隔离电源与非隔离电源在嵌入式系统设计中的应用场合解析

发布时间:2016-10-28 阅读量:1402 来源: 发布人:

在给嵌入式系统设计电源电路,或选用成品电源模块时,要考虑的重要问题之一就是用隔离还是非隔离的电源方案。在进行讨论之前,我们先了解下隔离与非隔离的概念,及两者的主要特点。

一、电源隔离与非隔离的概念


电源的隔离与非隔离,主要是针对开关电源而言,业内比较通用的看法是:


1、隔离电源:电源的输入回路和输出回路之间没有直接的电气连接,输入和输出之间是绝缘的高阻态,没有电流回路。

2、非隔离电源:输入和输出之间有直接的电流回路,例如,输入和输出之间是共地的。

隔离电源示意图如图所示。



图1 反激式变压器原理图

二、隔离电源与非隔离电源的优缺点

由上述概念可知,对于常用的电源拓扑而言,非隔离电源主要有:Buck、Boost、Buck-Boost等;而隔离电源主要有各种带隔离变压器的反激、正激、半桥、LLC等拓扑。

结合常用的隔离与非隔离电源,我们从直观上就可得出它们的一些优缺点,两者的优缺点几乎是相反的。

使用隔离或非隔离的电源,需了解实际项目对电源的需求是怎样的。但在此之前,可了解下隔离和非隔离电源的主要差别:

1、隔离模块的可靠性高,但成本高,效率差点。

2、非隔离模块的结构很简单,成本低,效率高,安全性能差。

因此,在如下几个场合,建议用隔离电源:

1、涉及可能触电的场合,如从电网取电,转成低压直流的场合,需用隔离的AC-DC电源;

2、串行通信总线通过RS-232、RS-485和控制器局域网(CAN)等物理网络传送数据,这些相互连接的系统每个都配备有自己的电源,而且各系统之间往往间隔较远,因此,我们通常需要隔离电源进行电气隔离来确保系统的物理安全,且通过隔离切断接地回路,来保护系统免受瞬态高电压冲击,同时减少信号失真;

3、对外的I/O端口,为保证系统的可靠运行,也建议对I/O端口做电源隔离。

三、隔离与非隔离电源的应用场合

通过了解隔离与非隔离电源的优缺点可知,它们各有优势,对于一些常用的嵌入式供电选择,我们已可做成准确的判断:

1、 系统前级的电源,为提高抗干扰性能,保证可靠性,一般用隔离电源。

2、 电路板内的IC或部分电路供电,从性价比和体积出发,优先选用非隔离的方案。

3、 对安全有要求的场合,如需接市电的AC-DC,或医疗用的电源,为保证人身的安全,必须用隔离电源,有些场合还必须用加强隔离的电源。

4、 对于远程工业通信的供电,为有效降低地电势差和导线耦合干扰的影响,一般用隔离电源为每个通信节点单独供电。

5、 对于采用电池供电,对续航力要求严苛的场合,采用非隔离供电。

相关资讯
产业深度:2025深圳国际半导体展(SEMI-e)的战略布局与技术前瞻

2025年9月10-12日,SEMI-e深圳国际半导体展将携手中国国际光电博览会(CIOE),在深圳国际会展中心构建覆盖32万平方米的全球半导体产业生态平台。本届展会由集成电路创新联盟与CIOE联合主办,预计吸引超1000家国际头部企业参展,涵盖芯片设计、晶圆制造、先进封装、核心设备及材料等全产业链环节。展区规划聚焦六大核心领域——IC设计与应用、半导体制造、化合物半导体、先进封装技术、设备与材料、AI算力基础设施,集中展示第三代半导体、Chiplet封装、车规芯片等前沿技术成果,推动半导体与光电、汽车、通信等产业的交叉创新。

全球晶圆厂陷投产僵局:技术迭代与成本压力下的战略调整

全球半导体产业正经历深度结构性调整,龙头企业集体陷入"投产困局"与"亏损漩涡"的双重考验。三星电子美国泰勒工厂设备进口延期、台积电海外基地运营成本失控等标志性事件,暴露出行业面临市场需求周期性下行、地缘政治扰动加剧、技术迭代成本陡增等系统性压力。贝恩咨询数据显示,2023年全球晶圆代工板块平均毛利率下降8.2个百分点,而3nm以下先进制程研发支出激增42%,印证产业步入"高投入、低回报"的战略转型深水区。在此背景下,头部企业通过技术联盟重构、区域产能优化等创新策略,试图在行业洗牌中重塑竞争优势。

性能对标国际品牌!南芯SC25042Q为智能汽车打造高性价比通信方案

在智能汽车高速发展的浪潮下,车载通信网络正面临数据传输速率、信号完整性及国产化替代的多重挑战。近日,南芯科技推出的车规级高速CAN/CAN FD收发器SC25042Q,以5Mbps传输速率、自主振铃抑制技术及全场景兼容性破局而生。该产品通过AEC-Q100认证,对标国际品牌性能,不仅解决了传统CAN总线在复杂拓扑下的信号失真和误码率难题,更依托全国产化供应链实现成本优化,为智能座舱、车身控制及新能源高压系统提供了高可靠通信方案,成为国产车载芯片突围高端市场的关键落子。

6000元补贴撬动百亿市场:国产手机品牌集体“狂飙”

根据Counterpoint Research最新报告,2025年第一季度中国智能手机市场销量同比增长2.5%,延续了2024年以来的温和复苏趋势。这一增长主要得益于国家补贴政策的刺激:自1月启动的“国补”计划覆盖售价低于6000元人民币的机型,单机最高补贴500元,直接拉动中高端市场消费活力。数据显示,补贴政策实施首月(1月20日-26日)单周销量同比激增65%,显示出政策对换机需求的显著撬动作用。

国产替代进阶:纳芯微SoC方案降本15%,加速车企智控升级

2025年4月23日,全球汽车产业目光聚焦上海国家会展中心5.2馆。在中国汽车芯片产业创新战略联盟主导下,首个聚焦汽车芯片的集成型展示平台"中国芯"展区正式启幕。作为科创板汽车芯片第一股的纳芯微电子(股票代码:688052),携12大产品线矩阵惊艳亮相,现场展出的嵌入式电机驱动SoC NSUC1610更斩获"年度影响力汽车芯片"大奖,标志着国产汽车芯片正式进入系统级创新阶段。