在給嵌入式系統設計電源電路，或選用成品電源模塊時，要考慮的重要問題之一就是用隔離電源還是非隔離電源方案。在進行討論之前，我們先了解下隔離與非隔離的概念，及兩者的主要特點。

1） 電源隔離與非隔離的概念

電源的隔離與非隔離，主要是針對開關電源而言，業內比較通用的看法是：

隔離電源是指電源的輸入回路和輸出回路之間沒有直接的電氣連接，輸入和輸出之間是絕緣的高阻態，沒有電流回路。非隔離電源是指輸入回路和輸出回路之間有直接的電流回路，例如，輸入和輸出之間是共地的。

2）隔離電源與非隔離電源的優缺點

由上述概念可知，對于常用的電源拓撲而言，非隔離電源主要有：Buck、Boost、Buck-Boost等；而隔離電源主要有各種帶隔離變壓器的反激、正激、半橋、LLC等。結合常用的隔離與非隔離電源，我們從直觀上就可得出它們的一些優缺點，兩者的優缺點幾乎是相反的。使用隔離或非隔離的電源，需了解實際項目對電源的需求是怎樣的，但在此之前，可了解下隔離和非隔離電源的主要優缺點：

① 隔離模塊的電磁抗干擾能力強，可靠性高，但成本高，效率差。

② 非隔離模塊的結構很簡單，成本低，效率高，安全性能差。

3）隔離與非隔離電源的應用場合

通過了解隔離與非隔離電源的優缺點可知，它們各有優勢，對于一些常用的嵌入式供電選擇，我們已可做成準確的判斷：

① 系統前級的電源，為提高抗干擾性能，保證可靠性，一般用隔離電源。

② 電路板內的IC或部分電路供電，從性價比和體積出發，優先選用非隔離的方案。

③ 對安全有要求的場合, 涉及可能觸電的場合，如需接市電的AC-DC，或醫療用的電源，為保證人身的安全，必須用隔離電源，有些場合還必須用加強隔離的電源。

④ 對于遠程工業通信的供電，為有效降低地電勢差和導線耦合干擾的影響，一般用隔離電源為每個通信節點單獨供電。串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器局域網(CAN)等物理網絡傳送數據，這些相互連接的系統每個都配備有自己的電源，而且各系統之間往往間隔較遠，因此，我們通常需要隔離電源進行電氣隔離來確保系統的物理安全，且通過隔離切斷接地回路，來保護系統免受瞬態高電壓沖擊，同時減少信號失真；對外的I/O端口，為保證系統的可靠運行，也建議對I/O端口做電源隔離。

4） 抗電強度

電源的隔離耐壓在GB-4943國標中又叫抗電強度，這個GB-4943標準就是我們常說的信息類設備的安全標準，就是為了防止人員受到物理和電氣傷害的國家標準，其中包括避免人受到電擊傷害、物理傷害、爆炸等傷害。

開源電源的隔離變壓器

變壓器（Transformer）是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓（磁飽和變壓器）等。

隔離變壓器是用來把電力從交流電源轉移到一個特定的設備。在這里，電源設備與電源分離，同時考慮到安全措施。此外，它還可以阻隔電容，使一次繞組和二次繞組聯動。變壓器通過感應從一個繞組到另一個繞組的電能，基本上增加了從一個繞組到另一個繞組的能量電壓水平。隔離變壓器促進電流隔離，防止電擊、電路之間的電力傳輸以及敏感和可接受的裝置產生電噪聲。隔離變壓器被設計用來抵抗來自接地回路的干擾，并減少減少減少電容耦合的繞組。變壓器在線圈繞組上使用未連接的線軸。繞組互相打傷，使絕緣層保持在中間。在所有情況下，它們都受到靜電屏蔽的保護，靜電屏蔽位于繞組之間，用于為敏感設備（如實驗室設備、計算機和其他電子設備）供電。

1、通過變壓器的匝數比，實現電壓的改變。電壓的改變和電流的改變遵循匝比方程，如式：

2、它用來代替各種電路中的隔離。它們用于不同的行業，以滿足不同的功能，而不降低或增加電流。它有助于以1:1的比例分離一次繞組和二次繞組。

3、它減輕了觸電的危險。電力變壓器是定制的，以提供人與資源的分離，確保安全。它把船和電源連接起來。在這種情況下，電源線不與電動翼連接。

4、它能減少噪音和其他聲音。它可以防止由于將音頻放大器信號與揚聲器輸出直接連接并將音頻放大器與放大器模塊分離而產生的任何噪聲。

5、它促進了直流電源的隔離。這些通常用于定期放大數字信息的電話線。變壓器將直流電與控制放大器的信號分開。

審核編輯：湯梓紅