【導讀】電dian源yuan是shi電dian子zi係xi統tong的de心xin髒zang
，工gong業ye應ying用yong中zhong，為wei係xi統tong前qian級ji或huo接jie口kou供gong電dian的de電dian源yuan一yi般ban都dou要yao求qiu有you高gao的de抗kang幹gan擾rao性xing能neng，各ge種zhong隔ge離li型xing的de模mo塊kuai電dian源yuan模mo塊kuai應ying運yun而er生sheng。你ni或huo許xu知zhi道dao隔ge離li電dian源yuan的de設she計ji方fang案an，但dan你ni真zhen的de能neng夠gou設she計ji出chu一yi款kuan穩wen定ding的de電dian源yuan嗎ma？本ben文wen為wei你ni揭jie秘mi。

電dian源yuan是shi電dian子zi係xi統tong的de心xin髒zang，工gong業ye應ying用yong中zhong，為wei係xi統tong前qian級ji或huo接jie口kou供gong電dian的de電dian源yuan一yi般ban都dou要yao求qiu有you高gao的de抗kang幹gan擾rao性xing能neng，各ge種zhong隔ge離li型xing的de模mo塊kuai電dian源yuan模mo塊kuai應ying運yun而er生sheng。你ni或huo許xu知zhi道dao隔ge離li電dian源yuan的de設she計ji方fang案an，但dan你ni真zhen的de能neng夠gou設she計ji出chu一yi款kuan穩wen定ding的de電dian源yuan嗎ma？本ben文wen為wei你ni揭jie秘mi。

一
、電源模塊為何需要隔離

1
、保護人員避免受到物理和電氣傷害

電源的隔離耐壓在GB-4943國標中又叫抗電強度
，這個GB-4943標準就是我們常說的信息類設備的安全標準，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國家標準，其中包括避免人受到電擊傷害
、物理傷害、爆炸等傷害。如下圖1為隔離電源結構圖。尤其是前級超出人體安全電壓的直流DC-DC模塊電源，如137.5VDC的鐵路應用模塊電源
、光伏應用的1200VDC模mo塊kuai電dian源yuan產chan品pin等deng，沒mei有you進jin行xing隔ge離li的de話hua，可ke能neng就jiu會hui直zhi接jie物wu理li和he電dian氣qi傷shang害hai。在zai醫yi療liao行xing業ye
，對dui電dian源yuan的de隔ge離li要yao求qiu更geng高gao，一yi般ban都dou要yao求qiu是shi加jia強qiang絕jue緣yuan隔ge離li，隔ge離li越yue高gao漏lou電dian流liu越yue小xiao，幾ji個ge毫hao安an的de漏lou電dian流liu就jiu可ke以yi奪duo走zou一yi個ge病bing人ren的de生sheng命ming。

2、保護後級負載設備和係統

隔離型電源輸入與輸出隔離分開，在電源產品出現異常時
，可對後級負載設備和係統的保護作用，避免其受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。常有看到遭受雷擊浪湧、瞬shun間jian高gao壓ya衝chong擊ji損sun壞huai的de電dian源yuan產chan品pin，電dian路lu板ban上shang一yi大da片pian麵mian積ji的de元yuan器qi件jian被bei炸zha飛fei碳tan化hua掉diao，其qi實shi很hen多duo器qi件jian是shi被bei高gao壓ya強qiang壓ya直zhi接jie的de串chuan擾rao和he輻fu射she傷shang害hai到dao了le，避bi免mian高gao壓ya強qiang壓ya對dui後hou級ji弱ruo電dian的de傷shang害hai，隔ge離li起qi到dao非fei常chang好hao的de作zuo用yong。

3


、提高共模幹擾抑製性能和抗幹擾能力

隔離型電源去除隔離電路之間的接地環路，可切斷共模、浪lang湧yong等deng幹gan擾rao信xin號hao的de傳chuan播bo路lu徑jing，有you效xiao降jiang低di地di電dian勢shi差cha和he導dao線xian耦ou合he幹gan擾rao的de影ying響xiang，能neng提ti高gao共gong模mo幹gan擾rao抑yi製zhi性xing能neng和he抗kang幹gan擾rao能neng力li，利li於yu對dui幹gan擾rao信xin號hao比bi較jiao敏min感gan的de後hou級ji係xi統tong使shi用yong及ji集ji成cheng，像xiang儀yi器qi儀yi表biao

