隔離電源原理是什么_隔離電源和非隔離電源有什么區(qū)別

　　LED如今在電源市場上占據(jù)著一大塊的位置，其亮度高、低功耗、壽命長、啟動快，功率小、無頻閃、不容易產(chǎn)生視 覺疲勞等優(yōu)點使之成為受消費者好評的重要因素。在電源行業(yè)，LED的隔離和非隔離恐怕是最常聽到的兩個名詞

　　隔離電源：在一些實驗室或高要求場合，為了實驗人員的安全，一般將實驗的輸入電源采用1:1的工頻變壓器與市電進行隔離，這樣一來，實驗室實驗人員無論碰到線路的哪一根線都不會有觸電的危險，因為隔離電源與大地是沒有連接的。

　　目前在一般的LED日光燈管照明市場上，存在非隔離設(shè)計和隔離型驅(qū)動電源之分。非隔離設(shè)計僅限于雙絕緣產(chǎn)品，例如燈泡的替代產(chǎn)品，其中LED和整個產(chǎn)品都集成并密封在非導(dǎo)電塑料中，因此，最終用戶并沒有任何觸電的危險。二級產(chǎn)品都是隔離型的，價格相對比較昂貴，但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方（通常在LED照明和路燈照明應(yīng)用的情況下），這種產(chǎn)品必不可少。 帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅(qū)動電源意味著LED可以直接用手接觸而不會觸電。而無隔離變壓器的LED驅(qū)動電源雖仍可以借助防護外殼實現(xiàn)部分機械絕緣，但此時的LED日光燈管在工作時并不能直接接觸。

　　隔離電源原理

　　最常見的就是1：1的變壓器！

　　使用中，用戶端的電壓與一次原端電壓是一樣的，但是你可以接觸用戶端一條線路，而不至于發(fā)生觸電。（注意了，抓兩條線是不允許的！那就會觸電了?。。?因為這個線與大地（原來的電源地）是沒有連接的，電壓可能很高，但卻是浮的，不能產(chǎn)生電流，故不會觸電。

　　其他的隔離電源，不論交流還是直流，原理均是如此。

　?。模茫模酶綦x電源主要通過調(diào)節(jié)輸出脈沖的頻率（調(diào)節(jié)脈沖的間歇時間）來使輸出電壓保持穩(wěn)定。其穩(wěn)壓過程的原理為：當(dāng)輸出電壓下降時，Ｒ４電壓、誤差、ＬＴ４３１輸出、光耦輸出電流、Ｒ１電壓均隨之降低。當(dāng)Ｒ１電壓小于１．５Ｖ基準(zhǔn)電壓時，在調(diào)制脈沖的正半周期，ＬＸ端輸出低電平 脈沖變壓器初極電流線性增大，Ｄ１反偏截止，此時次極無電流，脈沖變壓器開始儲存能量；而在調(diào)制脈沖的負半周，ＬＸ端輸出高電平，脈沖變壓器釋放能量，感應(yīng)電壓經(jīng)Ｄ１（正向?qū)ǎ┹敵鍪馆敵鲭妷荷仙亩馆敵鲭妷罕３址€(wěn)定。實際上，當(dāng)輸出電壓升高時，Ｒ４電阻上的電壓和誤差、ＬＴ４３１輸出到光耦的輸出電流、以及Ｒ１上的電壓均隨之升高，當(dāng)Ｒ１電壓大于１．５Ｖ基準(zhǔn)電壓時，在調(diào)制脈沖的負半周，ＬＸ端輸出高電平，脈沖變壓器不產(chǎn)生電壓。而此時負載消耗將使輸出電壓下降。從而使輸出電壓保持穩(wěn)定。

