物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中隔離式交流轉(zhuǎn)直流AC/DC電源模塊方案

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中為什么要使用隔離式AC/DC電源模塊

物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用隔離式AC/DC電源模塊的原因主要基于其在電力轉(zhuǎn)換、系統(tǒng)安全、電磁兼容性以及設(shè)備保護(hù)等方面的優(yōu)勢(shì)。以下是詳細(xì)分析：

電力轉(zhuǎn)換的高效性

高效轉(zhuǎn)換：隔離式AC/DC電源模塊能夠?qū)⒔涣麟姡ˋC）高效地轉(zhuǎn)換為直流電（DC），滿足物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備對(duì)直流電源的需求。這種高效的電力轉(zhuǎn)換有助于減少能源浪費(fèi)，提高系統(tǒng)的整體能效。

穩(wěn)定輸出：通過內(nèi)部的穩(wěn)壓和濾波電路，隔離式AC/DC電源模塊能夠提供穩(wěn)定的直流輸出電壓和電流，確保物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在各種工作環(huán)境下都能獲得穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

系統(tǒng)安全性提升

電氣隔離：隔離式AC/DC電源模塊的關(guān)鍵特性之一是電氣隔離，它能夠在輸入電源（交流電）和輸出電源（直流電）之間形成有效的電氣隔離屏障。這種隔離能夠防止電網(wǎng)中的電壓波動(dòng)、浪涌和噪聲等干擾因素影響到物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的正常運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)的整體安全性。

保護(hù)機(jī)制：隔離式AC/DC電源模塊通常還配備有過壓、過流、短路等多種保護(hù)機(jī)制，能夠在異常情況下及時(shí)切斷電源，防止設(shè)備損壞或引發(fā)安全事故。

電磁兼容性增強(qiáng)

減少電磁干擾：物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中包含大量的電子設(shè)備和傳感器，它們之間通過無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。隔離式AC/DC電源模塊通過電氣隔離和濾波等措施，能夠減少電源模塊本身產(chǎn)生的電磁干擾（EMI），降低對(duì)其他電子設(shè)備的干擾，提高系統(tǒng)的電磁兼容性。

增強(qiáng)信號(hào)質(zhì)量：穩(wěn)定的直流電源輸出有助于改善物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中信號(hào)處理器的工作環(huán)境，提高信號(hào)質(zhì)量和傳輸效率，確保設(shè)備之間的無線通信更加穩(wěn)定和可靠。

設(shè)備保護(hù)與維護(hù)便捷性

延長(zhǎng)設(shè)備壽命：穩(wěn)定的電力供應(yīng)和電氣隔離措施有助于保護(hù)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備免受電網(wǎng)波動(dòng)和電磁干擾的損害，從而延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。

便于維護(hù)：隔離式AC/DC電源模塊通常采用模塊化設(shè)計(jì)，便于安裝、調(diào)試和維護(hù)。當(dāng)電源模塊出現(xiàn)故障時(shí)，可以迅速更換新的模塊，降低維護(hù)成本和時(shí)間。

具體應(yīng)用場(chǎng)景

工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)：

在工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，隔離式電源模塊用于為傳感器、執(zhí)行器、PLC（可編程邏輯控制器）等提供穩(wěn)定且隔離的電源。這有助于減少電氣噪聲和干擾，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

醫(yī)療設(shè)備：

醫(yī)療設(shè)備對(duì)電源的穩(wěn)定性和安全性要求極高。隔離式電源模塊能夠確保醫(yī)療設(shè)備與患者之間的電氣隔離，防止電流泄漏，從而保護(hù)患者的安全。同時(shí)，它還能減少電磁干擾，確保醫(yī)療設(shè)備的精確測(cè)量和診斷。

通信設(shè)備：

在通信系統(tǒng)中，隔離式電源模塊被用于為基站、交換機(jī)、路由器等通信設(shè)備提供穩(wěn)定、可靠的電源。它能夠有效隔離電網(wǎng)中的噪聲和干擾，保證通信信號(hào)的清晰和穩(wěn)定傳輸。

儀器儀表：

精密儀器儀表對(duì)電源的質(zhì)量要求很高。隔離式電源模塊能夠提供穩(wěn)定、純凈的電源，減少電源波動(dòng)和噪聲對(duì)儀器測(cè)量結(jié)果的影響，提高測(cè)量的準(zhǔn)確性和精度。

電力系統(tǒng)：

在電力系統(tǒng)中，隔離式電源模塊可用于為電力監(jiān)控設(shè)備、保護(hù)裝置等提供隔離電源。這有助于減少電網(wǎng)中的電磁干擾和故障電流對(duì)設(shè)備的影響，提高電力系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

