作者Bencool (酷班)
看板Electronics
標題[問題] 電力電子為何開關需要隔離?
時間Tue Oct 22 01:40:38 2013
各位先進大家好，
最近開始專攻電力電子學門，以往關於電力電子知識方面只停留在課本上，
在實做方面遇到些問題想請問，
為何開關非直接電路總地就需要做隔離(變壓器、光隔離等)?
例如Buck、Half Bridge、Full Bridgeg上臂開關等
以前課堂只解說需要電氣隔離就帶過，沒有多做解釋，
而開始做之後學長也只解釋弱電與大電需要做區隔就帶過，感覺對他們來說就是理所當然
想去問老闆又覺得有點小題大作...
我的想法是，浮接開關不做隔離，代表開關地接於整體電路地端，
以直觀電路來看，
若是此時開關導通即是代表著是將電源直接短路而造成電路不正常動作?
而若是有隔離則代表為兩個地端，電路將會照著電路該有特性進行動作，
我這樣的看法是否正確，對於做於解說是否合適?還是說其實並不能如此解釋？
煩請各位先進提出看法，以解惑我心中的小問題，謝謝。
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 114.33.100.143
1F：推 Maybetrue:嗯...我覺得你的解釋方式太複雜了。你就簡單想像，若是 10/22 07:49
2F：→ Maybetrue:不作隔離的話，MOSFET或開關短路會發生什麼事？要不是電 10/22 07:50
3F：→ Maybetrue:死後級的使用者，要不就是弄壞後級設備。 10/22 07:50
4F：→ Maybetrue:至於所謂的「弱電與大電需要作區隔」，我的想法是你的問 10/22 07:52
5F：→ Maybetrue:法不對。第一，二次側之間的地未必隔離、切開。第二，第 10/22 07:53
6F：→ Maybetrue:一次側與二次側的隔離，我已經用開關短路的失效情形說明 10/22 07:54
7F：→ Maybetrue:過了，相信是可以理解。 10/22 07:54
8F：→ Maybetrue:總之呢，隔離是為了「保護」「安全」，除此之外沒有太特 10/22 07:55
9F：→ Maybetrue:別的理由。 10/22 07:55
10F：推 bxxl:大電那邊的波動藉由共地跑到弱電這邊會干擾控制電路吧 10/22 08:26
11F：推 Maybetrue:大電並不是每一處都在波動。 10/22 11:10
12F：→ Razavi5566:因為很多安規都有規定隔離,如果今天沒規定隔離的話 10/22 19:41
13F：→ Razavi5566:cost down的極致就是用阻容降壓,連變壓器都省下來 10/22 19:41
14F：→ Razavi5566:早就出一堆公安事故了 10/22 19:42
15F：推 LaLuLa:原po說法完全正確，並非M大與R大錯誤 10/22 22:12
16F：→ LaLuLa:而是，原po指的是mosFET的驅動，而非電路的隔離。 10/22 22:13
17F：→ Bencool:是的 我是指MOSFET開關的驅動為何要隔離 10/22 22:53
18F：→ Bencool:電氣安規部份我還沒涉獵到... 10/22 22:54
19F：推 Maybetrue:喔喔，抱歉，我會錯意了。 10/22 23:10
20F：→ tonybin:就是為了安規和保護呀.至於會不會炸是另一個問題,把水火 10/22 23:22
21F：→ tonybin:兩線其一當作系統參考電位,一樣電路照樣能動 10/22 23:23
22F：→ tonybin:有隔離的話,二次側要求比一次側鬆.沒隔離整個系統都算一次 10/22 23:26
23F：推 LaLuLa:假如不喜歡隔離，可以參考bootstrap線路，蠻常使用的 10/22 23:46
24F：推 LaLuLa:還有，其實應該說不是開關導通的時候會短路之類的 10/22 23:58
25F：→ LaLuLa:而是無法導通floating的mos，使得電路動作異常 10/22 23:59
26F：→ LaLuLa:因為mos是看vgs，但假如Vg的電位是參考輸入/輸出的地 10/23 00:00
27F：→ LaLuLa:那麼在接地的開關截止時，vs將會變成輸出電壓vo 10/23 00:02
28F：→ LaLuLa:那麼Vgs=Vg-Vs, 就會出現Vgs的電位不足以驅動floating mos 10/23 00:02
29F：→ LaLuLa:上述以buck為例，floating mos就是high side mos 10/23 00:03
30F：→ LaLuLa:就是課本裡常寫的開關。接地的開關就是low side mos 10/23 00:04
31F：→ LaLuLa:就是課本裡常使用diode作為freewheeling的，只是用mos 10/23 00:04
32F：→ LaLuLa:效率比較高，以上。 10/23 00:05
33F：→ Bencool:所以buck沒做隔離會出現不足以驅動該顆mos 而致出現什麼 10/23 00:28
34F：→ Bencool:情況?? 目前我做半橋故意不做隔離就是輸入電源端NFB會跳開 10/23 00:29
35F：→ Bencool:Buck我還沒做過 也是會出現這種事情? 半橋也適用這說法解 10/23 00:30
36F：→ Bencool:釋嗎? 10/23 00:31
37F：推 LaLuLa:的確會跳開，會有一瞬間短路的情況。Hb和buck類似！ 10/23 09:30
38F：推 WeCanGo:就只是MOSFET 驅動要對Vgs啊 High Side Mosfet就是要處理 10/23 23:40
39F：→ WeCanGo:沒有很難理解吧 當然1F說的是安規上的初次級隔離 10/23 23:40
40F：→ WeCanGo:你上橋本來S點就是浮電位 位於Driver而言 就是要不共地 10/23 23:42
41F：推 HiJimmy:安規有時可以接受電路採用無隔離，但是這就變成要外殼 10/27 22:03
42F：→ HiJimmy:隔離，使人不會暴露在危險的環境 10/27 22:03