電源隔離耐壓選擇不容疏忽
相信下面這則新聞很多人都看過，“南航一名23歲空姐在iPhone5充電時(shí)打電話被電死”，此則新聞在網(wǎng)上引起廣泛關(guān)注。充電器也能能危害生命？專家分析是220VAC交流電傳導(dǎo)到手機(jī)上，導(dǎo)致人員觸電身亡?？吹竭@里我們就知道罪魁禍?zhǔn)走€是充電器被擊穿并將220VAC的交流電通過數(shù)據(jù)線傳導(dǎo)到了手機(jī)上，最終導(dǎo)致觸電身亡。
那么手機(jī)充電器輸出端為什么會(huì)帶有220V的交流電呢？這就回到了我們的主題電源的隔離耐壓問題。電源的隔離耐壓在GB4943國標(biāo)中又叫抗電強(qiáng)度，這個(gè)GB4943標(biāo)準(zhǔn)就是我們常說的信息類設(shè)備的安全標(biāo)準(zhǔn)，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國家標(biāo)準(zhǔn)，其中包括避免人受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。下面我們就簡單介紹一下電源的隔離耐壓及如何選擇隔離耐壓的問題。
隔離耐壓主要是檢測設(shè)備中使用的固體絕緣是否具有足夠的抗電強(qiáng)度。絕緣應(yīng)承受的試驗(yàn)電壓波形基本上為正弦波形、頻率為 50Hz 或60Hz 的交流電壓，直流電源一般的試驗(yàn)電壓為直流電壓。
一般人會(huì)將電源的隔離耐壓與電源的輸入沖擊電壓混淆，下面從測試方法來區(qū)分一下。我們常說的電源耐壓是指初級(jí)電路與次級(jí)電路之間的抗電強(qiáng)度，為了避免損壞與測試無關(guān)的元器件或絕緣，可將集成電路或類似的電路斷開，或者采用等電位連接。在電源測試時(shí)一般采用較簡單的等電位連接測試。連接示意圖如下：
只要保證電源滿足了相關(guān)抗電強(qiáng)度要求（具體要求可參考GB4943標(biāo)準(zhǔn)），就能確保危險(xiǎn)電壓不會(huì)傳導(dǎo)到次級(jí)電路，從而不會(huì)威脅到人的生命安全。
從上面了解到電源的隔離耐壓選擇的關(guān)鍵性，但是也不是選擇的隔離耐壓越高越好，因?yàn)楦綦x耐壓越高也會(huì)影響到電源其他性能，所以只要選擇合適的耐壓值就行。一般電路中涉及到危險(xiǎn)電壓且電路中有人員能接觸到的導(dǎo)體，如一些接口端子等，都會(huì)對(duì)電路的隔離耐壓有嚴(yán)格的測試要求。下面我們就來簡單介紹一下AC-DC電源與DC-DC電源的隔離耐壓選擇問題。
AC-DC電源屬于一次電源，把220V的市電轉(zhuǎn)換成低壓直流電，其還可以分為隔離和非隔離之分。若您使用的是非隔離電源，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮將所有帶電部分均密封起來，防止不小心接觸到危險(xiǎn)電壓。若使用的是隔離電源，則只需要電源部分滿足相關(guān)隔離耐壓及安規(guī)要求即可。一般常用的工業(yè)電源耐壓滿足3000VAC即可，一些特殊的場合，如電力場合，一般需要滿足4000VAC及以上隔離電壓要求，具體耐壓要求可參考各行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)灌膠模塊電源的隔離耐壓為3000VAC。
DC-DC電源屬于二次電源，一般其耐壓要求是根據(jù)其應(yīng)用場合而定。如一般為了隔離干擾而進(jìn)行的通訊隔離，一般隔離耐壓在1000VDC到1500VDC即可。電路中其中一端可能涉及到危險(xiǎn)電壓時(shí)，一般需要考慮將隔離耐壓提升到3000VDC。另外還有一些特殊應(yīng)用現(xiàn)場，如醫(yī)療場合，很多對(duì)隔離電源的要求都要到4000VAC或6000VDC的隔離耐壓。
根據(jù)上面的描述電源隔離耐壓多種多樣，我們?nèi)绾蝸韺?shí)現(xiàn)呢？一般有兩個(gè)渠道，一是選用隔離特性較好的高頻變壓器和光耦等器件，二是采用灌膠方式的電源，其能進(jìn)一步提升電源的隔離性能。一般在集成電路中為了節(jié)約空間同時(shí)又能達(dá)到相應(yīng)的安規(guī)要求，大部分工程師均會(huì)考慮選用隔離電源模塊設(shè)計(jì)電路，這樣能節(jié)約空間同時(shí)能節(jié)約時(shí)間成本。
