相较于非隔离电源的优劣势如下图3所示。

 

 

图3  隔离电源与非隔离电源对比

 

二、隔离电源的应用

 

嵌入式产物的应用场所种种滋扰都市对产物的稳定性带来威胁,在产物设计阶段,选择好的隔离电源模块和隔离通信模块,能有效的屏蔽使用情况带来的滋扰,对产物的稳定事情带来保障。

 

我们经常会在媒体上看见一些手机充电爆炸,手机充电时触电的新闻报道。隔离电源模块能够很好的保证产物的稳定事情,更重要的是掩护使用者的生命和工业宁静。

 

隔离电源目前使用有两种方式,器件分立搭建与接纳DC-DC电源模块,对好比下所示。

 

1、方案选择

 

在产物性能需求稍微明了之后,那接下来就是开始设计开发了,首先要做的就是电路方案的选取了,下面为各人列举一些比力常见的“反面教材”。

 

好比设计开发一个市电交流输入转直流输出的,许多人的第一时间就想到接纳工频变换电路方案,因为此方案比力简朴,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。使用此方案的产物的效率很是低,而且产物的体积会很是之大,在应用中还陪同着让人很是闹心的工频涡流声。而模块方案选用合适的变压器,而且多重工序层层保证变压器的产物一致性,保证产物最终性能。

 

 

图4  变压器方案对比

 

2、物料选型及PCB设计

 

电路方案确定之后,接下来就需要进行产物性能参数的设计,要对电路方案中的电子元器件进行参数设计、盘算与结构物料选型,在这个环节必须从多方面进行权衡。

 

其一,物料的选型。在专业的模块电源厂商就可以做到兼得,会凭据产物的差异规格需求,差异的应用条件,舍掉无需的物料规格,选择最优的所需物料规格。

 

其二,电源模块的PCB的设计。因为模块电源产物有模块电源的PCB设计规范要求,它要考虑散热设计、EMC设计、滋扰设计和生产工艺设计等等,涉及的内容非产多,所以PCB设计在模块电源产物开发历程中是作为最重要的环节之一来看待的,如图5所示。

 

 

图5  PCB设计要求

 

致远电子隔离DC-DC电源可为用户系统提供稳定、可靠的驱动电压,并有效解决静电、浪涌所导致的供电不稳问题,是板内数据收罗、通讯等子系统供电的理想方案。隔离电压品级笼罩1000VDC-6000VDC,满足所有工况需求。    

 

与传统的设计相比,致远电子定压系列隔离电源模块从拓扑结构、芯片方案到元器件均接纳业内最优方案 ,具备更高的集成度与可靠性, 能够为用户I/O及通信隔离等应用提供尺度、可靠的解决方案。

 

 

 

 

 

 

 


要害字:隔离电压

编辑:muyan 引用地址:/dygl/2018/ic-news101028744.html
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