非隔离电源与隔离电源的特点分析

隔离电源与非隔离电源风云争霸

虽说这不是新的问题，但最近一段时间，无论在各大论坛还是在一些场合，常有人会问及，也有跟身边的一些各电源论坛牛人版主交流交换过意见，说明确实有必要说说。

回答这个问题，主要从以下几个方面

1. 安全性

隔离电源是使用变压器将220V电压通过变压器将电压降到较低的电压，然后再整流成直流电输出供电使用。因为变压器的主线圈承受220V电压，次级线圈只承受输出的低交流电压，并且主次线圈之间并不直接连接，所以称为隔离电源。变压器的转换过程是：电-磁-电，没有和大地连接，所以不会发生触电危险。

而非隔离电源是用220V直接输入到电子电路，在通过电子元件降压输出，输入输出是通过电子元件直接连接的，所以称非隔离电源;两者从表面上看就是有无变压器的区别。LED非隔离设计仅限于双绝缘产品，例如灯泡的替代产品，其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中，因此，最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是隔离型的，价格相对比较昂贵。非隔离电路是输入电源通过升降压之后直接加在了LED负载上，有触电危险存在。

所以要通过安规认证，比如3C、UL、CE等，非隔离就麻烦，一般生产厂家没有绝对的设计技术实力，一般不好通过。因为绝缘及爬电距离不够，只能从灯具物理结构设计了。灯管是可以接受的，也有全塑的，比如，通常LED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印製板的薄膜绝缘。虽然这个绝缘层可以耐2000V 高压，但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象，使得难以通过CE认证。

但作为完整的LED照明灯具产品，产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离，不能让人触电。而从产品整个系统而言，隔离是不可避免的，区别只是设置隔离的位置不同。

作为一个让最终用户能安全使用的产品，一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。

注意：这里牛逼大侠提醒，有些厂家为节省成本，采用在主线圈上直接抽头提取低电压的办法，这种办法看似有变压器，实际没有次级线圈，不能算是隔离电源!

2.电性能

再从性能上说，隔离电源的优点是：不会对人体造成威胁，宽电压表现很好，非隔离的现在也很成熟，电压范围略比隔离的差些，输入电压范围参差不齐，比如说市面上常见的非隔离方案，晶丰BP2836系列、芯联CL1503系列、矽科CS 系列等输入电压在110-265V之间，输出24串的时候低于110V则无法启动，如果放弃空载保护则可以启动，但是后果就是严重的烧灯珠。惠新晨H3102非隔离系列方案虽然输入电压在24串输出时候可以在85-265V全电压正常工作，也有空载保护而且不受电感参数影响，但是输入电压一旦低于100V电流精度也已经在5%的边缘。而隔离电源能做到60-300V。高低电流很均匀。隔离型驱动安全但效率非常低，相反非隔离型驱动效率却非常高，对于一些相对散热不足的灯具是个理想的选择，所以应按实际使用的要求来选隔离型还是非隔离型驱动。

从恒流精度上：隔离型可以全电压输入范围做到±5%以内，而非隔离型则很难做到。如果单单高压输入范围的话，隔离的精度没有非隔离的好，非隔离的可以达到3%以内。

非隔离电路对于浪涌十分敏感，抑制能力差。雷击浪涌，这种电压是瞬间高压，高达几千伏，时间很短，能量极强，这个电压进入电源，对于非隔离BUCK 电路，会瞬间传达到输出，击坏恒流检测环，或是进一步击坏芯片，造成300v 直通，而烧掉整条灯管。事实上就是指非隔离电源，在批量出货时，返修率高于隔离LED驱动电源，大都是因为炸坏。而隔离电源炸坏的机率要小不少，非隔离的一般在2%至3%左右。

很多电网电压不稳，隔离也会，现象也是芯片、MOS管、恒流环路全烧坏，但隔离相对少得多。

注意：所以非隔离防浪涌的压敏电阻必不可少，没有压敏能质保的都是浮云。

3.成本与效率

电子产品的成本不光是设计生产成本，批量大的产品也包括维修成本。就LED电源电路结构而言，目前的隔离型方案多是AC/DC的反激式(Flyback)电路方案，因此相对电路较复杂、成本较高。非隔离型基本是采用DC/DC的升压(Boost)或降压(Buck)电路，则相对电路较简单，因而成本也相对较低。举个简单的例子，24W的方案成本，单单一个变压器就是EFD20双绕组与EE10单绕组的差距，价格差起码1块以上。

非隔离由于少了变压的能损耗，效率一般能达到92%以上，而且有更高的功率因素。而隔离一般能效在86%，视功率而定，所以隔离电源发热也比较大。

非隔离电源在效率和成本上比隔离电源较有优势。隔离电源效率不易做高,处理不好的话热量很大,成本也高,尤其是做那种内置的电源，比如LED日光灯、球泡灯、投光灯、玉米灯等等。

相比隔离电源，非隔离电源主要是减少了变压器，以最少的用料来设计架构，做到相同的产品功能，所以非隔离成本有较大的优势。这估计就是非隔离电源在中国很吃香的原因了。

注意：在LED灯具中，以效率和成本优先的原则，其实非隔离全电压方案是最佳的选择。

4.使用场合

用隔离的绝缘变压器还是用隔离的防护灯罩外壳，通常需要从多方面去分析，例如成本与製造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规范的要求等。这两种类型的设计都将会继续使用，因为每个设计分别满足了不同的市场需求。

从负载范围说，一般来讲隔离电源的输出带载范围为30-42V，非隔离带载

范围可以为30-80V。众多LED厂家在选择电源的时候为了整体的适应性都要求

电源能够适应全电压90-265V输入，带载范围也要求高达80V。非隔离适合做高压小电流，做大电流成本并不比隔离的便宜。

非隔离电源适合的场合：首先,是室内的灯具，这种室内用电环境较好，浪涌影响小，草帽和贴片LED,使用的场合是高压小电流。低压大电流用非隔离没

有意义，因为低压大电流非隔离的效率并不比隔离的高，成本也低不到多少去，不太适合集中式照明，何谓集中照明,即在同一条AC线上点上几百只灯具，这时因为一条线上灯具太多，此条线上电压环境较脏,所以击坏灯具的机率变大，故非隔离电源做的LED灯具。

从产品整个系统而言，隔离是不可避免的，区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者采用隔离的变压器设计，因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计，在灯壳等结构上就必须考虑可靠的绝缘要求。

注意：作为电源驱动，隔离与非隔离的方案一直都同时存在。

缘于上述几点，这两种架构的电源各有优势，非隔离电源侧重于较高的功率因数及效率，减少了能源的损耗及超低成本，而隔离电源安全性方面比较好，对于灯具的物理隔离要求没有那么高，在功率因数及效率方面略逊于非隔离电源，不同场合和不同使用环境，不同的电源类型没有硬性规定。