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電源模塊中隔離電壓3000VDC的作用

来源: 发布时间:2020-04-02 12:56:00 次浏覽
隨著嵌入式行業的快速發展,在各種行業應用中電源要求也越來越高,爲保證系統的穩定性,隔離电源应运而生。但隔離电源中关键指标——隔離電壓指的是什麽?與爬電距離有什麽關系?
微电子行业的高速发展,产品使用场合的电磁环境也越来越复杂,产品的稳定性也受到很大的影响。嵌入式产品的生产公司对产品加入各种隔離器件或隔離电路来减少工作现场的干扰,增强设备稳定性。
电源作为嵌入式设备能源供给部分,是产品稳定工作的前提。电源的隔離尤为重要,电源隔離模块的应用也成为嵌入式设备設計的必备品。
在工业设备中,要求两个设备之间的电源隔離,采用带变压器的直流变换器,将两个电源之间隔开,使他们相互独立,从而减少外界干扰!
一、隔離电源的隔離耐压和爬电距离介绍 
隔離耐压指的是两个没有直接电气连接的系统所能承受的最高绝缘電壓。

电源隔離使用场合不同,对应的参数选择也不用。如:AD-DC 电源隔離,一般的工业场合要求隔離耐压在 3000VAC 4000VACDC-DC 电源隔離一般工业场合要求 1000VDC 2000VDC,特殊行業可能會高,醫療行業有要求 6000VDC
首先区别一下各项電壓指标的单位,常见的又 ADCVAC RMS
VAC/VDC 分别指交流電壓與直流電壓,但隔離耐压中交流與直流不能简单的进行换算,例如,3000VAC 的幅值電壓有 4242V,但在实际应用中隔離耐压 3000VAC 4242VDC 并不等效。具体原因包括两点,其一,对于隔離模块,输入输出之间是存在隔離电容,对于直流信号,电容的阻抗无限大,因此隔離电容的大小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,表现在漏电流会变大,或者直接超标,系统报警。第二,AC DC 的另一個區別在于頻率會影響絕緣介質的介電常數,頻率會導致絕緣介質的介電常數降低,通常介電常數越高,絕緣能力越強。
RMS 是指真有效值,簡單而言即代表交流電相當于直流電在單位時間內所做的功。也就是真有效值爲 10V 的交流电與 10V 的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。该单位通常不作为隔離耐压的计量单位。
2、隔離电源爬电距离介绍
如何保证隔離耐压的稳定性和安全性,保证隔離電源模塊不被击穿,我们就要计算爬电距离。两个导电部件之间,或一个导电部件與设备及易接触表面之间沿绝缘材料表面测量的最短空间距离沿绝缘表面放电的距离即泄漏距离也称爬电距离,爬电距里=表面距離 / 系统最高電壓,根据污秽程度不同。 
IEC60950GB4943-2011 标准中,规定了不同電壓等级需要的最小安全距离,而安全距离又包括电气间距和爬电距离两种。对于開關電源主要需要保證最小安全距離的地方有以下兩個方面:
l一次側電路對外殼(保護地)的安全距離;
l一次側電路對二次側電路之間的安全距離。 
二、隔離电源的应用
嵌入式产品的应用场合各种干扰都会对产品的稳定性带来威胁,在产品設計阶段,选择好的隔離電源模塊和隔離通信模块,能有效的屏蔽使用环境带来的干扰,对产品的稳定工作带来保障。
 
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。隔離電源模塊能够很好的保证产品的稳定工作,更重要的是保护使用者的生命和财产安全。
隔離电源目前使用有两种方式,器件分立搭建與采用 DC-DC 電源模塊 
1、方案選擇
在産品性能需求稍微明了之後,那接下來就是開始設計開發了,首先要做的就是電路方案的選取了比如設計開發一個市電交流輸入轉直流輸出的,很多人的第一時間就想到采用工頻變換電路方案,因爲此方案比較簡單,一個工頻變壓器,再加上個整流濾波就可以搞定,使用此方案的産品的效率非常低,並且産品的體積會非常之大,在應用中還伴隨著讓人非常鬧心的工頻渦流聲。而模塊方案選用合適的變壓器,並且多重工序層層保證變壓器的産品一致性,保證産品最終性能。 
2、物料選型及 PCB 設計
电路方案确定之后,接下来就需要进行产品性能参数的設計,要对电路方案中的电子元器件进行参数設計、计算與结构物料选型,在这个环节必须从多方面进行权衡。
其一,物料的選型。在專業的模塊電源廠商就可以做到兼得,會根據産品的不同規格需求,不同的應用條件,舍掉無需的物料規格,選擇最優的所需物料規格。
其二,電源模塊的 PCB 的設計。因为模塊電源産品有模塊電源 PCB 設計规范要求,它要考虑散热設計、EMC 設計、干扰設計和生产工艺設計等等,涉及的内容非常多,所以 PCB 設計在模塊電源産品開發過程中是作爲最重要的環節之一來對待的。
卓轩电子隔離 DC-DC 电源可为用户系统提供稳定、可靠的驱动電壓,并有效解决静电、浪涌所导致的供电不稳问题,是板内数据采集、通讯等子系统供电的理想方案。隔離電壓等级覆盖 1000VDC-6000VDC,滿足所有工況需求。    
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