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ag在线平台网站电源模块中隔离电压3000VDC的作用都有哪些?
时间:2021-04-14 18:48

  随着嵌入式行业的快速发展,在各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。但隔离电源中关键指标——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离器件或隔离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,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!

  电源隔离使用场合不同,对应的参数选择也不用。如:AD-DC电源隔离,一般的工业场合要求隔离耐压在3000VAC到4000VAC;DC-DC电源隔离一般工业场合要求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位,常见的又ADC、VAC和RMS,具体如下所示。

  VAC/VDC分别指交流电压与直流电压,但隔离耐压中交流与直流不能简单的进行换算,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。具体原因包括两点,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,简单而言即代表交流电相当于直流电在单位时间内所做的功。也就是线V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离耐压的计量单位。

  如何保证隔离耐压的稳定性和安全性,保证隔离电源模块不被击穿,我们就要计算爬电距离。两个导电部件之间,或一个导电部件与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=表面距离/系统最高电压,根据污秽程度不同。

  在IEC60950、GB4943-2011标准中,规定了不同电压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。对于开关电源主要需要保证最小安全距离的地方有以下两个方面:

  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。隔离电源模块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。

  隔离电源目前使用有两种方式,器件分立搭建与采用DC-DC电源模块,对比如下所示。

  在产品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,下面为大家列举一些比较常见的“反面教材”。

  比如设计开发一个市电交流输入转直流输出的,很多人的第一时间就想到采用工频变换电路方案,因为此方案比较简单,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。使用此方案的产品的效率非常低,并且产品的体积会非常之大,在应用中还伴随着让人非常闹心的工频涡流声。而模块方案选用合适的变压器,并且多重工序层层保证变压器的产品一致性,保证产品最终性能。

  电路方案确定之后,接下来就需要进行产品性能参数的设计,要对电路方案中的电子元器件进行参数设计、计算与结构物料选型,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,会根据产品的不同规格需求,不同的应用条件,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。因为模块电源产品有模块电源的PCB设计规范要求,它要考虑散热设计、EMC设计、干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。

  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,是板内数据采集、通讯等子系统供电的理想方案。隔离电压等级覆盖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采用业内最优方案 ,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标准、可靠的解决方案。

  的情况下,必须使用高压牵引电池为12 V系统完全供电。这提出了一个有趣的设计要求。牵引逆变器系统很可能在800 V左右的DC电压下运行。这个高DC电压会转换为AC,以驱动牵引电机。但是,电动汽车中的牵引电池并不是通过简单地串联多个12 V电池去产生800 V电压,它是一个密封的单元。该高压系统的加入及其在车辆中的作用意味着12 V系统现在通常被当作辅助系统。它为牵引系统(包括牵引控制系统)的所有辅助设备提供动力。现在,主高压电池负责为12 V辅助系统供电,以使电池保持荷电状态。出于安全考虑,操作时需要在2个电压域之间保持电气隔离。图1 电动汽车的关键组件(来源:Energy.Gov)隔离至关重要

  在电动汽车中的应用 /

  在保护人员、ag在线平台网站抗噪以及处理子系统之间的接地电位差等领域中,我们都需要一个“它”。你可以在以下应用中对“它”进行设计,如电机驱动器、太阳能逆变器、DC充电(桩)站、工业机器人、不间断电源、牵引逆变器、车载充电器和DC/DC转换器。我说的“它”指的就是电流隔离。包括我上述提及的系统在内,许多系统需要通过隔离势垒将电流和电压信息从一个电源域传输到另一个电源域,以便进行监视和控制。那么如何在隔离势垒上传输模拟信息呢?答案是使用隔离放大器和隔离模数转换器(ADCs),后者也被称为隔离δ-Σ调制器。设计这些系统时,面临的一大难题是如何为隔离放大器或ADC供电。通常来说,它们需要两个电源——高侧电源

  感应设计 /

  至 265VAC 之间的全波整流 AC 输入电压,转换为额定 8.0V 的 DC 输出。其中采用非隔离式设计,无需使用外部变压器,外部组件的数量也非常少,可节省空间及物料清单成本。AP3917 降压切换器的无负载耗电量不到 30mW,特别适合连接 AC 插座且长时间以待机模式运作的小型装置。AP3917 的低耗电及尺寸小等特性,也适合用于持续连接但并不一定运作的物联网装置。AP3917BS7-13 采用表面黏着 SO-7 封装,供应数量以 4,000 个为单位。

  AC-DC 转换 /

  TL431 并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的 IC,其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图 1 是 TL431 及典型应用电路(用于调节隔离式电源输出)的方框图。TL431 在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3 和 R5 电阻分压器以及 TL431 的内部参考电压可设定输出电压。在 TL431 内部,误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接 TL431 的 K (阴极)引脚,而且还可驱动一个光耦合器,其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于 TL431 阴极与 REF 引脚之间的补偿组件形成。图 1. 常用于调节隔离式电源输出电压的 TL431 电路。在转换器

  TL431 并联稳压器或许是隔离式开关电源中最常见的 IC,其可提供低成本的简单方式精确调节输出电压。图 1 是 TL431 及典型应用电路(用于调节隔离式电源输出)的方框图。TL431 在单个三端器件中整合一个内部参考和一个放大器。R3 和 R5 电阻分压器以及 TL431 的内部参考电压可设定输出电压。在 TL431 内部,误差放大器输出可驱动晶体管的基极。晶体管集电器不仅可连接 TL431 的 K (阴极)引脚,而且还可驱动一个光耦合器,其可将隔离边界的误差信号发送至主控制器。反馈环路的频率响应由位于 TL431 阴极与 REF 引脚之间的补偿组件形成。图 1. 常用于调节隔离式电源输出电压的 TL431 电路。在转换器

  通信和工业应用模拟接口零部件主要供应商Avago Technologies (Nasdaq: AVGO),日前宣布推出新系列光学隔离电压传感器产品,这个系列为业内第一个采用特别面向电压感应优化Sigma-Delta调制技术的光隔离放大器产品,目标应用包括常见于电机驱动、开关电源和可再生能源系统中电子功率转换系统的电压感应,以及IGBT模块中NTC热敏电阻隔离的传感器接口,ACPL-C87B、C87A和C870提供设计工程师2V输入电压范围以及1GΩ的高输入阻抗。对于通用型应用,建议使用±1%增益误差的ACPL-C87A和±3%增益误差的ACPL-C870,对于高精密度要求,例如需要精确追踪因阳光条件变化所产生直流母线电压变动

  单通道工业电压和电流输出驱动器,隔离式,已通过 EMCEMI 测试测试数据

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