Über den Autor: Jim Jiang
Gründerin von Seming, Chef-Produktdesignerin mit 20 Jahren Erfahrung.
Spezialisiert auf Anpassung, Innovation und Beleuchtungslösungen für Fotografiebeleuchtung, Beauty-Beleuchtung und Beauty-Tools und mehr.
LEDs sind heute ein wichtiger Faktor auf dem Beleuchtungsmarkt. Ihre hohe Helligkeit, ihr geringer Stromverbrauch, ihre lange Lebensdauer, ihre schnelle Inbetriebnahme, ihr geringer Stromverbrauch, ihre Stroboskopfreiheit und ihre geringere Anfälligkeit für visuelle Ermüdung machen sie zu einem wichtigen Faktor für die Verbraucher. In der LED-Treiberbranche sind Isolation und Nicht-Isolation wahrscheinlich die beiden am häufigsten gehörten Begriffe. Was sind sie also? Wie können wir sie schnell unterscheiden?
Untere Schaltung
Sie können zwischen isolierten und nicht isolierten LED-Treibern unterscheiden, indem Sie die Schaltung auf der Unterseite auf einen Blick sehen! Bei isolierten LED-Treibern gibt es auf der Unterseite keine Schaltung unter den Transformatoren, da die Eingangs- und Ausgangsseite isoliert sind. Sie können folgende Bilder überprüfen.
Was sind die Unterschiede zwischen ihnen?
Isolierung
Bei DC/DC-Wandlern bezieht sich die Isolierung auf die galvanische Trennung, was bedeutet, dass es keinen metallischen/direkten Leitungspfad zwischen zwei Teilen des Schaltkreises gibt. Die Isolierung stellt immer eine Barriere zwischen der Eingangsstufe und der Ausgangsstufe dar und kann für die Funktionalität der Schaltung, die Sicherheit oder beides erforderlich sein. Der Umwandlungsprozess des Transformators ist: elektrisch-magnetisch-elektrisch, nicht mit der Erde verbunden, so dass keine Gefahr eines Stromschlags besteht.
Warum eine isolierte Stromversorgung verwenden?
Isolierte Stromversorgungen sind ein wichtiger Bestandteil der Kontrolle der Übertragung hoher Energiemengen und der Herstellung von Elektronik, die für den menschlichen Kontakt sicher ist. Sie können eine isolierte Stromversorgung verwenden für:
Vereinfachung von Design und Nutzung: Viele Geräte, wie Computer und Fernseher, haben empfindliche Komponenten, die von einem kontrollierten Energiefluss profitieren. Auch wenn sie mehr Komponenten erfordern, können isolierte Netzteile Designern und Ingenieuren helfen, diese Anforderungen an kontrollierte Ströme zu erfüllen. Sie können auch die Nutzung des Endprodukts vereinfachen, da keine speziellen Schulungen erforderlich sind.
Einhaltung von Sicherheitsvorschriften und -normen: Regierungs- und Industrieorganisationen – wie die Internationale Elektrotechnische Kommission (IEC), die Internationale Organisation für Normung (ISO) und Underwriters Laboratories (UL) – verlangen häufig eine Isolierung für bestimmte Produkte. Diese Vorschriften können je nach Risiko und Produkttyp bestimmte Arten oder Grade der Isolierung vorschreiben.
Auflösen von Erdschleifen: Erdschleifen entstehen, wenn zwei Geräte über unterschiedliche Wege miteinander und mit der Erde verbunden sind. Sie können den Stromfluss unterbrechen und Rauschen oder Störungen verursachen. Isolierung kann diese Schleifen auflösen und wird häufig bei Schaltkreisen verwendet, die empfindlich auf Rauschen reagieren.
Erstellen eines schwebenden Ausgangs: Schwimmende Ausgänge sind nicht geerdet und verweisen nicht auf einen anderen Ausgang. Viele Produkte verwenden schwebende Ausgänge aus Sicherheitsgründen. Andere, wie z. B. Flugzeuge, benötigen schwebende Ausgänge, da eine Erdung nicht möglich ist. Indem ein Anschluss mit einem anderen Schaltungsknoten verbunden wird, um ihn auf diese Spannung festzulegen, können schwebende Ausgänge den Ausgang auch invertieren oder entlang der Schaltung verschieben.
