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Flex 电源模块选择指南
隔离——基础知识
就直流/直流转换器而言，隔离指的是 电隔离 这意味着电路的两个部分之间没有金属/直接导电通路。隔离层始终会在输入级和输出级之间形成一道屏障，这对于电路的功能、安全性或两者兼而有之都是必需的。.
图 1：典型隔离电路图
在隔离式转换器中，输入级和输出级具有独立的接地；而在非隔离式转换器中，由于输入输出级共用一个接地，电流可以直接在两者之间流动。隔离通常是通过在电路中集成变压器来实现的，这样就可以利用电磁能传输功率。虽然这种方法会造成一定的效率损失，但通过精心设计的变压器，可以最大限度地减少这种损失。.
在某些情况下，需要将信号跨越隔离边界传输。对于需要反馈信号的稳压设备而言，这一点尤为重要。为了保持隔离，这些信号本身也必须隔离。对于交流信号，可以使用小型信号变压器；而对于直流信号，通常使用光耦合器来实现隔离。.
绝缘是通过在导体之间提供电绝缘来实现的，绝缘材料可以是空气，但更常见的是胶带或其他非导电材料。绝缘强度通常用电压来表示，施加高于此电压的电压会导致绝缘失效。.
隔离式转换器——其优势
隔离的最大优势或许在于其安全性，尤其是在市电供电设备中。隔离屏障可以防止危险的市电电压出现在输出端，避免接触——这在医疗等应用中尤为重要，因为患者可能直接连接到电路。.
隔离分为四个主要级别。
- 功能/操作绝缘：这仅出于操作原因，不提供任何防震保护。
- 基本绝缘：单层绝缘材料，提供防震保护
- 补充绝缘：在基本绝缘层上增加一层，以提供冗余。
- 加强型隔热层：单层屏障提供双倍于基本层的保护
在许多应用中，噪声可能是一个问题，而隔离电源由于不共用接地，因此可以将其插入电路中以消除接地环路。这对于将敏感的模拟电源轨与噪声较大的数字电源轨隔离非常有用。.
非隔离式转换器——其优势
图 2：典型的非隔离电路图
一般来说，非隔离式转换器在使用上不如隔离式转换器灵活。但是，对于不需要隔离的应用场景，非隔离式转换器确实带来了一些优势。.
主要区别在于，非隔离式转换器没有变压器，输入输出之间也不需要任何物理隔离，因此通常体积更小、重量更轻。此外，由于无需考虑变压器损耗，效率也更高。.
非隔离式转换器的设计往往更简单，因为任何跨越隔离边界的信号都不需要隔离，从而省去了光耦合器和/或信号变压器。物料清单成本的降低意味着非隔离式转换器的成本通常更低。.
多转换器系统
在需要多路电源轨的更复杂系统中，会使用多个转换器将单个输入电压转换为系统所需的所有电压。如果需要隔离，则并非所有转换器都必须隔离。通常会使用一个‘大容量’转换器将输入电压降至较低水平，然后再进行进一步转换。.
中压轨被称为‘中间总线’，而大容量转换器通常被称为‘中间总线转换器’（IBC）。它们常见于电信系统中，用于将标称的48/53V电池电压转换为12V，然后再由一系列非隔离式转换器产生各种负载所需的电压。由于这些转换器靠近其所供电的负载，因此它们通常被称为‘负载点转换器’（PoL）。.
随着近年来高性能应用（如计算、数据中心和人工智能 (AI)）的趋势是将供电电压从 12 V 提高到 48 V，主要是为了降低电流和相关损耗，中间总线方法也逐渐成为一种流行的选择。.
然而，由于这类应用通常由交流/直流开关电源 (SMPS) 供电，因此 IBC 内部通常无需安全隔离，因为 SMPS（如果规格正确）本身就包含系统所需的安全隔离功能。这意味着设计这些系统的工程师可以利用一种新型的非隔离式 IBC，这种 IBC 具有尺寸更小、功率密度更高、效率更高和成本更低等优点。.
Flex 电源模块目前提供多种非隔离式 IBC（集成电源模块）。BMR490 系列是首款产品，基于行业标准的数字四分之一砖结构，能够以高达 1300 W (139 A) 的功率输出提供 12 V 电源，效率高达 97.7%。对于需要更大功率的应用，主动式电流共享功能支持多个设备并联使用。.
目前 BMR350 该系列产品具备 BMR490 的所有功能，并针对性价比进行了进一步优化。该器件的热设计功率上限为 1300 W，峰值功率可达 1700 W——这一特性对于应对启动浪涌电流和瞬态负载尖峰非常有用。 BMR350 效率最高可达 97.7%。.
目前 BMR351 该系列产品将这些功率水平提升到了新的高度，可提供高达 1600 W TDP（热设计功率）和 2320 W 峰值功率。.
目前 BMR310 这是另一款非隔离式IBC解决方案，采用新型开关电容技术，可提供860W的持续功率和高达1060W的峰值功率。利用电容式能量传输和功率器件的软开关技术，可以显著缩小体积并降低高度。除了初始版本仅配备10.3mm高的底板外，未来的版本还将采用开放式框架设计，进一步大幅降低IBC的整体高度，最低可达6.5mm。.
概括
隔离是电源解决方案中一项非常有用的功能，因为它能够提供安全的操作，减少噪声/接地环路，并允许灵活地配置电压轨之间的关系。.
然而，在可以使用非隔离式转换器的情况下，设计人员可以利用其更小的尺寸、更高的功率密度、更好的效率和更低的成本。.
中间总线架构已经流行了几十年，而且直到最近，IBC 一直都是隔离式器件。然而，随着这种架构在高性能计算和数据通信等领域得到应用，由于前端开关电源 (SMPS) 已经具备隔离功能，IBC 本身不再需要隔离。在这种情况下，设计人员可以利用非隔离式 IBC，例如…… BMR350, BMR351 和 BMR310 来自 Flex 电源模块。.
