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物聯網系統中為什么要使用非隔離式AC-DC電源芯片

在物聯網系統中使用非隔離式AC-DC電源芯片的原因主要有以下幾點：

成本與效率優勢

低成本：非隔離式AC-DC電源芯片相較于隔離式電源芯片，在制造成本上更低。這主要是因為非隔離電源不需要變壓器等復雜的電氣隔離元件，從而簡化了電路設計和制造過程。對于成本敏感的物聯網應用，這一優勢尤為重要。

高效率：非隔離電源芯片通常具有較高的轉換效率，能夠將更多的輸入電能轉換為可用的輸出電能，減少能量損失。這有助于延長物聯網設備的電池壽命，或降低對外部電源的依賴。

小型化與輕量化

小型化設計：由于省去了變壓器等體積較大的元件，非隔離式AC-DC電源芯片能夠實現更緊湊的封裝設計。這對于追求小型化和便攜性的物聯網設備來說是一個顯著的優勢。

輕量化：隨著體積的減小，電源模塊的整體重量也會相應降低，這有助于減輕物聯網設備的整體重量，提高設備的可攜帶性和靈活性。

適應性與靈活性

寬電壓輸入范圍：非隔離式AC-DC電源芯片通常具有較寬的電壓輸入范圍，能夠適應不同國家和地區的電網電壓標準。這使得物聯網設備在全球范圍內應用時更加靈活和便捷。

設計靈活性：非隔離電源芯片的外圍電路相對簡單，便于系統集成和定制化設計。設計人員可以根據具體的應用需求對電源模塊進行優化，以滿足物聯網設備的特殊功能要求。

安全性與可靠性

安全措施：雖然非隔離式電源芯片在電氣隔離方面存在不足，但現代電源設計已經充分考慮了安全性問題。通過內置過載保護、過壓保護、過熱保護等多種保護機制，可以確保電源模塊在異常情況下自動切斷輸出，保護設備免受損壞。

可靠性提升：隨著電子技術的不斷發展，非隔離式AC-DC電源芯片的可靠性也在不斷提高。通過優化電路設計、選用高品質元器件和嚴格的制造流程控制，可以確保電源模塊在惡劣環境下仍能保持穩定的性能。

應用場景適應性

低功率設備：對于功耗較低的物聯網設備（如傳感器、無線標簽等），非隔離式AC-DC電源芯片能夠滿足其供電需求，同時保持較高的性價比。

電池供電設備：在需要電池供電的物聯網設備中，非隔離電源的高效率和低成本特點尤為突出。它有助于延長設備的續航時間，降低使用成本。

消費電子產品：如智能手機、平板電腦、電子書等移動設備，這些設備通常要求電源體積小、效率高且成本低。非隔離式電源芯片正好符合這些要求，能夠為這些設備提供穩定、高效的直流電源。

家用電器：例如電視機、音響、路由器等家庭常用設備，它們通常也需要穩定的直流電源來驅動內部電路。非隔離式電源芯片能夠提供足夠的功率和穩定的電壓，確保這些設備正常運行。

LED照明：LED燈具需要穩定的直流電源來驅動LED芯片發光。非隔離式電源芯片能夠將交流電轉換為適合LED驅動的直流電，并且具有高效率、長壽命等優點。

工業自動化：在工業自動化領域，許多設備如傳感器、執行器等都需要穩定的直流電源來驅動。非隔離式電源芯片能夠提供穩定的電源輸出，并且具有較寬的輸入電壓范圍和較高的轉換效率，滿足工業自動化設備的需求。

分布式電源系統：在分布式電源系統中，如太陽能發電系統、風能發電系統等，非隔離式電源芯片能夠將產生的交流電轉換為直流電，以供電池儲能或直接供電給負載。

綜上所述，物聯網系統中使用非隔離式AC-DC電源芯片是出于成本、效率、小型化、輕量化、適應性與靈活性以及安全性與可靠性等多方面的考慮。然而，在實際應用中，還需根據具體的應用場景和需求進行選擇和評估。

本文會再為大家詳解電源芯片家族中的一員——非隔離式AC-DC電源芯片。

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非隔離式AC-DC電源芯片的概述

非隔離式AC-DC電源芯片是一種特殊的集成電路，它主要用于將交流電（AC）轉換為直流電（DC），并保持輸出電壓的穩定。與傳統的隔離式電源芯片相比，非隔離式電源芯片不需要進行電氣隔離，因此其體積更小，成本更低。

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非隔離式AC-DC電源芯片的原理

非隔離式AC-DC電源芯片的原理主要涉及將交流電（AC）直接轉換為直流電（DC）的過程，而無需進行電氣隔離。以下是其基本原理的簡要說明：

整流：輸入的交流電源首先通過整流電路（如二極管橋式整流電路）進行處理。整流電路的主要目的是將交流電的負半周和正半周分別轉換為直流電的負半周和正半周，從而在輸出端得到單向的脈動直流電。

濾波：由于整流后的直流電中仍含有較大的脈動成分（即紋波），需要通過濾波電路進行平滑處理。濾波電路通常由電容器和電感器等元件組成，能夠濾除高頻脈動成分，使輸出電壓更加平滑。

穩壓：濾波后的直流電雖然平滑了很多，但電壓值可能仍然不夠穩定，因此需要通過穩壓電路進行進一步處理。穩壓電路可以通過調整電路參數（如電阻、電容等）來保持輸出電壓的恒定。