Nicht isoliert
Im Allgemeinen sind nicht isolierte Konverter weniger flexibel im Einsatz als ihre isolierten Gegenstücke. Der Hauptunterschied besteht darin, dass ein nicht isolierter Konverter keinen Transformator hat und keine physische Trennung zwischen Eingang und Ausgang erfordert, was sie normalerweise kleiner und leichter macht. Es verbessert auch die Effizienz, da keine Transformatorverluste berücksichtigt werden müssen. Diese Reduzierung der Stückliste bedeutet, dass nicht isolierte Konverter tendenziell kostengünstiger sind. Der nicht isolierte Schaltkreis wird direkt zur LED-Last hinzugefügt, nachdem die Eingangsleistung über den Buck-Boost angelegt wurde, und es besteht die Gefahr eines Stromschlags.
Warum ein nicht-isoliertes Netzteil verwenden?
Nicht isolierte Netzteile verfügen zwar nicht über die Sicherheitsfunktionen eines isolierten Netzteils, bieten aber andere Vorteile, beispielsweise Geschwindigkeits- und Designvorteile. Wenn sie in der Nähe der Last auf der Platine montiert sind, werden sie möglicherweise als Point-of-Load-Netzteile bezeichnet, die dabei helfen, hohe Eingangsspannungen auf niedrigere zu reduzieren. Die Platzierung eines nicht isolierten Netzteils hinter einem isolierten Netzteil kann dazu beitragen, einige Sicherheitsbedenken auszuräumen.
Da sie nicht die zusätzlichen Komponenten einer isolierten Versorgung benötigen, bieten nicht isolierte Einheiten Folgendes:
Kompaktere Designs: Nicht isolierte Systeme benötigen keine Komponenten wie Transformatoren und Optokoppler, was Entwicklern die Herstellung kleinerer Netzteile ermöglicht. Sie können erforderlich sein, wenn der Platz knapp ist. Nicht isolierte Netzteile bieten in der Regel auch höhere Schaltfrequenzen, wodurch einige Teile, wie Kondensatoren und magnetische Komponenten, kleiner werden können, was die Größe des Geräts weiter verringert.
Kosteneinsparungen: Ohne diese zusätzlichen Komponenten kann eine nicht isolierte Stromversorgung günstiger sein. Ein wesentlicher Grund für die geringeren Kosten ist der Austausch eines Transformators gegen eine Induktivität. Transformatoren müssen häufig individuell angefertigt werden, während Induktoren einfacher von der Stange zu kaufen sind. Ein hoher Isolationsgrad kann auch die Kosten einer isolierten Stromversorgung erhöhen, die bei nicht isolierten Geräten nicht erforderlich ist.
Effizienterer Betrieb: Auch nicht isolierte Netzteile haben einen Effizienzvorteil. Das Fehlen von Isolationsbarrieren ermöglicht eine direkte Steuerung und Überwachung des Ausgangs, was eine bessere Leistung und Regulierung ermöglicht. Da es sich außerdem um kleinere Netzteile handelt, können nicht isolierte Netzteile näher an der Last platziert werden, was dazu beiträgt, negative Auswirkungen auf die Übertragungsleitung zu minimieren.
Zusammenfassung
Die Isolierung ist ein sehr nützliches Merkmal von Stromversorgungslösungen, da sie für einen sicheren Betrieb sorgt, Rauschen/Erdschleifen reduziert und Flexibilität bei der Konfiguration der Spannungsschienen zueinander ermöglicht.
Wo jedoch nicht isolierte Konverter eingesetzt werden können, profitieren Entwickler von der geringeren Größe, der höheren Leistungsdichte, der besseren Effizienz und den geringeren Kosten.
Auch isolierte Treiber sind zwar teurer und weniger effizient, aber sicherer und zuverlässiger. Daher verwendet Seming in seinen Lampen immer isolierte Treiber.
