哈尔滨明纬电源介绍电源的分类
1、AC/DC与DC/DC
AC/DC是开关电源的其中一类。该类电源也称一次电源——AC是交流,DC是直流,它,经过高压整流滤波得到一个直流高压,供DC/DC变换器在输出端获得一个或几个稳定的直流电压,功率从几瓦-几千瓦均有产品,用于不同场合。
AC/DC电源管理芯片变换是将交流变换为直流,其功率流向可以是双向的,功率流由电源流向负载的称为“整流”,功率流由负载返回电源的称为“有源逆变”。
AC/DC变换器输入为50/60Hz的交流电,因必须经整流、滤波,因此体积相对较大的滤波电容器是必不可少的,同时因遇到安全标准(如UL、CCEE等)及EMC指令的限制(如IEC、、FCC、CSA),交流输入侧必须加EMC滤波及使用符合安全标准的元件,这样就限制AC/DC电源体积的小型化。
DC/DC电源指直流转换为直流的电源,从这个定义上看,广义的DCDC表示只要是直流转直流都叫DCDC,LDO(低压差线性稳压器)芯片也应该属于DC/DC电源。但是约定俗成的定义是:一般只将直流变换到直流,且这种转换方式是通过开关方式实现的电源称为DC/DC电源。(第一张图中,狭义的DC/DC)
2、线性电源与开关电源
线性电源的调整管工作在放大状态,因而发热量大,效率低(与压降多少有关),需要加体积庞大的散热片。实现AC/DC时,还需要同样也是大体积的工频变压器,当要制作多组电压输出时变压器会更庞大。
开关电源的调整管工作在饱和和截至状态,因而发热量小,效率高。AC/DC电源省掉了大体积的变压器。但开关电源输出的直流上面会叠加较大的纹波(50mVat5Voutputtypical),在输出端并接稳压二极管可以改善,另外由于开关管工作时会产生很大的尖峰脉冲干扰,也需要在电路中串连磁珠加以改善。相对而言线性电源就没有以上缺陷,它的纹波可以做的很小(5mV以下)。
开关电源通过不同的拓扑结构可以实现,降压、升压、升降压。而线性电源只能实现降压。
3、普通电源与特种电源
电源分为普通电源和特种电源两类。
普通电源
又可细分为:PC电源、整流电源、定制电源、加热电源、焊接电源/电弧电源、电镀电源、开关电源、逆变电源、交流稳压电源、直流稳压电源、DC/DC电源、通信电源、模块电源、变频电源、UPS电源、EPS应急电源、净化电源、网络电源、电力操作电源、适配器电源、线性电源、电源控制器/驱动器、功率电源、其他普通电源、逆变电源、参数电源、调压电源、变压器电源。
特种电源
特种电源又可细分为:岸电电源、安防电源、高压电源、医疗电源、军用电源、航空航天电源、激光电源、其他特种电源。
特种电源即特殊种类的电源。所谓特殊主要是由于衡量电源的技术指标要求不同于常用的电源,其主要是输出电压特别高,输出电流特别大,或者对稳定度、动态响应及纹波要求特别高,或者要求电源输出的电压或电流是脉冲或其它一些要求。
4、隔离电源与非隔离电源
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。
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。