　　兩者的區(qū)別又是什么？

　　主要從以下幾個方面：

　　安全性

　　隔離電源是使用變壓器將220V電壓通過變壓器將電壓降到較低的電壓，然后再整流成直流電輸出供電使用。因為變壓器的主線圈承受220V電壓，次級線圈只承受輸出的 低交流電壓，并且主次線圈之間并不直接連接，所以稱為隔離電源。變壓器的轉(zhuǎn)換過程是：電-磁-電，沒有和大地連接，所以不會發(fā)生觸電危險。

　　而非隔離電源是用220V直接輸入到電子電路，在通過電子元件降壓輸出，輸入輸出是通過電子元件直接連接的，所以稱非隔離電源;兩者從表面上看就是有無變壓 器的區(qū)別。LED非隔離設(shè)計僅限于雙絕緣產(chǎn)品，例如燈泡的替代產(chǎn)品，其中LED和整個產(chǎn)品都集成并密封在非導(dǎo)電塑料中，因此，最終用戶并沒有任何觸電的危險。二級產(chǎn)品都是隔離型的，價格相對比較昂貴。非隔離電路是輸入電源通過升降壓之后直接加在了LED負載上，有觸電危險存在。

　　所以要通過安規(guī)認證，比如3C、UL、CE等，非隔離就麻煩，一般生產(chǎn)廠家沒有絕對的設(shè)計技術(shù)實力，一般不好通過。因為絕緣及爬電距離不夠，只能從燈具物理結(jié)構(gòu)設(shè)計了。燈管是可以接受的，也有全塑的，比如，通常LED和鋁散熱器之間的絕緣也就靠鋁基板的印製板的薄膜絕緣。雖然這個絕緣層可以耐 2000V高壓，但有時螺絲孔的毛刺會產(chǎn)生所謂的爬電現(xiàn)象，使得難以通過CE認證。

　　但作為完整的LED照明燈具產(chǎn)品，產(chǎn)品表面使用者能接觸到的部分一定要經(jīng)過隔離，不能讓人觸電。而從產(chǎn)品整個系統(tǒng)而言，隔離是不可避免的，區(qū)別只是設(shè)置隔離的位置不同。作為一個讓最終用戶能安全使用的產(chǎn)品，一定會考慮絕緣與隔離的可靠性。

　　注意：需要提醒的是，有些廠家為了節(jié)省成本，采用在主線圈上直接抽頭提取低電壓的辦法，這種辦法看似有變壓器，實際沒有次級線圈，不能算是隔離電源！

　　電性能

　　再從性能上說，隔離電源的優(yōu)點是：不會對人體造成威脅，寬電壓表現(xiàn)很好，非隔離的現(xiàn)在也很成熟，電壓范圍略比隔離的差些，電壓范圍在110V- 300V之間;而隔離電源能做到60-300V。高低電流很均勻。隔離型驅(qū)動安全但效率較低，非隔離型驅(qū)動效率較高，應(yīng)按實際使用的要求來選隔離型還是非隔離型驅(qū)動。

　　從恒流精度上：隔離型可以做到±5%以內(nèi)，而非隔離型則很難做到。

　　非隔離電路對于浪涌十分敏感，抑制能力差。雷擊浪涌，這種電壓是瞬間高壓，高達幾千伏，時間很短，能量極強，這個電壓進入電源，對于非隔離BUCK 電路，會瞬間傳達到輸出，擊壞恒流檢測環(huán)，或是進一步擊壞芯片，造成300v直通，而燒掉整條燈管。事實上就是指非隔離電源，在批量出貨時，返修率高于隔離LED驅(qū)動電源，大都是因為炸壞。而隔離電源炸壞的機率要小不少，非隔離的一般在2%至3%左右。

