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开关电源系统Y电容的设计及应用技巧!

电子产品&设备开关电源使用越来越广泛!基本的FLY变换器原理图如下所示,在需要对输入输出进行电气隔离的低功率<75W~的开关电源应用场合,反激变换器(FLY Converter)是最常用的一种拓扑结构。简单、可靠、低成本、易于实现是反激变换器突出的优点;我们电子产品设计中开关电源的小体积和高效率使得应用范围越来越广。

开关电源系统FLY带接地系统的参考运用原理图如下:

A.初级电路(Primary Circuit) :

电路结构:直接与外部输入电网AC源连接;

B.次级电路(Secondary Circuit):

电路结构:位于电子产品&设备内与初级侧相隔离的那部分电路;

C.Y-电容(Y-Capacitor):

电路结构:跨接于初级电路与地或初,次级电路之间的高压电容;

开关电源接地、漏电流、耐压测试(安规)

1.接地连续性测试(Ground Continuity Test) :

定义:

从Inlet PG 端上通过电流至使用者可接触的接地端,确保其阻值小于规格值,达到接地保护的功用.

标淮:

A.输入电流不大于25A,(DC or AC)电压不超过12V,时间至少3秒(TUV要求).

B.测试结果: 电阻值不得大于100毫欧.

2.接地泄漏电流测试(Earth Leakage Current Test) :

定义:

通过一个被安规单位(UL,TUV,CSA…)认可的“人体阻抗模拟电路”,测量当待测物(SPS)接通电源时在可触到的金属部件与地之间流经人体的电流量.

标淮:

A.输入电压为额定电压上限的106%.

B.测试结果: Class I≦3.5mA;ClassII≦0.25mA.

3.耐压测试(Dielectric Withstand Voltage Test):

定义:又称高电压介电测试,即 Hi-pot(High Potential)Test,从初级侧对次级侧(或一次(初级)侧对地)之间实施高电压以确定内部绝缘层有隔离危险电压的功用.

标淮:

A.输入电压为下列所示:

B.测试结果: 不可有绝缘击穿现象(Breakdown).

4.耐压测试之漏电流计算方法

A.DC测试之漏电流设定:

DC测试电流非常小(μA),一般初级侧对次级侧之间实施DC高电压,漏电流设定:0μA~100μA.

B.AC测试之漏电流理论计算:

计算公式:

I =2π*f*V*Cy

其中

f— 测试电压频率 ( 50Hz or 60Hz )

V— 测试电压 (unit : volt  )

Cy—跨接于一次侧(初级)与地或一,二次(初次级)侧之间的Y电容总和.

所以:

Imin =2π*f*V*Cymin

Imax =2π*f*V*Cymax

Cy 电容计算 :

Cy =Cy1+Cy2+Cy3+…

若一次侧地与二次侧地之间跨接一颗Y电容(Cy0),

Y电容公差一般为 :+/-20%OR +/-10%

5.实际设定AC 测试漏电流时需考虑下列因素:

A.考虑初始漏电流 :

初始漏电流即在无待测物状态下,所测得的漏电流.

B.考虑Y电容公差 :

电子设计师在选择同一颗容量大小的Y电容时,其公差可能不一样(有的是+/-10%;有的是+/-20%),因此我们应该按+/-20% 公差去设定.否则须依+/-10%公差去设定.

C.考虑实际线路中存在的分散电容,因此要根据实际的产品&设备的漏电流限定要求进行设计:设计理论我用计算表格推荐给电子设计师参考!

Y电容设计理论结果如下:

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