干貨分享丨電源里的漏電流指標(biāo)如何理解?
引言
在日常工作中,硬件設(shè)計(jì)工程師朋友們經(jīng)常會(huì)接觸到漏電流這個(gè)指標(biāo),其分為泄漏電流和耐壓漏電流。本文將簡(jiǎn)述開(kāi)關(guān)電源兩類(lèi)漏電流的區(qū)別,并簡(jiǎn)要分析了常見(jiàn)漏電流異常的問(wèn)題,同時(shí)給出了對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證方法和解決及預(yù)防的辦法,保障系統(tǒng)可靠性。
一、電源中的耐壓漏電流與泄漏電流(接觸電流)有何不同?
通俗來(lái)說(shuō),耐壓漏電流就是產(chǎn)品不帶電狀態(tài),在進(jìn)行幾千伏高壓測(cè)試時(shí)產(chǎn)品內(nèi)部絕緣體流過(guò)的漏電流,耐壓漏電流相對(duì)較大,一般幾毫安到幾十毫安,比如2000VAC/5ma;
泄漏電流有兩個(gè)指標(biāo):接觸漏電流和對(duì)地漏電流,人體接觸到產(chǎn)品外殼的是對(duì)地接觸漏電流,觸碰到某一輸出端子的是應(yīng)用端接觸漏電流。泄露電流相對(duì)比較小,一般零點(diǎn)幾毫安,比如240VAC/0.75ma;當(dāng)然也有泄漏電流要求很高的應(yīng)用場(chǎng)合,比如醫(yī)療行業(yè):要求醫(yī)療設(shè)備正常狀態(tài)下測(cè)試漏電流≤100uA。
漏電流包括兩部分:一部分是通過(guò)絕緣體流過(guò)的傳導(dǎo)電流I1;另一部分是通過(guò)安規(guī)電容的位移電流I2(Y電容漏電流計(jì)算I=2*π*f*C*Vrms,泄漏電流隨電源頻率升高而增加。)
二、泄漏電流如何理解?有什么標(biāo)準(zhǔn)要求?
電源手冊(cè)中的漏電流,即泄漏電流,主要是由于電源內(nèi)部元件絕緣性能的不完全性而引起的,一般小于0.75ma,主要影響該指標(biāo)的就是產(chǎn)品內(nèi)部Y電容的容值和個(gè)數(shù)。Y電容容值越大,個(gè)數(shù)越多,相對(duì)應(yīng)的漏電流就測(cè)的越大。
泄漏電流主要是驗(yàn)證電源對(duì)人體接觸的安全性,各行業(yè)認(rèn)證對(duì)泄漏電流都有限值標(biāo)準(zhǔn),如工業(yè)一般要求小于0.75ma,而醫(yī)療行業(yè)會(huì)要求小于0.1ma。
1、如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合規(guī)格,那什么會(huì)導(dǎo)致漏電流測(cè)試超標(biāo)呢?
(1)、測(cè)試方法問(wèn)題:輸入電壓越高測(cè)試的漏電流越大,輸入頻率越高測(cè)試的漏電流越大;多個(gè)電源一起測(cè)試,漏電流會(huì)疊加。
(2)、絕緣故障:絕緣材料出現(xiàn)破損、老化或受潮等問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致電流從電路中泄露出去,形成泄露電流。
(3)、接地問(wèn)題:如果電路的接地線(xiàn)有問(wèn)題,比如接地線(xiàn)斷開(kāi)或接觸不良,就會(huì)導(dǎo)致電流通過(guò)其他路徑泄露出去,形成泄露電流。
2、泄漏電流太大如何解決?
(1)、排查測(cè)試方法:輸入電源,輸入頻率,接線(xiàn)方式,阻抗網(wǎng)絡(luò)匹配是否正確;
(2)、外觀檢測(cè):肉眼可見(jiàn)有沒(méi)有器件磨損或者破皮的現(xiàn)象;
(3)、減少Ⅰ類(lèi)電源使用數(shù)量,不同的電壓需求可以采取DCDC電源方案轉(zhuǎn)換。
3、需求泄漏電流指標(biāo)更小,如何改進(jìn),有何影響?
(1)、減少Y電容使用數(shù)量,或盡可能減少使用容值,可能影響EMC指標(biāo),如RE性能變差。
三、耐壓漏電流如何理解?有什么標(biāo)準(zhǔn)要求?
電源手冊(cè)中的耐壓漏電流指標(biāo)主要是說(shuō),產(chǎn)品在耐壓測(cè)試過(guò)程中,輸入和輸出端、輸入端和外殼、輸出端和外殼之間隔離器件內(nèi)部流過(guò)的電流,工業(yè)上一般需求小于10ma。
耐壓測(cè)試是檢驗(yàn)電源承受產(chǎn)品瞬態(tài)過(guò)電壓能力的主要方法之一,目的是為了驗(yàn)證類(lèi)似雷擊、電氣故障的環(huán)境下電源的可靠性。耐壓指標(biāo)與電源滿(mǎn)足的安規(guī)認(rèn)證與過(guò)電壓等級(jí)相關(guān)。
1、如果產(chǎn)品設(shè)計(jì)符合規(guī)格,那什么會(huì)導(dǎo)致漏電流測(cè)試超標(biāo)呢?
(1)、測(cè)試方法問(wèn)題:超規(guī)格打耐壓,如規(guī)格3KV卻要做3.5KV耐壓測(cè)試;多個(gè)電源同時(shí)測(cè)試,漏電流疊加;耐壓測(cè)試儀設(shè)置參數(shù)異常。
(2)、老化測(cè)試:隔離耐壓測(cè)試屬于破壞性實(shí)驗(yàn),長(zhǎng)期多次耐壓試驗(yàn),產(chǎn)品有一定程度損壞,漏電流超標(biāo)。
(3)、外力影響:產(chǎn)品運(yùn)輸或其他碰撞導(dǎo)致絕緣層破損,漏電流超標(biāo)。
2、需求耐壓漏電流指標(biāo)更小,如何改進(jìn),有何影響?
(1)、減少Y電容使用數(shù)量,或盡可能減少使用容值,但可能影響EMC指標(biāo),如RE性能變差;
(2)、增加變壓器絕緣強(qiáng)度。
四、總結(jié)
本文將簡(jiǎn)述開(kāi)關(guān)電源兩類(lèi)漏電流的區(qū)別,并簡(jiǎn)要分析了常見(jiàn)漏電流異常的問(wèn)題,同時(shí)給出了對(duì)應(yīng)的驗(yàn)證方法和解決及預(yù)防的辦法,以保障系統(tǒng)可靠性。金升陽(yáng)以專(zhuān)業(yè)的銷(xiāo)售及技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì),服務(wù)于客戶(hù),提供售前選型、售中技術(shù)交流、售后專(zhuān)業(yè)保障,為客戶(hù)提供一站式解決方案。
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