【導(dǎo)讀】最近很多人在問(wèn):LED隔離與非隔離區(qū)別到底在哪?其實(shí)這兩種架構(gòu)的電源各有優(yōu)勢(shì),那么到底這兩種LED電源在那些方面有區(qū)別呢?本文結(jié)合四大方面為大家詳解LED隔離與非隔離區(qū)別在哪?如果大家有不同的看法,可以隨后留言討論。
雖說(shuō)這不是新的問(wèn)題,但最近一段時(shí)間,常有人會(huì)問(wèn)及,說(shuō)明確實(shí)有必要說(shuō)說(shuō)。回答到好這個(gè)這個(gè)問(wèn)題,主要從以下幾個(gè)方面
1. 安全性
隔離電源是使用
變壓器將220V電壓通過(guò)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?yàn)樽儔浩鞯闹骶€(xiàn)圈承受220V電壓,次級(jí)線(xiàn)圈只承受輸出的低交流電壓,并且主次線(xiàn)圈之間并不直接連接,所以稱(chēng)為隔離電源。變壓器的轉(zhuǎn)換過(guò)程是:電-磁-電,沒(méi)有和大地連接,所以不會(huì)發(fā)生觸電危險(xiǎn)。
而非隔離電源是用220V直接輸入到電子電路,在通過(guò)電子元件降壓輸出,輸入輸出是通過(guò)電子元件直接連接的,所以稱(chēng)非隔離電源;兩者從表面上看就是有無(wú)變壓器的區(qū)別。LED非隔離設(shè)計(jì)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(gè)產(chǎn)品都集成并密封在非導(dǎo)電塑料中,因此,最終用戶(hù)并沒(méi)有任何觸電的危險(xiǎn)。二級(jí)產(chǎn)品都是隔離型的,價(jià)格相對(duì)比較昂貴。非隔離電路是輸入電源通過(guò)升降壓之后直接加在了LED負(fù)載上,有觸電危險(xiǎn)存在。
所以要通過(guò)安規(guī)認(rèn)證,比如3C、UL、CE等,非隔離就麻煩,一般生產(chǎn)廠家沒(méi)有絕對(duì)的設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)力,一般不好通過(guò)。因?yàn)榻^緣及爬電距離不夠,只能從燈具物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(gè)絕緣層可以耐2000V高壓,但有時(shí)螺絲孔的毛刺會(huì)產(chǎn)生所謂的爬電現(xiàn)象,使得難以通過(guò)CE認(rèn)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(guò)隔離,不能讓人觸電。而從產(chǎn)品整個(gè)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(gè)讓最終用戶(hù)能安全使用的產(chǎn)品,一定會(huì)考慮絕緣與隔離的可靠性。
注意:這里牛逼大俠提醒,有些廠家為節(jié)省成本,采用在主線(xiàn)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(shí)際沒(méi)有次級(jí)線(xiàn)圈,不能算是隔離電源!
2.電性能
再?gòu)男阅苌险f(shuō),隔離電源的優(yōu)點(diǎn)是:不會(huì)對(duì)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(dòng)安全但效率較低,非隔離型驅(qū)動(dòng)效率較高,應(yīng)按實(shí)際使用的要求來(lái)選隔離型還是非隔離型驅(qū)動(dòng)。
從恒流精度上:隔離型可以做到±5%以?xún)?nèi),而非隔離型則很難做到。
非隔離電路對(duì)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(dá)幾千伏,時(shí)間很短,能量極強(qiáng),這個(gè)電壓進(jìn)入電源,對(duì)于非隔離BUCK電路,會(huì)瞬間傳達(dá)到輸出,擊壞恒流檢測(cè)環(huán),或是進(jìn)一步擊壞芯片,造成300v直通,而燒掉整條燈管。事實(shí)上就是指非隔離電源,在批量出貨時(shí),返修率高于隔離LED驅(qū)動(dòng)電源,大都是因?yàn)檎▔?。而隔離電源炸壞的機(jī)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(huì),現(xiàn)象也是芯片、MOS管、恒流環(huán)路全燒壞,但隔離相對(duì)少得多。
注意:所以非隔離防浪涌的壓敏電阻必不可少,沒(méi)有壓敏能質(zhì)保的都是浮云。
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3.成本與效率
電子產(chǎn)品的成本不光是設(shè)計(jì)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(duì)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(duì)電路較簡(jiǎn)單,因而成本也相對(duì)較低。
非隔離由于少了變壓的能損耗,效率一般能達(dá)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(shì)。隔離電源效率不易做高,處理不好的話(huà)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?yàn)閷?duì)雷擊浪涌電壓抑制能力較差,大批量出貨時(shí),就會(huì)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(lái)設(shè)計(jì)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(shì)。這估計(jì)就是非隔離電源在中國(guó)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(shí)非隔離型方案是最佳的選擇。
4.使用場(chǎng)合
用隔離的絕緣變壓器還是用隔離的防護(hù)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(lèi)型的設(shè)計(jì)都將會(huì)繼續(xù)使用,因?yàn)槊總€(gè)設(shè)計(jì)分別滿(mǎn)足了不同的市場(chǎng)需求。
從負(fù)載范圍說(shuō),一般來(lái)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(shí)候?yàn)榱苏w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(dá)84V,這樣的選擇是存在一定風(fēng)險(xiǎn)和隱患的。90V輸入的時(shí)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(chǎng)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(chǎng)合是高壓小電流低壓大電流用非隔離沒(méi)有意義,因?yàn)榈蛪捍箅娏鞣歉綦x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(xiàn)上點(diǎn)上幾百只燈具,這時(shí)因?yàn)橐粭l線(xiàn)上燈具太多,此條線(xiàn)上電壓環(huán)境較臟,所以擊壞燈具的機(jī)率變大,故非隔離電源做的LED燈具。
從產(chǎn)品整個(gè)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(jì)者採(cǎi)用隔離的變壓器設(shè)計(jì),因此他們可以簡(jiǎn)化散熱和燈罩的設(shè)計(jì)。如果用非隔離的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),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(dòng),隔離與非隔離的方案一直都同時(shí)存在。
緣于上述幾點(diǎn),這兩種架構(gòu)的電源各有優(yōu)勢(shì),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(chǎng)合和不同使用環(huán)境,不同的電源類(lèi)型沒(méi)有硬性規(guī)定。
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