、數據采集儀、嵌(qian)入(ru)式(shi)係(xi)統(tong)等(deng)高(gao)精(jing)度(du)高(gao)要(yao)求(qiu)的(de)產(chan)品(pin)或(huo)係(xi)統(tong)，已(yi)被(bei)越(yue)來(lai)越(yue)廣(guang)泛(fan)的(de)應(ying)用(yong)，在(zai)對(dui)於(yu)遠(yuan)程(cheng)工(gong)業(ye)通(tong)信(xin)的(de)供(gong)電(dian)上(shang)
，一(yi)般(ban)都(dou)用(yong)隔(ge)離(li)電(dian)源(yuan)為(wei)每(mei)個(ge)通(tong)信(xin)節(jie)點(dian)單(dan)獨(du)供(gong)電(dian)。同(tong)時(shi)也(ye)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)的(de)安(an)全(quan)性(xing)和(he)可(ke)靠(kao)性(xing)，尤(you)其(qi)是(shi)EMC特性的傳導騷擾、輻射騷擾和ESD靜電放電等性能上也更好一些

，且在係統中可輕鬆完成輸出接線，而不與主接地發生衝突。

二、如何實現電源隔離

目前業界電源隔離方案主要有兩種：一種是使用變壓器磁隔離 光耦光電隔離組合實現初級側與次級側之間的電氣隔離。這種方式，電路簡單成熟普遍，較容易實現，能實現高輸出電壓精度、線性調整率和負載調整率性能
，滿足目前電子產品的高性能要求。

另一種是隻用變壓器磁隔離的方案，這種變壓器磁隔離原邊反饋采樣方式，對變壓器的一致性要求比較高，且輸出電壓精度
、線(xian)性(xing)調(tiao)整(zheng)率(lv)和(he)負(fu)載(zai)調(tiao)整(zheng)率(lv)性(xing)能(neng)比(bi)較(jiao)差(cha)。其(qi)實(shi)行(xing)業(ye)內(nei)也(ye)有(you)人(ren)研(yan)究(jiu)過(guo)采(cai)用(yong)壓(ya)電(dian)陶(tao)瓷(ci)隔(ge)離(li)
，全(quan)新(xin)技(ji)術(shu)，性(xing)能(neng)很(hen)難(nan)達(da)到(dao)前(qian)麵(mian)兩(liang)種(zhong)方(fang)式(shi)
，且(qie)儀(yi)器(qi)設(she)備(bei)投(tou)入(ru)成(cheng)本(ben)非(fei)常(chang)高(gao)，就(jiu)基(ji)本(ben)沒(mei)有(you)再(zai)被(bei)研(yan)究(jiu)推(tui)廣(guang)使(shi)用(yong)。

三、自主搭建VS模塊方案

muqianyoubufengongchengshizaishejichanpinshi，dianyuandefanganxuanzehuiyouzhemeyizhongxiangfa
，huirenweibujiunajigewuliao
，douzhidaowuliaoxinghao
，bingqiedouzhidaotamendedanjia
，dianyuanmokuaidejiagexiangduiyuwuliaodechengbenxiandejiaoweianggui，zhebufenyonghuxiangtongguofenliqijianzixingdajian，xiamianjiurangwocongjidiangeinijiangjie，weishenmeyaoxuanzecaigoudianyuanmokuaichanpinshiyong。

