隔离电源与非隔离电源详解

2015年09月22日

      做电源适配器这行多年,经常遇到客户在问隔离电源好还是非隔离电源好?隔离、非隔离有什么区别呢?

                                                                         
                     

主要从4个方面进行比较:
1.安全性
先介绍下什么是隔离电源吧,隔离电源是指输入和输出通过变压器实现电气连接的,变压器的转换过程是:电-磁-电,没有和大地连接,所以不会发生触电危险。而非隔离电路是输入电源通过升降压之后直接加在了LED负载上,有触电危险。所以要过什么UL,CE......这些安规认证,非隔离就麻烦了,绝缘及爬电距离不够,只能从灯具物理结构设计了。灯管是可以接受的,也有全塑的,但球泡这类基本是铝外壳,这样PCB板与外壳得加强绝缘,本来球泡电源可用空间极小,这样再加上严格的爬电要求,很难做。
作为一个让最终用户能安全使用的产品,一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。
                                                   
2.性能
非隔离由于少了变压的能损耗,效率一般能达到91%以上,而且有更高的功率因素。而隔离一般能效在88%,视功率而定,所以隔离电源发热也比较大。
非隔离拥有更少的元器件,稳定性却比较差,可是为什么呢?原因是非隔离电路对于浪涌十分敏感,抑制能力差。事实上就是指非隔离电源,在批量出货时,返修率高于隔离LED驱动电源,大都是因为炸坏。而隔离电源炸坏的机率要小不少,非隔离的一般在2%至3%左右。很多电网电压不稳,非隔离会300V直通输出,击坏芯片,烧坏LED负载。隔离也会,现象就是芯片,MOS管,恒流环路全烧坏,但隔离相对少得多。所以非隔离防浪涌的压敏电阻必不可少,没有压敏能质保的都是浮云。
                                      
3.成本与体积

相比隔离电源,非隔离电源主要是减少了变压器,以最少的用料来设计架构,做到相同的产品功能,所以非隔离成本有较大的优势。这估计就是非隔离电源在中国很吃香的原因了,哈哈。
                                                            
4.带载范围
一般来讲隔离电源的输出带载范围为30-42V,非隔离带载范围可以为30-84V。众多LED厂家在选择电源的时候为了整体的适应性都要求电源能够适应全电压90-265V输入,带载范围也要求高达84V,这样的选择是存在一定风险和隐患的。90V输入的时候电源可能丧失恒流功能,THD这些。
                                                    
                                  
非隔离适合做高压小电流,做大电流成本并不比隔离的便宜。
综合比较,这两种电源各有优势,非隔离电源侧重于较高的功率因素及效率,减少了能源的损耗,而隔离电源重视生命的安全和日光灯整体的使用安全性,在功率因素及效率方面略逊于非隔离电源,因此不同的先择也是见仁见智 。

 

LED如今在电源市场上占据着一大块的位置,其亮度高、低功耗、寿命长、启动快,功率小、无频闪、不容易产生视 觉疲劳等优点使之成为受消费者好评的重要因素。在电源行业,LED的隔离和非隔离恐怕是最常听到的两个名词,那么它们到底是什么?两者的区别又是什么?小编将借助本文来帮你认识这两者。

主要从以下几个方面:

安全性

隔离电源是使用变压器将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压,然后再整流成直流电输出供电使用。因为变压器的主线圈承受220V电压,次级线圈只承受输出的 低交流电压,并且主次线圈之间并不直接连接,所以称为隔离电源。变压器的转换过程是:电-磁-电,没有和大地连接,所以不会发生触电危险。

而非隔离电源是用220V直接输入到电子电路,在通过电子元件降压输出,输入输出是通过电子元件直接连接的,所以称非隔离电源;两者从表面上看就是有无变压 器的区别。LED非隔离设计仅限于双绝缘产品,例如灯泡的替代产品,其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中,因此,最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是隔离型的,价格相对比较昂贵。非隔离电路是输入电源通过升降压之后直接加在了LED负载上,有触电危险存在。

所以要通过安规认证,比如3C、UL、CE等,非隔离就麻烦,一般生产厂家没有绝对的设计技术实力,一般不好通过。因为绝缘及爬电距离不够,只能从灯具物理结构设计了。灯管是可以接受的,也有全塑的,比如,通常LED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印製板的薄膜绝缘。虽然这个绝缘层可以耐 2000V高压,但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象,使得难以通过CE认证。

但作为完整的LED照明灯具产品,产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离,不能让人触电。而从产品整个系统而言,隔离是不可避免的,区别只是设置隔离的位置不同。作为一个让最终用户能安全使用的产品,一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。

注意:需要提醒的是,有些厂家为了节省成本,采用在主线圈上直接抽头提取低电压的办法,这种办法看似有变压器,实际没有次级线圈,不能算是隔离电源!

