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DC-DC隔離型電源轉換器是什麼?
直流對直流電源轉換器（也稱為DC-DC隔離型電源轉換器或直流變壓器）是一種將一種DC（直流電壓準位）轉換成另一種DC（直流）的科技產品。不同的負載設備的工作電壓範圍各有差異，因此電源轉換器廠商需要為其製作相符之電壓。
而基於不同的應用場合，電子設備工程師需要考量的電源轉換器規格也就不同，首當其衝的通常為「是否需要採用DC-DC隔離型電源轉換器？」。倘若設備開始規劃的方向就錯誤，很有可能導致在運作時造成系統不穩定，出現損壞後端系統或是危害使用人員安全的情況。所以在設計產品前，就必須考量是否需要使用隔離型DC-DC電源轉換器。
考慮到工業環境對於電源轉換器的普遍需求，MINMAX所有電源轉換器皆為隔離型設計，至於選擇隔離型DC-DC電源轉換器有什麼好處？讓我們帶您一探究竟！
隔離型電源轉換器優勢一：保護人員避免受到物理與電氣傷害
在鐵路、電力及再生能源產業等需要輸入電壓較高的設備系統，選擇使用非隔離型DC-DC電源轉換器有可能因此產生物理性與電氣傷害，而醫療產業應用對漏電流則是有相當嚴格的規範。上述產業對於電源轉換器皆必須達到加強型絕緣的隔離能力要求。
圖1-醫療用DC-DC隔離型電源轉換器需要更高的隔離及高絕緣能力
隔離型電源轉換器優勢二：保護後端負載設備與系統
隔離型DC-DC電源轉換器的輸入與輸出兩之間沒有直流電氣與地迴路的連結，如果當前端供電電源端出現突波高電壓異常時，使用隔離型DC-DC電源轉換器可以保護後端負載設備與系統，避免直接受到突波高電壓的衝擊，或是當設備突然遭受到感應雷擊時，隔離型DC-DC電源轉換器可以適當的保護系統免於直接毀損的風險。
圖2-隔離型DC-DC電源轉換器能有效保護後端設備
案例簡述：
輸入電壓和電流是類比訊號，需透過數位電路轉成數位訊號輸出給後端設備接收，而接地層中的阻抗會導致類比與數位電路之間的干擾，工程師經常需要隔離類比和數位訊號以避免共地干擾的問題。
圖3-隔離型DC-DC電源轉換器可以有效降低環境干擾
隔離型電源轉換器優勢三：提高共模干擾抑制性能與抗干擾能力
隔離型DC-DC電源轉換器能去除隔離電路之間的接地環路，可切斷共模、浪湧等干擾信號的傳播路徑，有效降低地電勢差和導線耦合干擾的影響，提高共模干擾抑制性能和抗干擾能力，有利於對干擾信號比較敏感的後端系統。像是在遠程工業通信的供電上，隔離型DC-DC電源轉換器可為每個通信節點單獨供電，同時也具有更高的安全性和可靠性。
圖4-隔離型DC-DC電源轉換器能有效解決共模干擾的議題
案例簡述(1)：高電位隔離
對於電動機的控制、電池管理系統和許多其他案例，使用的系統控制電路具有與電源電路不同的電勢，而使用高隔離的DC-DC電源轉換器可以確保低壓組件免受高壓電路的影響。
案例簡述(2)：通信系統的隔離保護
串行通信總線通過RS-232、RS-485和控制器區域網(CAN)等物理網絡傳送數據，這些互相連接的系統每個都配備有自己的電源，各系統之間間隔較遠。因此，通常需要使用隔離型DC-DC電源轉換器進行電氣隔離來確保系統的物理安全，且通過隔離切斷接地迴路，來保護後端負載系統免受瞬態高電壓衝擊，同時減少信號失真。
隔離型電源轉換器優勢四：可調配正負輸出電壓
隔離型DC-DC電源轉換器可以為單一設備提供正電壓或負電壓。因隔離型DC-DC電源轉換器具有浮動輸出，可在外殼、輸入和輸出電路之間提供隔離，隔離型DC-DC電源轉換器也可以與正或負輸入電壓源一起使用，只要保持設備輸入的相對極性即可。
圖6 - 雙輸出DC-DC電源轉換器可提供正負電壓
隔離型電源轉換器優勢五：電池與跨平台兼容性應用
以下方圖示為例，在應用上有可能不需使用隔離型DC-DC電源轉換器，但是隔離型DC-DC電源轉換器能夠提供一種便利的方法來將輸入電壓升壓至所需要的輸出電壓。
圖7 - 可用於多平台電池系統的隔離型DC-DC電源轉換器
為何要使用隔離電源轉換器總結
| 比較項目 | Use an isolated converter | Use a non-isolated converter |
|---|---|---|
| 人身傷害保護 | 安全性較高 | 安全性較低 |
| 系統負載保護 | 電源若產生異常，對負載損失較小 | 電源若產生異常，對負載損失較大 |
| 共模抗干擾 | 抗干擾程度高 | 抗干擾程度低 |
| 正負電壓調整 | 可調配正負輸出電壓 | 無法調配正負輸出電壓 |
| 共地和電流迴路 | 輸入與輸出之間沒有電氣連結，呈現絕緣狀態 | 輸入與輸出之間是共地，有直接的電流迴路 |
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