引言:在日常工作中,硬件設計工程師朋友們經常會接觸到漏電流這個指標,其分為泄漏電流和耐壓漏電流。本文將簡述開關電源兩類漏電流的區別,并簡要分析了常見漏電流異常的問題,同時給出了對應的驗證方法和解決及預防的辦法,保障系統可靠性。
01 電源中的耐壓漏電流與泄漏電流(接觸電流)有何不同?
通俗來說,耐壓漏電流就是產品不帶電狀態,在進行幾千伏高壓測試時產品內部絕緣體流過的漏電流,耐壓漏電流相對較大,一般幾毫安到幾十毫安,比如2000VAC/5ma;
泄漏電流有兩個指標:接觸漏電流和對地漏電流,人體接觸到產品外殼的是對地接觸漏電流,觸碰到某一輸出端子的是應用端接觸漏電流。泄露電流相對比較小,一般零點幾毫安,比如240VAC/0.75ma;當然也有泄漏電流要求很高的應用場合,比如醫療行業:要求醫療設備正常狀態下測試漏電流≤100uA。
漏電流包括兩部分:一部分是通過絕緣體流過的傳導電流I1;另一部分是通過安規電容的位移電流I2(Y電容漏電流計算I=2*π*f*C*Vrms,泄漏電流隨電源頻率升高而增加。)
02 泄漏電流如何理解?有什么標準要求?
電源手冊中的漏電流,即泄漏電流,主要是由于電源內部元件絕緣性能的不完全性而引起的,一般小于0.75ma,主要影響該指標的就是產品內部Y電容的容值和個數。Y電容容值越大,個數越多,相對應的漏電流就測的越大。
泄漏電流主要是驗證電源對人體接觸的安全性,各行業認證對泄漏電流都有限值標準,如工業一般要求小于0.75ma,而醫療行業會要求小于0.1ma。
如果產品設計符合規格,那什么會導致漏電流測試超標呢?
測試方法問題:輸入電壓越高測試的漏電流越大,輸入頻率越高測試的漏電流越大;多個電源一起測試,漏電流會疊加。
絕緣故障:絕緣材料出現破損、老化或受潮等問題,就會導致電流從電路中泄露出去,形成泄露電流。
接地問題:如果電路的接地線有問題,比如接地線斷開或接觸不良,就會導致電流通過其他路徑泄露出去,形成泄露電流。
泄漏電流太大如何解決?
排查測試方法:輸入電源,輸入頻率,接線方式,阻抗網絡匹配是否正確;
外觀檢測:肉眼可見有沒有器件磨損或者破皮的現象;
減少Ⅰ類電源使用數量,不同的電壓需求可以采取DCDC電源方案轉換。
需求泄漏電流指標更小,如何改進,有何影響?
減少Y電容使用數量,或盡可能減少使用容值,可能影響EMC指標,如RE性能變差。
03 耐壓漏電流如何理解?有什么標準要求?
電源手冊中的耐壓漏電流指標主要是說,產品在耐壓測試過程中,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部流過的電流,工業上一般需求小于10ma。
耐壓測試是檢驗電源承受產品瞬態過電壓能力的主要方法之一,目的是為了驗證類似雷擊、電氣故障的環境下電源的可靠性。耐壓指標與電源滿足的安規認證與過電壓等級相關。
如果產品設計符合規格,那什么會導致漏電流測試超標呢?
測試方法問題:超規格打耐壓,如規格3KV卻要做3.5KV耐壓測試;多個電源同時測試,漏電流疊加;耐壓測試儀設置參數異常。
老化測試:隔離耐壓測試屬于破壞性實驗,長期多次耐壓試驗,產品有一定程度損壞,漏電流超標。
外力影響:產品運輸或其他碰撞導致絕緣層破損,漏電流超標。
需求耐壓漏電流指標更小,如何改進,有何影響?
減少Y電容使用數量,或盡可能減少使用容值,但可能影響EMC指標,如RE性能變差;
增加變壓器絕緣強度。
總 結
本文將簡述開關電源兩類漏電流的區別,并簡要分析了常見漏電流異常的問題,同時給出了對應的驗證方法和解決及預防的辦法,以保障系統可靠性。金升陽以專業的銷售及技術服務團隊,服務于客戶,提供售前選型、售中技術交流、售后專業保障,為客戶提供一站式解決方案。
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原文標題:干貨分享丨電源里的漏電流指標如何理解?
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