电源基础07 输入滤波、EMI、EMC、安规电容

电源基础07 输入滤波、EMI、EMC、安规电容

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_39376872/article/details/143932178

电源电路设计中的EMC/EMI滤波和安规电容是确保设备安全和电磁兼容性的重要环节。本文将详细介绍AC220V输入EMC滤波的原理、EMI滤波的基础知识以及安规电容的定义和应用，帮助读者深入理解这些关键组件的作用和设计要点。

一、AC220V输入EMC滤波

1. 对于前置保险丝：防止电流过大。
2. 针对输入端的R1，其在火线与零线间：

• 对于压敏电阻而言，其可以防雷击，即当雷击发生时，压敏电阻的阻值迅速下降，使得电流流经压敏电阻，保护后端器件。
• 对于NTC电阻而言，当电源插头拔出时，C1、C2存储的电荷可通过R1放电，要求1秒钟内电压低于24V。当电源插头插入，防止电流过大。防浪涌。

二、EMI滤波

1. EMI滤波基础

• EMI滤波器能有效抑制单片开关电源的电磁干扰。
• 图中曲线a为不加EMI滤波器时开关电源上0.15～30MHZ传导噪声的波形（即电磁干扰峰值包络线）。
• 曲线b是插入如图c所示EMI滤波器后的波形，电磁干扰大约被衰减40dBuv。
• 曲线c为加上如图d所示EMI滤波器后的波形，能将电磁干扰衰减约50dBuv～70dBuv。显然，后一种EMI滤波器的效果最佳。

2. EMI滤波器结构

图中的共模电感取值如下表：

共模电感的作用为抑制共模干扰，同时抑制电路本身对外的电磁干扰。

三、安规电容

安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全。安规电容通常只用于抗干扰电路中的滤波作用。

安规电容的放电和普通电容不一样，普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间，如果用手触摸就会被电到，而安规电容则没这个问题。处于安全考虑和EMC考虑，一般在电源入口建议加上安规电容。

在交流电源输入端，一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。它们用在电源滤波器里，起到电源滤波作用，分别对共模，差模干扰起滤波作用。

1. X电容——滤除共模干扰

交流电源输入分为3个端子：火线L/零线N/地线G，(L=Line, N=Neutral, G=Ground)。跨于“L-N”之间，即“火线-零线”之间的是X电容；

• 在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准。X电容同样也属于安全电容之一。根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。
• 作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。
• 通常,X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。

2. Y电容——滤除差模干扰

跨于“L-G/N-G”之间，即“火线-地线 或 零线-地线”之间的是Y电容。

火线与零线之间接个电容就像是“X”,而火线与地线之间接个电容像个“Y”，这些都不是按什么材质来分的。

• 在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。 这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准,以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。
• Y电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。
• 特别指出：作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志（如UL、CSA等标识）和耐压AC250V或AC275V字样。然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。 必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。

本文原文来自CSDN