1、方案選擇

在產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，下麵為大家列舉一些比較常見的“反麵教材”。

比(bi)如(ru)設(she)計(ji)開(kai)發(fa)一(yi)個(ge)市(shi)電(dian)交(jiao)流(liu)輸(shu)入(ru)轉(zhuan)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)的(de)，很(hen)多(duo)人(ren)的(de)時(shi)間(jian)就(jiu)想(xiang)到(dao)采(cai)用(yong)工(gong)頻(pin)變(bian)換(huan)電(dian)路(lu)方(fang)案(an)，因(yin)為(wei)此(ci)方(fang)案(an)比(bi)較(jiao)簡(jian)單(dan)
，一(yi)個(ge)工(gong)頻(pin)變(bian)壓(ya)器(qi)，再(zai)加(jia)上(shang)個(ge)整(zheng)流(liu)濾(lv)波(bo)就(jiu)可(ke)以(yi)搞(gao)定(ding)，如(ru)下(xia)圖(tu)6所(suo)示(shi)。使(shi)用(yong)此(ci)方(fang)案(an)的(de)產(chan)品(pin)的(de)效(xiao)率(lv)非(fei)常(chang)低(di)，並(bing)且(qie)產(chan)品(pin)的(de)體(ti)積(ji)會(hui)非(fei)常(chang)之(zhi)大(da)，在(zai)應(ying)用(yong)中(zhong)還(hai)伴(ban)隨(sui)著(zhe)讓(rang)人(ren)非(fei)常(chang)鬧(nao)心(xin)的(de)工(gong)頻(pin)渦(wo)流(liu)聲(sheng)。而(er)模(mo)塊(kuai)方(fang)案(an)選(xuan)用(yong)合(he)適(shi)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)，並(bing)且(qie)多(duo)重(zhong)工(gong)序(xu)層(ceng)層(ceng)保(bao)證(zheng)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)產(chan)品(pin)一(yi)致(zhi)性(xing)，保(bao)證(zheng)產(chan)品(pin)終(zhong)性(xing)能(neng)。

2、物料選型及PCB設計

電路方案確定之後，接下來就需要進行產品性能參數的設計，要對電路方案中的電子元器件進行參數設計、計算與結構物料選型，在這個環節必須從多方麵進行權衡。

其(qi)一(yi)，物(wu)料(liao)的(de)選(xuan)型(xing)。在(zai)的(de)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)廠(chang)商(shang)就(jiu)可(ke)以(yi)做(zuo)到(dao)兼(jian)得(de)
，會(hui)根(gen)據(ju)產(chan)品(pin)的(de)不(bu)同(tong)規(gui)格(ge)需(xu)求(qiu)，不(bu)同(tong)的(de)應(ying)用(yong)條(tiao)件(jian)，舍(she)掉(diao)無(wu)需(xu)的(de)物(wu)料(liao)規(gui)格(ge)，選(xuan)擇(ze)的(de)所(suo)需(xu)物(wu)料(liao)規(gui)格(ge)。

其二，電源模塊的PCB的設計。因為模塊電源產品有模塊電源的PCB設計規範要求，它要考慮散熱設計
、EMC設計、幹擾設計和生產工藝設計等等，涉及的內容非產多
，所以PCB設計在模塊電源產品開發過程中是作為重要的環節之一來對待的，如圖7所示。

3、可靠性測試

產品開發完成之後，並不能直接應用
，為保證產品在實際應用中發揮性能，通常需要進行輸入輸出的每個性能測試、容差測試、瞬態條件測試、可靠性測試、EMC電磁兼容測試、高低溫測試、極限測試

、壽命測試
、安規測試等測試，標準如下表1所示。
，且很多性能指標的測試還要深入細化到多點測試、長時間的測試、重zhong複fu反fan複fu測ce試shi和he批pi量liang的de測ce試shi，所suo以yi測ce試shi一yi個ge產chan品pin或huo一yi個ge項xiang目mu，短duan則ze半ban個ge多duo月yue，多duo則ze一yi個ge月yue以yi上shang。致zhi遠yuan電dian子zi擁yong有you全quan套tao的de測ce試shi設she備bei及ji測ce試shi流liu程cheng
，如ru下xia表biao2所示。

4、行業應用電路設計經驗

話說得好“隔行如隔山”，雖然電源是極其通用的產品

，但各行各業對於電源的需求有著千百種形態
，要想製作出符合自身行業應用的電源產品，這對於DIY用戶難度的確不小。致遠電子深耕電源模塊多年
，自03年款隔離DC-DC電源模塊麵世以來，得到了廣大用戶的青睞與認可，迄今已為諸多電子行業用戶提供了不同需求的電源隔離解決方案
，例如公交POS機車載電源，如下圖8所示；BMS全套係統解決方案，可提供電源及信號全套隔離方案，如下圖8所示。

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

金山辦公攜信創協同辦公亮相CITE2023

跨越速運集團有限公司：速度與安全至上
，時時為客戶護航

2023中國（大灣區）工業互聯網發展與安全峰會活動方案

8萬人齊聚深圳！想和華為、比亞迪們聊聊天

設計基於 GaN 的電源係統的更簡單方法：比較市場上的集成驅動器產品