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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,經過高壓整流濾波得到一個直流高壓,供DC/DC變換器在輸出端獲得一個或幾個穩定的直流電壓,功率從幾瓦-幾千瓦均有產品,用于不同場合。
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載的稱為“整流”,功率流由負載返回電源的稱為“有源逆變”。
AC/DC變換器輸入為50/60Hz的交流電,因必須經整流、濾波,因此體積相對較大的濾波電容器是必不可少的,同時因遇到安全標準(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流輸入側必須加EMC濾波及使用符合安全標準的元件,這樣就限制AC/DC電源體積的小型化。
DC/DC電源指直流轉換為直流的電源,從這個定義上看,廣義的DCDC表示只要是直流轉直流都叫DCDC,LDO(低壓差線性穩壓器)芯片也應該屬于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,且這種轉換方式是通過開關方式實現的電源稱為DC/DC電源。(第一張圖中,狹義的DC/DC)
2、線性電源與開關電源
線性電源的調整管工作在放大狀態,因而發熱量大,效率低(與壓降多少有關),需要加體積龐大的散熱片。實現AC/DC時,還需要同樣也是大體積的工頻變壓器,當要制作多組電壓輸出時變壓器會更龐大。
開關電源的調整管工作在飽和和截至狀態,因而發熱量小,效率高。AC/DC電源省掉了大體積的變壓器。但開關電源輸出的直流上面會疊加較大的紋波(50mVat5Voutputtypical),在輸出端并接穩壓二極管可以改善,另外由于開關管工作時會產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。相對而言線性電源就沒有以上缺陷,它的紋波可以做的很小(5mV以下)。
開關電源通過不同的拓撲結構可以實現,降壓、升壓、升降壓。而線性電源只能實現降壓。
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、開關電源、逆變電源、交流穩壓電源、直流穩壓電源、DC/DC電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS電源、EPS應急電源、凈化電源、網絡電源、電力操作電源、適配器電源、線性電源、電源控制器/驅動器、功率電源、其他普通電源、逆變電源、參數電源、調壓電源、變壓器電源。
特種電源
特種電源又可細分為:岸電電源、安防電源、高壓電源、醫療電源、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指標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,或者對穩定度、動態響應及紋波要求特別高,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
在給嵌入式系統設計電源電路,或選用成品電源模塊時,要考慮的重要問題之一就是用隔離還是非隔離的電源方案。在進行討論之前,我們先了解下隔離與非隔離的概念,及兩者的主要特點。
電源隔離與非隔離的概念
電源的隔離與非隔離,主要是針對開關電源而言,業內比較通用的看法是:
1、隔離電源:電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接,輸入和輸出之間是絕緣的高阻態,沒有電流回路。
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缺點
由上述概念可知,對于常用的電源拓撲而言,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等拓撲。
結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缺點,兩者的優缺點幾乎是相反的。
使用隔離或非隔離的電源,需了解實際項目對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。
2、非隔離模塊的結構很簡單,成本低,效率高,安全性能差。
因此,在如下幾個場合,建議用隔離電源:
1、涉及可能觸電的場合,如從電網取電,轉成低壓直流的場合,需用隔離的AC-DC電源;
2、串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器局域網(CAN)等物理網絡傳送數據,這些相互連接的系統每個都配備有自己的電源,而且各系統之間往往間隔較遠,因此,我們通常需要隔離電源進行電氣隔離來確保系統的物理安全,且通過隔離切斷接地回路,來保護系統免受瞬態高電壓沖擊,同時減少信號失真;
3、對外的I/O端口,為保證系統的可靠運行,也建議對I/O端口做電源隔離。