除了防止电击之外,DC/DC转换器的隔离具有许多不同的用途。本文介绍了各种等级的隔离以及在常见的低功耗DC/DC转换器中的应用。
尽管输入输出没有隔离的DC/DC转换器仍可使用,但许多使用内部变压器将输入和输出隔离,这让DC/DC转换器有多种用途和功能。输入和输出浮地可以断开接地回路以减少电气系统中的噪声,并可以自由选择输出极性,因此隔离屏障能形成重要的安全机制以防止电击和减少故障造成的其他危害。
由于输出与输入隔离,因此输入或输出端的“零”参考电压的选择也是任意的。例如,具有5V输出的隔离式DC/DC可用于改变电压和极性(例如,-48V输入有+5V输出),可升高现有的电压(例如,从+15V电源产生+20V)或从单电源转成双输出(例如从+5V转成±5V)。图1显示这些转换功能。
图1:不同的隔离式DC/DC转换器的使用方式
隔离等级取决于隔离屏障的绝缘强度。对于DC/DC转换器,最常用的类型如下:
- 功能 - 输出是隔离的,但没有电击的保护
- 基本- 只要屏障完好无损,就能提供电击保护
- 辅助 - 再增加一层屏障作为备用保护
- 增强- 相当于两层基本绝缘的一层屏障
那么要如何将这些类型应用至实际的变压器呢?
功能隔离
以功能隔离来说,变压器初级和次级绕组通常直接缠绕在一起,绝缘的性能取决于线包漆的厚度(图2)。这个方法的优点是可以生产低成本和小尺寸的变压器,可以承受高达4kV的DC隔离电压测试,但是持续时间有限并且不能重复测试。