电源模块中“隔离电压3000VDC”是什么？有什么⽤？
本⽂导读
随着嵌⼊式⾏业的快速发展，在各种⾏业应⽤中电源要求也越来越⾼，为保证系统的稳定性，隔离电源应运⽽⽣。但隔离电源中关键指标——隔离电压指的是什么？与爬电距离有什么关系？本⽂将从隔离电源的原理为你揭晓。
微电⼦⾏业的⾼速发展，产品使⽤场合的电磁环境也越来越复杂，产品的稳定性也受到很⼤的影响。嵌⼊式产品的⽣产公司对产品加⼊各种隔离器件或隔离电路来减少⼯作现场的⼲扰，增强设备稳定性。
电源作为嵌⼊式设备能源供给部分，是产品稳定⼯作的前提。电源的隔离尤为重要，电源隔离模块的应⽤也成为嵌⼊式设备设计的必备品。
在⼯业设备中，要求两个设备之间的电源隔离，采⽤带变压器的直流变换器，将两个电源之间隔开，使他们相互独⽴，从⽽减少外界⼲扰！嵌入式系统是什么意思
隔离电源的隔离耐压和爬电距离介绍
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隔离电源的隔离耐压介绍
图1 隔离电源内部框图
如图1所⽰，隔离DC-DC电源模块内部框图。
隔离耐压指的是两个没有直接电⽓连接的系统所能承受的最⾼绝缘电压。
电源隔离使⽤场合不同，对应的参数选择也不⽤。如：AD-DC电源隔离，⼀般的⼯业场合要求隔离耐压在3000VAC到4000VAC；DC-DC电源隔离⼀般⼯业场合要求1000VDC到2000VDC，特殊⾏业可能会⾼，医疗⾏业有要求6000VDC。
⾸先区别⼀下各项电压指标的单位，常见的⼜ADC、VAC和RMS，具体如下所⽰。
VAC/VDC分别指交流电压与直流电压，但隔离耐压中交流与直流不能简单的进⾏换算，例如，3000VAC的幅值电压有4242V，但在实际应⽤中隔离耐压3000VAC与4242VDC并不等效。
具体原因包括两点：
1、对于隔离模块，输⼊输出之间是存在隔离电容，对于直流信号，电容的阻抗⽆限⼤，因此隔离电容的⼤⼩对于直流信号没有太⼤的影响，⽽对于交流信号就会有较⼤的影响，表现在漏电流会变⼤，或者直接超标，系统报警。
2、AC与DC的另⼀个区别在于频率会影响绝缘介质的介电常数，频率会导致绝缘介质的介电常数降低，通常介电常数越⾼，绝缘能⼒越强。
RMS是指真有效值，简单⽽⾔即代表交流电相当于直流电在单位时间内所做的功。也就是真有效值为10V的交流电与10V的直流电对相同的负载在相同的时间下所做的功相同。该单位通常不作为隔离耐压
的计量单位。
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隔离电源爬电距离介绍
如何保证隔离耐压的稳定性和安全性，保证隔离电源模块不被击穿，我们就要计算爬电距离。两个导电部件之间，或⼀个导电部件与设备及易接触表⾯之间沿绝缘材料表⾯测量的最短空间距离沿绝缘表⾯放电的距离即泄漏距离也称爬电距离，爬电距⾥=表⾯距离/系统最⾼电压，根据污秽程度不同。
图2 爬电距离⽰意图
在IEC60950、GB4943-2011标准中，规定了不同电压等级需要的最⼩安全距离，⽽安全距离⼜包括电⽓间距和爬电距离两种。对于开关电源主要需要保证最⼩安全距离的地⽅有以下两个⽅⾯：
1、⼀次侧电路对外壳（保护地）的安全距离；
2、⼀次侧电路对⼆次侧电路之间的安全距离。
隔离电源相较于⾮隔离电源的优劣势如下图3所⽰。
图3 隔离电源与⾮隔离电源对⽐
隔离电源的应⽤
嵌⼊式产品的应⽤场合各种⼲扰都会对产品的稳定性带来威胁，在产品设计阶段，选择好的隔离电源模块和隔离通信模块，能有效的屏蔽使⽤环境带来的⼲扰，对产品的稳定⼯作带来保障。
我们经常会在媒体上看见⼀些⼿机充电爆炸，⼿机充电时触电的新闻报道。隔离电源模块能够很好的保证产品的稳定⼯作，更重要的是保护使⽤者的⽣命和财产安全。
隔离电源⽬前使⽤有两种⽅式，器件分⽴搭建与采⽤DC-DC电源模块，对⽐如下所⽰。
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⽅案选择
在产品性能需求稍微明了之后，那接下来就是开始设计开发了，⾸先要做的就是电路⽅案的选取了，下⾯为⼤家列举⼀些⽐较常见的“反⾯教材”。
⽐如设计开发⼀个市电交流输⼊转直流输出的，很多⼈的第⼀时间就想到采⽤⼯频变换电路⽅案，因为此⽅案⽐较简单，⼀个⼯频变压器，再加上个整流滤波就可以搞定，如下图4所⽰。使⽤此⽅案的产品的效率⾮常低，并且产品的体积会⾮常之⼤，在应⽤中还伴随着让⼈⾮常闹⼼的⼯频涡流声。⽽模块⽅案选⽤合适的变压器，并且多重⼯序层层保证变压器的产品⼀致性，保证产品最终性能。
图4 变压器⽅案对⽐
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物料选型及PCB设计
电路⽅案确定之后，接下来就需要进⾏产品性能参数的设计，要对电路⽅案中的电⼦元器件进⾏参数设计、计算与结构物料选型，在这个环节必须从多⽅⾯进⾏权衡。
1、物料的选型。在专业的模块电源⼚商就可以做到兼得，会根据产品的不同规格需求，不同的应⽤条件，舍掉⽆需的物料规格，选择最优的所需物料规格。
2、电源模块的PCB的设计。因为模块电源产品有模块电源的PCB设计规范要求，它要考虑散热设计、EMC设计、⼲扰设计和⽣产⼯艺设计等等，涉及的内容⾮产多，所以PCB设计在模块电源产品开发过程中是作为最重要的环节之⼀来对待的，如图5所⽰。
内容⾮产多，所以PCB设计在模块电源产品开发过程中是作为最重要的环节之⼀来对待的，如图5所⽰。
图5 PCB设计要求
ZLG致远电⼦隔离DC-DC电源可为⽤户系统提供稳定、可靠的驱动电压，并有效解决静电、浪涌所导
致的供电不稳问题，是板内数据采集、通讯等⼦系统供电的理想⽅案。隔离电压等级覆盖1000VDC-6000VDC，满⾜所有⼯况需求。
与传统的设计相⽐，ZLG致远电⼦定压系列隔离电源模块从拓扑结构、芯⽚⽅案到元器件均采⽤业内最优⽅案，具备更⾼的集成度与可靠性，能够为⽤户I/O及通信隔离等应⽤提供标准、可靠的解决⽅案。

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