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非隔離式AC-DC電源芯片的優缺點

優點：

結構簡單、成本低：非隔離式電源不需要變壓器、光耦等隔離元件，因此電路結構相對簡單，外圍元件數目少，從而降低了BOM成本。

體積小：由于省去了隔離元件，非隔離式電源的體積相對較小，適用于對空間要求嚴格的應用場景。

效率高：非隔離式電源在轉換過程中沒有隔離損耗，因此通常具有較高的轉換效率。

發熱低、無噪音：簡單的電路結構和高效的能量轉換使得非隔離式電源的發熱量較低，且沒有變壓器等元件產生的噪音。

缺點：

安全性較低：非隔離式電源的輸入和輸出之間存在直接的電流回路，可能存在漏電、電擊等安全風險。因此，在需要高安全性的應用場景中，如醫療設備、工業控制等，通常需要使用隔離式電源。

抗干擾能力較差：由于非隔離式電源的輸入和輸出之間沒有電氣隔離，因此它們容易受到外部電磁干擾的影響。這可能導致輸出電壓波動、噪聲增加等問題。

輸入輸出壓差限制：非隔離式電源的輸入和輸出之間不能有太大的壓差，否則可能損壞電源或導致性能下降。因此，在需要處理高電壓差的應用場景中，可能需要使用隔離式電源。

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非隔離式AC-DC電源芯片的選型參數

輸入電壓范圍：這個參數表示電源芯片能夠接受并穩定轉換的交流輸入電壓的范圍。通常，這個范圍應該覆蓋你的應用場景中的標準電源電壓，例如85-265VAC。

輸出電壓：這取決于你的應用所需的直流電壓。確保選擇的電源芯片能夠提供穩定的、符合你需求的輸出電壓。

輸出電流：這個參數表示電源芯片能夠提供的最大輸出電流。你需要根據應用中的負載需求來確定所需的輸出電流范圍。

轉換效率：轉換效率是電源芯片將輸入電能轉換為輸出電能的比例。選擇具有高轉換效率的電源芯片可以減少能量損失，提高系統的整體效率。

保護功能：非隔離式電源芯片通常具有過壓保護、過流保護、過熱保護等多種保護功能。這些功能可以確保在設備故障或外部干擾時，電源芯片能夠自動切斷輸出或降低輸出，以保護設備和用戶的安全。

工作溫度范圍：這個參數表示電源芯片可以正常工作的溫度范圍。你需要根據應用環境來選擇合適的工作溫度范圍。

封裝和尺寸：你需要考慮電源芯片的封裝類型和尺寸，以確保其能夠適應你的電路板設計和空間限制。

符合的標準和認證：選擇符合你所在地區或行業的安全標準和認證要求的電源芯片，以確保產品的合規性和可靠性。

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非隔離式AC-DC電源芯片的廠商

AC-DC非隔離式電源芯片的廠商有很多，包括但不限于以下幾個知名品牌：

Chipown/芯朋微：這是一家專注于電源管理芯片領域的公司，提供多種型號的AC-DC非隔離式電源芯片，廣泛應用于消費電子產品、家用電器等領域。

SM/明微：該公司也致力于電源管理芯片的研發和生產，其AC-DC非隔離式電源芯片具有高效率、高可靠性等特點，深受客戶信賴。

APM永源微電子：作為一家專業的電源芯片制造商，APM永源微電子的產品線涵蓋了多種AC-DC非隔離式電源芯片，滿足不同客戶的應用需求。

IWATT艾瓦特：艾瓦特是一家在電源管理領域具有豐富經驗的公司，其AC-DC非隔離式電源芯片具有高效能、高精度等特點，廣泛應用于各種電子設備中。

此外，還有一些其他廠商也提供AC-DC非隔離式電源芯片，如士蘭微、芯茂微等。這些廠商的產品各有特點，客戶可以根據具體的應用需求選擇合適的電源芯片。

供應商A：艾創微

1、產品能力

（1）選型手冊

（2）主推型號1：ICW4009A/B

對應的產品詳情介紹

概述

ICW4009A/B 是一款高效率高精度的非隔離降壓開關電源恒壓控制驅動芯片。適用于 85VAC~265VAC全范圍輸入電壓的非隔離Buck、Buckboost 拓撲結構，尤其適用于小家電、白色家電等電源的驅動。

ICW4009A/B 內部集成高壓功率管，采用恒壓控制模式， 系統可工作于CCM 和DCM 模式。采用特有的PFM 控制方式，改善音頻特性。

內置特有的峰值電流控制，無需CS 電阻;內置啟動電路，無需啟動電阻。外圍應用簡單，可靠性強。

ICW4009A/B 具有多重保護功能，包括VCC鉗位/欠壓保護，輸出短路保護、電感過電流保護及過溫保護等保護功能

ICW4009A/B 采用 SOP8I

特點

集成800V功率管

恒壓控制，固定12V輸出電壓

內置特有的峰值電流控制，無需CS電陽

內置啟動電路，無需啟動電阻

優異的動態性能

優異的EMI特性優異的輸出負載調整率

低待機功耗<75mW

全負載范圍內優異的音頻特性

多重保護功能

應用

小家電、白色家電等開放式電源

ICW4009A/B 采用 SOP8I

硬件參考設計

2、支撐

（1）技術產品

技術資料

C5448771_AC-DC控制器和穩壓器_ICW4009B_規格書_ICW(艾創微)AC-DC控制器和穩壓器規格書.PDF

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審核編輯 黃宇