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哈爾濱明緯電源介紹電源的分類
1、AC/DC與DC/DC
AC/DC是開關(guān)電源的其中一類。該類電源也稱一次電源——AC是交流,DC是直流,它,經(jīng)過(guò)高壓整流濾波得到一個(gè)直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個(gè)或幾個(gè)穩(wěn)定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產(chǎn)品,用于不同場(chǎng)合。
AC/DC電源管理芯片變換是將交流變換為直流,其功率流向可以是雙向的,功率流由電源流向負(fù)載的稱為“整流”,功率流由負(fù)載返回電源的稱為“有源逆變”。
AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經(jīng)整流、濾波,因此體積相對(duì)較大的濾波電容器是必不可少的,同時(shí)因遇到安全標(biāo)準(zhǔn)(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側(cè)必須加EMC濾波及使用符合安全標(biāo)準(zhǔn)的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化。
DC/DC電源指直流轉(zhuǎn)換為直流的電源,從這個(gè)定義上看,廣義的DCDC表示只要是直流轉(zhuǎn)直流都叫DCDC,LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)芯片也應(yīng)該屬于DC/DC電源。但是約定俗成的定義是:一般只將直流變換到直流,且這種轉(zhuǎn)換方式是通過(guò)開關(guān)方式實(shí)現(xiàn)的電源稱為DC/DC電源。(第一張圖中,狹義的DC/DC)
2、線性電源與開關(guān)電源
線性電源的調(diào)整管工作在放大狀態(tài),因而發(fā)熱量大,效率低(與壓降多少有關(guān)),需要加體積龐大的散熱片。實(shí)現(xiàn)AC/DC時(shí),還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當(dāng)要制作多組電壓輸出時(shí)變壓器會(huì)更龐大。
開關(guān)電源的調(diào)整管工作在飽和和截至狀態(tài),因而發(fā)熱量小,效率高。AC/DC電源省掉了大體積的變壓器。但開關(guān)電源輸出的直流上面會(huì)疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩(wěn)壓二極管可以改善,另外由于開關(guān)管工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的尖峰脈沖干擾,也需要在電路中串連磁珠加以改善。相對(duì)而言線性電源就沒(méi)有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
開關(guān)電源通過(guò)不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn),降壓、升壓、升降壓。而線性電源只能實(shí)現(xiàn)降壓。
3、普通電源與特種電源
電源分為普通電源和特種電源兩類。
普通電源
又可細(xì)分為:PC電源、整流電源、定制電源、加熱電源、焊接電源/電弧電源、電鍍電源、開關(guān)電源、逆變電源、交流穩(wěn)壓電源、直流穩(wěn)壓電源、DC/DC電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS電源、EPS應(yīng)急電源、凈化電源、網(wǎng)絡(luò)電源、電力操作電源、適配器電源、線性電源、電源控制器/驅(qū)動(dòng)器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數(shù)電源、調(diào)壓電源、變壓器電源。
特種電源
特種電源又可細(xì)分為:岸電電源、安防電源、高壓電源、醫(yī)療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。
特種電源即特殊種類的電源。所謂特殊主要是由于衡量電源的技術(shù)指標(biāo)要求不同于常用的電源,其主要是輸出電壓特別高,輸出電流特別大,或者對(duì)穩(wěn)定度、動(dòng)態(tài)響應(yīng)及紋波要求特別高,或者要求電源輸出的電壓或電流是脈沖或其它一些要求。
4、隔離電源與非隔離電源
在給嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)電源電路,或選用成品電源模塊時(shí),要考慮的重要問(wèn)題之一就是用隔離還是非隔離的電源方案。在進(jìn)行討論之前,我們先了解下隔離與非隔離的概念,及兩者的主要特點(diǎn)。
電源隔離與非隔離的概念
電源的隔離與非隔離,主要是針對(duì)開關(guān)電源而言,業(yè)內(nèi)比較通用的看法是:
1、隔離電源:電源的輸入回路和輸出回路之間沒(méi)有直接的電氣連接,輸入和輸出之間是絕緣的高阻態(tài),沒(méi)有電流回路。
2、非隔離電源:輸入和輸出之間有直接的電流回路,例如,輸入和輸出之間是共地的。
隔離電源與非隔離電源的優(yōu)缺點(diǎn)
由上述概念可知,對(duì)于常用的電源拓?fù)涠?,非隔離電源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等拓?fù)洹?/p>
結(jié)合常用的隔離與非隔離電源,我們從直觀上就可得出它們的一些優(yōu)缺點(diǎn),兩者的優(yōu)缺點(diǎn)幾乎是相反的。
使用隔離或非隔離的電源,需了解實(shí)際項(xiàng)目對(duì)電源的需求是怎樣的,但在此之前,可了解下隔離和非隔離電源的主要差別:
1、隔離模塊的可靠性高,但成本高,效率差點(diǎn)。
2、非隔離模塊的結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單,成本低,效率高,安全性能差。
因此,在如下幾個(gè)場(chǎng)合,建議用隔離電源:
1、涉及可能觸電的場(chǎng)合,如從電網(wǎng)取電,轉(zhuǎn)成低壓直流的場(chǎng)合,需用隔離的AC-DC電源;
2、串行通信總線通過(guò)RS-232、RS-485和控制器局域網(wǎng)(CAN)等物理網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù),這些相互連接的系統(tǒng)每個(gè)都配備有自己的電源,而且各系統(tǒng)之間往往間隔較遠(yuǎn),因此,我們通常需要隔離電源進(jìn)行電氣隔離來(lái)確保系統(tǒng)的物理安全,且通過(guò)隔離切斷接地回路,來(lái)保護(hù)系統(tǒng)免受瞬態(tài)高電壓沖擊,同時(shí)減少信號(hào)失真;
3、對(duì)外的I/O端口,為保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,也建議對(duì)I/O端口做電源隔離。
