了解DC-DC转换器中的隔离

　　DC-DC转换器中的隔离除了防止触电外，还有许多不同的用途。尽管可以使用不带输入-输出隔离的 DC-DC转换器，但许多转换器使用内部变压器将输出与输入电（电）分离。这使得 DC-DC 转换器非常通用。具有相对于输入浮动的输出意味着可以断开接地回路以降低电气系统中的噪声，可以自由选择输出极性，当然，隔离屏障可以形成重要的安全元件以防止电击和以减少由故障情况引起的其他危险。

　　由于输出与输入隔离，因此输入或输出侧的“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 可用于改变电压电平和极性（例如从 -48V 输入变为 5V 输出）、添加到现有电压（例如从 15V 电源生成 20V）或创建一个单电源双输出（例如， 5V 为 ±5V）。

　　隔离等级取决于隔离层的稳健性。对于 dc-dc转换器，最常用的类别是：

　　功能性——输出隔离，但没有防触电保护基本 - 只要屏障完好无损，隔离就会提供电击保护补充 - 基本的额外障碍，机构要求冗余增强 - 相当于两层基本绝缘的单一屏障那么这些课程如何转化为实际的变压器构造呢？

　　功能隔离

　　对于功能隔离，变压器初级和次级绕组通常直接相互缠绕，具体取决于用于绝缘的导线漆的厚度。这种方法的优点是成本低，可以生产出非常紧凑的变压器，尽管体积小，但可以承受高达 4kVdc 的隔离电压测试，但持续时间有限，并且是非重复性测试。

　　功能性隔离转换器的典型应用包括非安全关键型系统，其中隔离主要用于断开接地环路、阻断传导干扰路径或提供功能性接地参考电压的变化。在这些应用中，隔离故障不会对设备造成伤害或严重损坏，甚至通常不会使应用停止工作。隔离提供了额外的抗干扰安全性或增加了可靠性，但与安全无关。

　　一个很好的例子是 CAN 总线数据通信系统。CAN 总线规范并未指定必须隔离总线布线，但在实践中，隔离接口可以消除许多潜在的错误源或数据传输干扰。由于总线的两端是隔离的，发送器和接收器可以毫无问题地处于不同的地电位。差分总线拓扑忽略了任何电气干扰，没有外部场在布线中引起整体电流的危险。这就是隔离式 CAN 总线系统经常用于重工业自动化工厂和生产过程的原因之一。

　　基本隔离

　　基本隔离等级要求初级或次级绕组之间的安全绝缘，额定值为系统电压 - 绕组线上的漆绝缘不充分，因为可能存在针孔。在基本绝缘级变压器中，输入和输出绕组不直接缠绕在一起，而是以最小距离或物理屏障隔开，例如机构批准的绝缘膜。

　　这种方法可用于较大尺寸的变压器，其中有足够的空间在绕组之间添加胶带层。

　　对于紧凑型DC-DC转换器，必须找到提供基本隔离而又不会使变压器太大的方法。图 5 显示了一个使用分离桥物理分离绕组的变压器。另外，铁氧体环形磁芯是包塑的，因此也与绕组独立隔离。

　　还有另一种制作基本绝缘变压器的方法，即使用灌封铁芯。在这种构造方法中，带有一个绕组（通常是初级）的铁氧体磁芯被放置在一个塑料罐中，然后用环氧树脂填充。安装盖子，然后第二个绕组通过中间的孔缠绕在整个结构上。绝缘不依赖于变压器线周围的漆，而是通过塑料罐和环氧树脂填充独立确保。生产工艺确保环氧树脂和盖子的质量和厚度满足规定系统电压下基本绝缘的最低机构要求。

　　在紧凑的 SIP7 封装 (19.6 x 10.2 x 7mm) 中提供 5.2kVdc 隔离测试额定电压。虽然制造起来更复杂，但这种“灌封铁芯”方法提供了一种非常紧凑的变压器，具有可靠且一致的绝缘性能，不会随着时间的推移而退化。

　　强化隔离

　　借助增强型隔离，输入和输出绕组之间的距离更大或至少有两个物理屏障，每个物理屏障都相当于基本绝缘等级。

　　然而，多层绝缘使变压器体积更大，这限制了小型化的可能性。解决此问题的一种方法是使用三重绝缘 (TIW) 变压器线，它们已被归类为提供增强绝缘。使用这种类型的电线。