交通運(yùn)輸：

在交通運(yùn)輸領(lǐng)域，如鐵路、地鐵、航空航天等，隔離式電源模塊被廣泛應(yīng)用于信號(hào)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中。它們能夠確保在惡劣的電氣環(huán)境下，系統(tǒng)仍然能夠穩(wěn)定、可靠地運(yùn)行。

安全敏感場(chǎng)合：

在一些對(duì)安全要求極高的場(chǎng)合，如石油、化工、煤礦等，隔離式電源模塊能夠防止電氣火花引起的爆炸和火災(zāi)等危險(xiǎn)情況，確保生產(chǎn)安全。

數(shù)據(jù)處理中心：

數(shù)據(jù)處理中心需要大量的服務(wù)器和存儲(chǔ)設(shè)備，這些設(shè)備對(duì)電源的可靠性和穩(wěn)定性要求很高。隔離式電源模塊能夠提供高質(zhì)量的電源，確保數(shù)據(jù)處理中心的穩(wěn)定運(yùn)行和數(shù)據(jù)安全。

綜上所述，物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中使用隔離式AC/DC電源模塊是出于電力轉(zhuǎn)換高效性、系統(tǒng)安全性提升、電磁兼容性增強(qiáng)以及設(shè)備保護(hù)與維護(hù)便捷性等多方面的考慮。這些優(yōu)勢(shì)使得隔離式AC/DC電源模塊成為物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。

本文會(huì)再為大家詳解電源模塊家族中的一員——隔離式AC/DC電源模塊。

隔離式AC/DC電源模塊的定義與原理

定義：隔離式電源模塊通過電磁感應(yīng)原理和電子元件實(shí)現(xiàn)電能的傳遞和隔離，確保輸入端與輸出端之間的電氣隔離。

原理：該模塊通常由輸入端、輸出端、隔離變壓器、電子元件（如整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和開關(guān)電路）和保護(hù)電路等組成。輸入端接收主電源的輸入，經(jīng)過濾波電路處理后，使用隔離變壓器進(jìn)行電能傳遞。隔離變壓器通過磁耦合將輸入端與輸出端完全隔離開來，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。在電能傳遞過程中，輸出端的電壓、電流和頻率可以通過變壓器的變比進(jìn)行調(diào)整。

隔離式AC/DC電源模塊的組成部分

輸入端：接收主電源的輸入，經(jīng)過濾波電路進(jìn)行濾波和靜電保護(hù)。

隔離變壓器：作為核心部件，通過磁耦合將輸入端與輸出端完全隔離開來，實(shí)現(xiàn)電氣隔離。

電子元件：包括整流電路、濾波電路、穩(wěn)壓電路和開關(guān)電路等，用于對(duì)電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和調(diào)節(jié)。

保護(hù)電路：主要包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、過溫保護(hù)和短路保護(hù)等功能，確保設(shè)備的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。

隔離式AC/DC電源模塊的優(yōu)點(diǎn)

電氣隔離：有效隔離輸入端與輸出端，防止電氣干擾和噪聲傳播，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

安全性高：由于實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，降低了觸電風(fēng)險(xiǎn)，提高了設(shè)備使用的安全性。

寬電壓表現(xiàn)：能夠在較寬的電壓范圍內(nèi)正常工作，適應(yīng)不同的供電環(huán)境。

隔離式AC/DC電源模塊的缺點(diǎn)

成本較高：由于需要額外增加隔離變壓器等元件，導(dǎo)致制造成本和材料成本上升。

體積較大：相比非隔離電源模塊，隔離式電源模塊的體積通常較大，限制了在一些對(duì)體積要求較高的場(chǎng)合的應(yīng)用。

效率較低：在轉(zhuǎn)換過程中，部分能量會(huì)被轉(zhuǎn)化成熱能散失，導(dǎo)致效率降低。

電氣噪聲較大：隔離變壓器等元件可能產(chǎn)生磁場(chǎng)和電場(chǎng)干擾信號(hào)，導(dǎo)致系統(tǒng)的電氣噪聲較大。

隔離式AC/DC電源模塊的選型參數(shù)

