幫你認(rèn)識(shí)LED中的親兄弟 隔離與非隔離

LED如今在電源市場(chǎng)上占據(jù)著一大塊的位置，其亮度高、低功耗、壽命長、啟動(dòng)快，功率小、無頻閃、不容易產(chǎn)生視覺疲勞等優(yōu)點(diǎn)使之成為受消費(fèi)者好評(píng)的重要因素。在電源行業(yè)，LED的隔離和非隔離恐怕是最常聽到的兩個(gè)名詞，那么它們到底是什么？兩者的區(qū)別又是什么？小 編將借助本文來幫你認(rèn)識(shí)這兩者。 　　主要從以下幾個(gè)方面： 　　安全性 　　隔離電源是 使用變壓器將220V電壓通過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€圈承受220V電壓，次級(jí)線圈只承受輸出的 低交流電壓，并且主次線圈之間并不直接連接，所以稱為隔離電源。變壓器的轉(zhuǎn)換過程是：電-磁-電，沒有和大地連接，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，在通過電子元件降壓輸出，輸入輸出是通過電子元件直接連接的，所以稱非隔離電源;兩者從表面上看就是有無變壓 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，最終用戶并沒有任何觸電的危 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)廠家沒有絕對(duì)的設(shè)計(jì)技術(shù)實(shí)力，一般不好通過。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：需要提醒的是，有些廠家為了節(jié)省成本，采用在主線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)際沒有次級(jí)線圈，不能算是隔離電源！ 　　電性能 　　再從性能上說，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%以內(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▔摹６綦x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，沒有壓敏能質(zhì)保的都是浮云。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。 　　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)分別滿足了不同的市場(chǎng)需求。 　　從 負(fù)載范圍說，一般來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?！》歉綦x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線上點(diǎn)上幾百只燈具，這時(shí)因?yàn)橐粭l線上燈具太多，此條線上電壓環(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)者採用隔離的變壓器設(shè)計(jì)，因此他們可以簡化散熱和燈罩的設(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，不同的電源類型沒有硬性規(guī)定。