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引言
在日常工作中,硬件设计工程师朋友们经常会接触到漏电流这个指标,其分为泄漏电流和耐压漏电流。本文将简述开关电源两类漏电流的区别,并简要分析了常见漏电流异常的问题,同时给出了对应的验证方法和解决及预防的办法,保障系统可靠性。
一、电源中的耐压漏电流与泄漏电流(接触电流)有何不同?
通俗来说,耐压漏电流就是产品不带电状态,在进行几千伏高压测试时产品内部绝缘体流过的漏电流,耐压漏电流相对较大,一般几毫安到几十毫安,比如2000VAC/5ma;
泄漏电流有两个指标:接触漏电流和对地漏电流,人体接触到产品外壳的是对地接触漏电流,触碰到某一输出端子的是应用端接触漏电流。泄露电流相对比较小,一般零点几毫安,比如240VAC/0.75ma;当然也有泄漏电流要求很高的应用场合,比如医疗行业:要求医疗设备正常状态下测试漏电流≤100uA。
漏电流包括两部分:一部分是通过绝缘体流过的传导电流I1;另一部分是通过安规电容的位移电流I2(Y电容漏电流计算I=2*π*f*C*Vrms,泄漏电流随电源频率升高而增加。)
二、泄漏电流如何理解?有什么标准要求?
电源手册中的漏电流,即泄漏电流,主要是由于电源内部元件绝缘性能的不完全性而引起的,一般小于0.75ma,主要影响该指标的就是产品内部Y电容的容值和个数。Y电容容值越大,个数越多,相对应的漏电流就测的越大。
泄漏电流主要是验证电源对人体接触的安全性,各行业认证对泄漏电流都有限值标准,如工业一般要求小于0.75ma,而医疗行业会要求小于0.1ma。
1、如果产品设计符合规格,那什么会导致漏电流测试超标呢?
(1)、测试方法问题:输入电压越高测试的漏电流越大,输入频率越高测试的漏电流越大;多个电源一起测试,漏电流会叠加。
(2)、绝缘故障:绝缘材料出现破损、老化或受潮等问题,就会导致电流从电路中泄露出去,形成泄露电流。
(3)、接地问题:如果电路的接地线有问题,比如接地线断开或接触不良,就会导致电流通过其他路径泄露出去,形成泄露电流。
2、泄漏电流太大如何解决?
(1)、排查测试方法:输入电源,输入频率,接线方式,阻抗网络匹配是否正确;
(2)、外观检测:肉眼可见有没有器件磨损或者破皮的现象;
(3)、减少Ⅰ类电源使用数量,不同的电压需求可以采取DCDC电源方案转换。
3、需求泄漏电流指标更小,如何改进,有何影响?
(1)、减少Y电容使用数量,或尽可能减少使用容值,可能影响EMC指标,如RE性能变差。
三、耐压漏电流如何理解?有什么标准要求?
电源手册中的耐压漏电流指标主要是说,产品在耐压测试过程中,输入和输出端、输入端和外壳、输出端和外壳之间隔离器件内部流过的电流,工业上一般需求小于10ma。
耐压测试是检验电源承受产品瞬态过电压能力的主要方法之一,目的是为了验证类似雷击、电气故障的环境下电源的可靠性。耐压指标与电源满足的安规认证与过电压等级相关。
1、如果产品设计符合规格,那什么会导致漏电流测试超标呢?
(1)、测试方法问题:超规格打耐压,如规格3KV却要做3.5KV耐压测试;多个电源同时测试,漏电流叠加;耐压测试仪设置参数异常。
(2)、老化测试:隔离耐压测试属于破坏性实验,长期多次耐压试验,产品有一定程度损坏,漏电流超标。
(3)、外力影响:产品运输或其他碰撞导致绝缘层破损,漏电流超标。
2、需求耐压漏电流指标更小,如何改进,有何影响?
(1)、减少Y电容使用数量,或尽可能减少使用容值,但可能影响EMC指标,如RE性能变差;
(2)、增加变压器绝缘强度。
四、总结
本文将简述开关电源两类漏电流的区别,并简要分析了常见漏电流异常的问题,同时给出了对应的验证方法和解决及预防的办法,以保障系统可靠性。金升阳以专业的销售及技术服务团队,服务于客户,提供售前选型、售中技术交流、售后专业保障,为客户提供一站式解决方案。
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