1、輸入電壓范圍

定義：輸入電壓范圍是指電源模塊能夠接受并穩(wěn)定工作的電壓區(qū)間。

重要性：選擇合適的輸入電壓范圍可以確保電源模塊在不同供電環(huán)境下都能正常工作。

示例：常見的輸入電壓范圍包括9~18VDC、18~36VDC、4.5~9VDC等，具體取決于模塊規(guī)格和應(yīng)用需求。

2、輸出電壓和電流

定義：輸出電壓和電流是電源模塊提供給負(fù)載的電壓和電流值。

重要性：這兩個(gè)參數(shù)直接決定了電源模塊的供電能力和適用性。

示例：輸出電壓可能包括5V、12V、24V、50V、100VDC等多種規(guī)格，而輸出電流則根據(jù)模塊功率和負(fù)載需求來確定。

3、功率

定義：功率是電源模塊能夠提供的總能量輸出，通常以瓦特（W）為單位。

重要性：功率大小決定了電源模塊能夠驅(qū)動(dòng)多大負(fù)載。

示例：常見的功率范圍從幾瓦到幾百瓦不等，具體取決于應(yīng)用需求。

4、隔離電壓

定義：隔離電壓是指電源模塊輸入端與輸出端之間的電氣隔離程度，通常以伏特（V）為單位。

重要性：隔離電壓越高，電氣隔離效果越好，安全性和可靠性也越高。

示例：常見的隔離電壓包括1000VDC、1500VDC、3000VDC等，具體取決于應(yīng)用的安全標(biāo)準(zhǔn)和要求。

5、工作溫度和濕度

定義：工作溫度和濕度是指電源模塊能夠正常工作的環(huán)境溫度和濕度范圍。

重要性：這些參數(shù)對(duì)于確保電源模塊在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。

示例：工作溫度范圍可能包括-40℃~+85℃，而濕度則通常有一個(gè)上限值，如相對(duì)濕度不超過90%。

6、轉(zhuǎn)換效率

定義：轉(zhuǎn)換效率是指電源模塊將輸入電能轉(zhuǎn)換為輸出電能的比例。

重要性：高效率的電源模塊能夠減少能量損失和發(fā)熱量，提高系統(tǒng)的整體效率。

示例：常見的轉(zhuǎn)換效率可能高達(dá)80%或更高。

7、尺寸和封裝形式

定義：尺寸和封裝形式是指電源模塊的物理尺寸和安裝方式。

重要性：這些參數(shù)對(duì)于確保電源模塊能夠適配到特定的安裝空間和布局中至關(guān)重要。

示例：常見的封裝形式包括SIP（單列直插封裝）、DIP（雙列直插封裝）等，尺寸則根據(jù)模塊功率和設(shè)計(jì)需求來確定。

8、保護(hù)功能

定義：保護(hù)功能是指電源模塊在異常情況下能夠自動(dòng)切斷輸出或采取其他措施保護(hù)自身和負(fù)載的能力。

重要性：這些功能能夠提高電源模塊的安全性和可靠性。

示例：常見的保護(hù)功能包括過壓保護(hù)、過流保護(hù)、短路保護(hù)、過熱保護(hù)等。

9、其他特殊參數(shù)

定義：除了上述常規(guī)參數(shù)外，還可能包括一些特殊參數(shù)，如輸出電壓調(diào)節(jié)范圍、紋波和噪聲水平、電磁兼容性（EMC）等。

重要性：這些參數(shù)對(duì)于滿足特定應(yīng)用需求和提高系統(tǒng)性能具有重要意義。

隔離式AC/DC電源模塊的的廠商

國際知名廠商

VICOR

所屬公司：懷格貿(mào)易(上海)有限公司

簡(jiǎn)介：美國Vicor Corporation旗下品牌，全球領(lǐng)先的電源模塊技術(shù)公司，致力于模塊化電源技術(shù)創(chuàng)新，擁有先進(jìn)的配電架構(gòu)、轉(zhuǎn)換拓?fù)浼胺庋b技術(shù)，為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員提供高級(jí)、高性能模塊化解決方案。其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)設(shè)施、工業(yè)及汽車應(yīng)用等領(lǐng)域。

ARTESYN（雅特生科技）

所屬公司：雅達(dá)電子有限公司

簡(jiǎn)介：成立于1971年美國，原艾默生網(wǎng)絡(luò)能源，現(xiàn)隸屬于先進(jìn)能源工業(yè)公司，是電源轉(zhuǎn)換與嵌入式計(jì)算技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者。旗下?lián)碛蠥stec、Artesyn兩個(gè)品牌，其中低功率和模塊化高功率AC-DC電源以卓越的性能、可靠性和成本效益聞名于世，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、通信、計(jì)算、存儲(chǔ)等多個(gè)領(lǐng)域。

