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開關電源中的電容

生活 更新时间:2025-02-12 00:17:08

一:開關電源中X電容與Y電容的作用

開關電源模塊的電磁幹擾一直是一個重要解決點,從原理上來講電磁幹擾主要來自于兩個方面,分别是傳導幹擾和輻射幹擾。

2 傳導幹擾

由于電路中寄生參數的存在,以及開關電源中調頻開關器件的開通與關斷,使得開關電源在市電交流輸入端産生較大共模幹擾和差模幹擾。

3 輻射幹擾

由于導體中電流的變化會在其周圍空間中産生變化的磁場,而變化的磁場又産生變化的電場,這一變化電流的幅值和頻率決定其産生的電磁的大小以及其作用範圍。為了減輕和抵制這些電磁幹擾對電網以及電子設備産生的危害,工程技術人員在電路設計中加了X電容和Y電容。

4 X電容作用

X電容用來消除差模幹擾。主要是起濾波作用,與共模電感匹配,并聯在輸入的兩端,濾除L、N線之間的差模信号。通常選用耐紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容,體積較大其允許瞬間充放電的電流比較大,而其内阻相應較小。另外X電容也會采用塑封的方形高壓CBB電容,CBB電容不但有更好的電氣性能,而且與電源的輸入端并聯可以有效的減小高頻脈沖對電源的影響。

5 X電容應用

一般兩根引腳跨接在零線和火線之間,适用于高頻、直流、交流、合,跨接脈沖電路中,能夠能承受過壓沖擊,一般與電阻并聯使用,目的是起到洩放電荷作用。

6 Y電容作用

Y電容用來消除共模幹擾。分别跨接在電力線兩線和地之間(L-E,N-E)的電容,一般是成對出現,濾除高次諧波,防止幹擾,提高輸出電壓質量。基于漏電流的限制,Y電容值不能太大,Y電容通常采用高壓瓷片的。

7 Y電容應用

很多隔離式開關電源在初級和次級上加Y電容是為了給次級的共模電流提供一個回路到初級,減少共模電流對輸出的影響。Y電容串接在高壓地和低壓地之間,有時會采用兩個Y電容串聯是為了提高高壓地和低壓地之間的耐壓,有時候會出現耐壓不足的情況,導緻安規電容打耐壓過不了,可以選用高壓陶瓷電容作為Y電容,Y電容通常接法有四種情況:①輸入端,和共模電感形成濾波器,L和N分别對PE加②儲能大電容正負端對PE加(如圖4所示)③輸出端對PE加④變壓器原副邊跨接(如圖5所示)

圖1

開關電源中的電容(開關電源Y電容)1

圖2

開關電源中的電容(開關電源Y電容)2

圖3

開關電源中的電容(開關電源Y電容)3

圖4

開關電源中的電容(開關電源Y電容)4

X電容和Y電容同屬于安規電容。當安規電容器失效後,不會産生電擊,不會危及人身安全。安規電容通常用于抗幹擾電路中起濾波的作用,安規電容的放電和普通電容不一樣,普通電容在外部電源斷開後電荷會保留很長時間。如果用手觸摸就會被電到,而安規電容則沒這個問題。X電容和Y電容應用在開關電源中各種作用都不同,都是不可以互相替換的。

開關電源中的電容(開關電源Y電容)5

二:開關電源Y電容怎麼計算

開關電源基本原理圖

開關電源中的電容(開關電源Y電容)6

1、一次電路(Primary Circuit) :

直接與外部的電網電源連接的。

2、二次電路(Secondary Circuit):

位于設備内與一側相隔離的那部分電路。

3、Y-電容(Y-Capacitor):

跨接于一次電路與地或一、二次電路之間的高壓電容。

開關電源接地、漏電流、耐壓測試(安規)

1、接地連續性測試(Ground Continuity Test):

A、定義:

從Inlet PG 端上通過電流至使用者可接觸的接地端,确保其阻值小于規格值,達到接地保護的功用。

B、标淮:

1、輸入電流不大于25A,(DC or AC)電壓不超過12V,時間至少3秒(TUV要求)。

2、測試結果:電阻值不得大于100 mΩ。

2、接地洩漏電流測試(Earth Leakage Current Test):

A、定義:

通過一個被安規單位(UL、TUV、CSA…)認可的“人體阻抗模拟電路”,測量當待測物 (SPS)接通電源時在可觸到的金屬部件與地之間流經人體的電流量。

B、标淮:

1、輸入電壓為額定電壓上限的106%。

2、測試結果:Class I≦3.5mA、Class II≦0.25mA。

3、耐壓測試(Dielectric Withstand Voltage Test):

A、定義:

又稱高電壓介電測試,即 Hi-pot(High Potential)Test,從一次側對二次側(或一次側對地)之間實施高電壓,以确定内部絕緣層有隔離危險電壓的功用。

B、标淮:

1、輸入電壓為下列所示:

開關電源中的電容(開關電源Y電容)7

2、測試結果:不可有絕緣擊穿現象(Breakdown)。

耐壓測試交流與直流之區别

開關電源中的電容(開關電源Y電容)8

耐壓測試之漏電流計算方法

1、DC 測試之漏電流設定:

DC 測試電流非常小(μA),一般一次側對二次側之間實施DC高電壓,漏電流設定:0μA~100μA。

2、AC 測試之漏電流理論計算:

計算公式:I =2π*f*V*Cy

其中:f— 測試電壓頻率 ( 50Hz or 60Hz )V— 測試電壓 ( unit : volt )Cy—跨接于一次側與地或一、二次側之間的Y電容總和。

所以:Imin = 2π*f*V*CyminImax= 2π*f*V*Cymax

Cy 電容計算:Cy =Cy1 Cy2 Cy3 …

若一次側地與二次側地之間跨接一顆Y電容(Cy0),則:

開關電源中的電容(開關電源Y電容)9

Y電容公差一般為:/-20% OR /-10%

3、實際設定AC 測試漏電流時需考慮下列因素:

1)考慮初始漏電流 : 初始漏電流即在無待測物狀态下,所測得的漏電流。

2)考慮Y電容公差 : 電源工程師在選擇同一顆容量大小的Y電容時,往往有幾個型号,但其公差不一樣(有的是 /-10%,有的是 /-20%),給實際漏電流設置帶來麻煩,因此我們應該按 /-20% 公差去設定,否則須依 /-10% 公差去設定。

3)考慮實際線路中存在的分散電容,因此漏電流範圍設定:(下限取整 :上限入整)

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