电性能

再从性能上说,隔离电源的优点是:不会对人体造成威胁,宽电压表现很好,非隔离的现在也很成熟,电压范围略比隔离的差些,电压范围在110V- 300V之间;而隔离电源能做到60-300V。高低电流很均匀。隔离型驱动安全但效率较低,非隔离型驱动效率较高,应按实际使用的要求来选隔离型还是非隔离型驱动。

从恒流精度上:隔离型可以做到±5%以内,而非隔离型则很难做到。

非隔离电路对于浪涌十分敏感,抑制能力差。雷击浪涌,这种电压是瞬间高压,高达几千伏,时间很短,能量极强,这个电压进入电源,对于非隔离BUCK 电路,会瞬间传达到输出,击坏恒流检测环,或是进一步击坏芯片,造成300v直通,而烧掉整条灯管。事实上就是指非隔离电源,在批量出货时,返修率高于隔离LED驱动电源,大都是因为炸坏。而隔离电源炸坏的机率要小不少,非隔离的一般在2%至3%左右。

很多电网电压不稳,隔离也会,现象也是芯片、MOS管、恒流环路全烧坏,但隔离相对少得多。

注意:所以非隔离防浪涌的压敏电阻必不可少,没有压敏能质保的都是浮云。

成本与效率

电子产品的成本不光是设计生产成本,批量大的产品也包括维修成本。就LED电源电路结构而言,目前的隔离型方案多是AC/DC的反激式 (Flyback)电路方案,因此相对电路较复杂、成本较高。非隔离型基本是采用DC/DC的升压(Boost)或降压(Buck)电路,则相对电路较简单,因而成本也相对较低。

非隔离由于少了变压的能损耗,效率一般能达到90%以上,而且有更高的功率因素。而隔离一般能效在88%,视功率而定,所以隔离电源发热也比较大。

非隔离电源在效率和成本上比隔离电源较有优势。隔离电源效率不易做高,处理不好的话热量很大,成本也高,尤其是做那种内置灯管的LED日光灯。但非隔离电源,因为对雷击浪涌电压抑制能力较差,大批量出货时,就会遇到很多损坏。

相比隔离电源,非隔离电源主要是减少了变压器,以最少的用料来设计架构,做到相同的产品功能,所以非隔离成本有较大的优势。这估计就是非隔离电源在中国很吃香的原因了。

注意:在低压供电的LED灯具中,以效率和成本优先的原则,其实非隔离型方案是最佳的选择。

使用场合

用隔离的绝缘变压器还是用隔离的防护灯罩外壳,通常需要从多方面去分析,例如成本与製造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规范的要求等。这两种类型的设计都将会继续使用,因为每个设计分别满足了不同的市场需求。

从负载范围说,一般来讲隔离电源的输出带载范围为30-42V,非隔离带载范围可以为30-84V。众多LED厂家在选择电源的时候为了整体的适应性都要求 电源能够适应全电压90-265V输入,带载范围也要求高达84V,这样的选择是存在一定风险和隐患的。90V输入的时候电源可能丧失恒流功能,THD这 些。 非隔离适合做高压小电流,做大电流成本并不比隔离的便宜。

非隔离电源适合的场合:首先是室内的灯具,这种室内用电环境较好,浪涌影响 小,草帽和贴片LED,使用的场合是高压小电流低压大电流用非隔离没有意义,因为低压大电流非隔离的效率并不比隔离的高,成本也低不到多少去,不太适合集 中式照明,何谓集中照明,即在同一条AC线上点上几百只灯具,这时因为一条线上灯具太多,此条线上电压环境较脏,所以击坏灯具的机率变大,故非隔离电源做 的LED灯具。

从产品整个系统而言,隔离是不可避免的,区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者採用隔离的变压器设计,因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计,在灯壳等结构上就必须考虑可靠的绝缘要求。

注意:作为电源驱动,隔离与非隔离的方案一直都同时存在。

缘于上述几点,这两种架构的电源各有优势,非隔离电源侧重于较高的功率因数及效率,减少了能源的损耗;而隔离电源重视生命的安全和日光灯整体的使用安全性,在功率因数及效率方面略逊于非隔离电源,不同场合和不同使用环境,不同的电源类型没有硬性规定。

上一篇文章电源适配器生产工艺流程

来源:深圳市鑫成电子有限公司
深圳市鑫成电子有限公司
杜鑫
经营模式 :
生产厂家
所在地区 :
广东省 深圳市 宝安区 福永镇重庆路富海工业区4栋4楼3号

公司简介

公司简介

深圳市鑫成电子有限公司是一家经过深圳市市场监督管理局批准的正规公司,集研发、生产、销售于一体的电源充电器制造厂家。致力前沿技术的研发,已拥有完善的生产线和销售渠道,产品远销欧美国家。我们已被国家税务总局评定为一般纳税人企业,可为客户开具增值税发票,为用户提供最质的产品和服务。公司设备齐全、技术领先,管理完善、以优良的品质、优惠的价格、准确的交货期、成立伊始即赢得了客户的信任与好评。 公司宗旨:以诚信为原则,以客户为中心。公司致力于倡导和追求品质第一,公司拥有一批专业的技术开发人员,是您理想的合作伙伴。

在线客服

在线时间

周一至周六
9:00-17:30