　　很多電網(wǎng)電壓不穩(wěn)，隔離也會，現(xiàn)象也是芯片、MOS管、恒流環(huán)路全燒壞，但隔離相對少得多。

　　注意：所以非隔離防浪涌的壓敏電阻必不可少，沒有壓敏能質(zhì)保的都是浮云。

　　成本與效率

　　電子產(chǎn)品的成本不光是設(shè)計生產(chǎn)成本，批量大的產(chǎn)品也包括維修成本。就LED電源電路結(jié)構(gòu)而言，目前的隔離型方案多是AC/DC的反激式 （Flyback）電路方案，因此相對電路較復(fù)雜、成本較高。非隔離型基本是采用DC/DC的升壓（Boost）或降壓（Buck）電路，則相對電路較簡單，因而成本也相對較低。

　　非隔離由于少了變壓的能損耗，效率一般能達到90%以上，而且有更高的功率因素。而隔離一般能效在88%，視功率而定，所以隔離電源發(fā)熱也比較大。

　　非隔離電源在效率和成本上比隔離電源較有優(yōu)勢。隔離電源效率不易做高，處理不好的話熱量很大，成本也高，尤其是做那種內(nèi)置燈管的LED日光燈。但非隔離電源，因為對雷擊浪涌電壓抑制能力較差，大批量出貨時，就會遇到很多損壞。

　　相比隔離電源，非隔離電源主要是減少了變壓器，以最少的用料來設(shè)計架構(gòu)，做到相同的產(chǎn)品功能，所以非隔離成本有較大的優(yōu)勢。這估計就是非隔離電源在中國很吃香的原因了。

　　注意：在低壓供電的LED燈具中，以效率和成本優(yōu)先的原則，其實非隔離型方案是最佳的選擇。

　　使用場合

　　用隔離的絕緣變壓器還是用隔離的防護燈罩外殼，通常需要從多方面去分析，例如成本與製造工藝、效率和體積、絕緣可靠性和安全規(guī)范的要求等。這兩種類型的設(shè)計都將會繼續(xù)使用，因為每個設(shè)計分別滿足了不同的市場需求。

　　從負載范圍說，一般來講隔離電源的輸出帶載范圍為30-42V，非隔離帶載范圍可以為30-84V。眾多LED廠家在選擇電源的時候為了整體的適應(yīng)性都要求 電源能夠適應(yīng)全電壓90-265V輸入，帶載范圍也要求高達84V，這樣的選擇是存在一定風(fēng)險和隱患的。90V輸入的時候電源可能喪失恒流功能，THD這 些。 非隔離適合做高壓小電流，做大電流成本并不比隔離的便宜。

　　非隔離電源適合的場合：首先是室內(nèi)的燈具，這種室內(nèi)用電環(huán)境較好，浪涌影響 小，草帽和貼片LED，使用的場合是高壓小電流。低壓大電流用非隔離沒有意義，因為低壓大電流非隔離的效率并不比隔離的高，成本也低不到多少去，不太適合集 中式照明，何謂集中照明，即在同一條AC線上點上幾百只燈具，這時因為一條線上燈具太多，此條線上電壓環(huán)境較臟，所以擊壞燈具的機率變大，故非隔離電源做 的LED燈具。

　　從產(chǎn)品整個系統(tǒng)而言，隔離是不可避免的，區(qū)別只是設(shè)置隔離的位置不同。有些設(shè)計者採用隔離的變壓器設(shè)計，因此他們可以簡化散熱和燈罩的設(shè)計（散熱的設(shè)計怎么簡化??？隔離的效率低熱量就大啊，只是簡化燈具隔離設(shè)計吧？）。如果用非隔離的驅(qū)動設(shè)計，在燈殼等結(jié)構(gòu)上就必須考慮可靠的絕緣要求。

　　注意：作為電源驅(qū)動，隔離與非隔離的方案一直都同時存在。

　　緣于上述幾點，這兩種架構(gòu)的電源各有優(yōu)勢，非隔離電源側(cè)重于較高的功率因數(shù)及效率，減少了能源的損耗;而隔離電源重視生命的安全和日光燈整體的使用安全性，在功率因數(shù)及效率方面略遜于非隔離電源，不同場合和不同使用環(huán)境，不同的電源類型沒有硬性規(guī)定。