SynQor

所屬公司：美國SynQor公司

簡(jiǎn)介：全球領(lǐng)先的電源解決方案供應(yīng)商，集電源轉(zhuǎn)換模塊、尖端電源系統(tǒng)等產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體。其產(chǎn)品以性能、品質(zhì)和可靠性領(lǐng)先業(yè)界而聞名，廣泛應(yīng)用于軍事、工業(yè)、軌道交通、商業(yè)航空電子設(shè)備等多個(gè)領(lǐng)域。

TDK-Lambda

所屬公司：東電化蘭達(dá)(中國)電子有限公司

簡(jiǎn)介：隸屬于日本TDK集團(tuán)，全球知名的工業(yè)電源解決方案和電源產(chǎn)品提供商。產(chǎn)品涵蓋AC-DC電源、DC-DC開關(guān)電源、可編程電源等。在中國設(shè)有工廠，提供從研發(fā)、生產(chǎn)到銷售和維護(hù)的全方位電源解決方案。

COSEL

所屬公司：無錫科索電子有限公司

簡(jiǎn)介：日本極具規(guī)模的電源生產(chǎn)廠家，專業(yè)從事電源產(chǎn)品設(shè)計(jì)、開發(fā)、生產(chǎn)為一體的大型跨國企業(yè)。致力于AC-DC開關(guān)電源、DC-DC轉(zhuǎn)換器和模塊的專業(yè)制造，在中國無錫設(shè)有工廠，主要負(fù)責(zé)國內(nèi)的產(chǎn)品銷售及管理。

國內(nèi)知名廠商

華為HUAWEI

所屬公司：華為投資控股有限公司

簡(jiǎn)介：華為數(shù)字能源成立于2021年，前身為華為網(wǎng)絡(luò)能源產(chǎn)品線，全球領(lǐng)先的數(shù)字能源產(chǎn)品與解決方案提供商。其嵌入式電源業(yè)務(wù)涵蓋服務(wù)器電源、AC-DC模塊、DC-DC模塊等，以被集成的方式提供高效節(jié)能、低TCO的數(shù)字化和模組化供電解決方案。

金升陽Mornsun

所屬公司：廣州金升陽科技有限公司

簡(jiǎn)介：國內(nèi)一站式電源解決方案提供商，集開關(guān)電源、板載式電源、行業(yè)專用電源等產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、銷售于一體。擁有強(qiáng)大的自主研發(fā)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)優(yōu)勢(shì)，經(jīng)銷網(wǎng)絡(luò)覆蓋全球，其商標(biāo)已在全球50多個(gè)國家與地區(qū)注冊(cè)。

新雷能

所屬公司：北京新雷能科技股份有限公司

簡(jiǎn)介：專業(yè)從事功率微模組、模塊電源、定制電源、大功率電源及供配電電源系統(tǒng)研發(fā)、制造的國家高新技術(shù)企業(yè)。始終堅(jiān)持“科技領(lǐng)先”的發(fā)展戰(zhàn)略，現(xiàn)已累計(jì)獲得各項(xiàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)200余項(xiàng)，其中發(fā)明專利超40項(xiàng)。

此外，還有如航天長(zhǎng)峰朝陽電源有限公司、深圳市鉦銘科電子有限公司、廣州晟蚨貿(mào)易有限公司等國內(nèi)廠商也在隔離式電源模塊領(lǐng)域具有一定的市場(chǎng)份額和技術(shù)實(shí)力。

供應(yīng)商A:愛浦電子

https://www.aipulnion.com/

1、產(chǎn)品能力

（1）主推型號(hào)1:DA3-220S05G9D4

對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品詳情介紹

DA3-220SXXG9D4系列-----是愛浦為客戶提供的小體積，高效率模塊電源。該系列電源具有全球輸入電壓范圍、交直流兩用、低紋波，低溫升、低功耗、高效率、高可靠性、高安全隔離、EMC性能好等優(yōu)點(diǎn)。EMC及安全規(guī)格滿足國際EN55032、IEC/EN61000的標(biāo)準(zhǔn)。該系列產(chǎn)品在電力、工業(yè)、儀器儀表及智能家居等多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。當(dāng)產(chǎn)品應(yīng)用于電磁兼容比較惡劣的環(huán)境需參考我司給出的應(yīng)用電路。

封裝尺寸

硬件參考設(shè)計(jì)

核心料（哪些項(xiàng)目在用）

奇跡物聯(lián)智能空開4G DTU

2、支撐

（1）技術(shù)產(chǎn)品

技術(shù)資料

https://rckrv97mzx.feishu.cn/wiki/AVDQww93qiq2OokhZaicb5rhntc?fromScene=spaceOverview

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審核編輯 黃宇