非隔離電源工作原理_非隔離電源有什么優(yōu)缺點 - 全文

　　隨著電子行業(yè)的發(fā)展，對電源的要求越來越高，體積更小，可靠性更高，電源模塊作為集成器件應運而生。其具有隔離作用，抗干擾能力強，自帶保護功能，便于后期系統(tǒng)集成等優(yōu)點被越來越廣泛的應用。

　　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；

　　非隔離開關電源的工作原理淺析

　　在LED照明應用中，由于非隔離開關電源的效率較高，所以有較多客戶青睞，占了一部分的市場份額。以SN3 910為代表，市場上有一系列類是功能的IC，如BP2808，SMD802，AM850，SN3910.。。。等。就價位來說，國內(nèi)有些廠家的IC已經(jīng)降到兩塊多人民幣。所以對于低成本的應用，還是比較合理的選擇。接下來以SN3910為例來說明此類IC的應用線路及思路。

　　工作原理：

　　1、當Q1導通時，輸入電流Iin通過負載LED、電感L1、Q1到輸入電源負極。LED等發(fā)光的同時L1電感中的電流慢慢上升，達到峰值，直到Q1斷開，L1儲存能量。

　　2、當Q1斷開時，由于“電容兩端的電壓不能突變，流過電感的電流不能突變。”的原理，流過L1電感的電流通過續(xù)流二級管D1，負載LED形成回路。電感中的電流從峰值下降到一個值（該值如果大于零，Q1導通，則工作在CCM;等于零，Q1立即導通，則工作在BCM;等于零，Q1沒有及時導通，則DCM），直到Q1導通。

　　注意：對于大部分的BUCK電路多設計工作在CCM，因為有以下兩點好處：

　　1、 工作在CCM，輸出紋波電流比較小。

　　2、 工作在CCM，輸出電流比較好控制： Io=（ILpkh+ILpkl）/2

　　這里的Io為輸出電流有效值，ILpkh 和ILpkl分別為電感電流峰值和谷值。

　　從DATAsheet可以看出：內(nèi)部設置的VCS電壓為：250mV，通過設置CS引腳到地的電阻，可以設置通過負載LED的峰值電流，那么是如何達到恒流的目的的呢？

　　從公式Io=（ILpkh+ILpkl）/2，可知：通過RCS設置了ILpkh，如果能夠設置ILpkl的話，問題就解決了。

　　TOFF引腳到地的一個電容，用來設置TOFF（關斷時間），在每個工作周期，有相同的關斷時間;從電感的放電回路可以看出，如果在TOFF時間內(nèi)，通過電感電流沒有下降到0的話（CCM），那么Io=（ILpkh+ILpkl）/2能得到一個恒定的ILpkl，因此達到恒流的目的。

　　這樣我們可以考慮如何設置電感L1 、RCS、COFF了。以一個常用的一個實例來說明：

　　INPUT：85~265Vac 50/60HZ

　　OUTPUT： 40V 0.35A （12LED）

　　首先：設置TOFF，從數(shù)據(jù)手冊可以查到以下公式。

　　假設：COFF=220，則：Toff=11.73uS。

　　假定輸出電流紋波系數(shù)為0.8，則：

　　RCS=VCS/IPKH=0.25/（0.35+（0.35*0.8）/2）=0.51R

　　計算電感量：

　　L等于40*11.73/（0.35*0.8）=1.676mH

　　LED驅動電源非隔離的優(yōu)點、缺點：

　　1、對燈具的安全規(guī)范要求高，人可以觸摸到的非安規(guī)認證材料部分與電路需要加強絕緣。

　　2、相對于隔離式，體積可以比較小，價格比較低。

　　3、效率相對較高。

　　非隔離電源一般都采用電感作為恒流控制的主要器件，基本上都是采用單組線圈繞制，加工容易并且磁芯也比較小，要求不高，很容易大批量生產(chǎn)。

　　非隔離驅動的能效一般都可以做到0.93-0.96。

　　非隔離驅動電源比隔離驅動電源的能效要高5%左右，也就是說使用非隔離驅動電源比使用隔離驅動電源可以節(jié)省電費5%左右。因為非隔離驅動電源效率高損耗低，所以內(nèi)部元器件發(fā)熱量小，整個驅動的溫升也就低很多，驅動電源的使用壽命最主要取決于電解電容器的壽命，電解電容的壽命和溫度有直接的關系，每降低10度溫度電解電容器的壽命就會延長一倍，這樣一來非隔離驅動電源就很容易做到比較長的壽命。

　　非隔離LED驅動電源雖然有以上這么多優(yōu)點但是也有它的缺點：

　　非隔離驅動的輸出端帶電，人體不能夠觸摸到，一旦觸摸到就有可能被觸電的危險（因為它的輸入電源與輸出電源之間沒有通過變壓器隔離基本上是相通的，當人觸及到輸出線上時就等于觸摸到輸入電源線上一樣有可能被電擊）。

　　不適宜做低電壓大電流輸出，如果這樣做的話很難發(fā)揮它的那些優(yōu)勢，在成本方面也和隔離電源相差無幾。

　　通過上面的分析我們已經(jīng)基本上了解到了LED非隔離驅動電源幾方面的特點，也就不難可以很好地應用它了。

　　只要燈具外殼達到了安規(guī)要求（塑料燈具外殼為首先，金屬外殼燈具必須處理好燈板的走線和金屬外殼之間的絕緣強度和爬電距離），或者說可以耐得住交流1500-2500V的絕緣耐壓，就可以選用非隔離驅動電源，這樣用起來不但效果好、壽命長而且又節(jié)省成本。

　　對于上述的優(yōu)缺點，大部分我們都很好理解，由于電源發(fā)生異常后，電源隔離與否對負載的危害大小，我們以Buck和它對應的隔離電路即正激電路來簡單分析，如下列圖示。

　　由圖1和圖2可知，對于Buck電路而言，若開關管擊穿短路，由于沒隔離，輸入端較高的電壓，直接通過電感作用在負載端，負載很可能因為過壓燒毀。

　　由圖3和圖4可知，對于正激電路而言，同樣開關管擊穿短路，對負載而言，只是失去了供電的電源而斷電，不會對負載本身造成其它影響。