1.4 隔離電源“非隔離”應(yīng)用
進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),常有將隔離電源之后的電源地或信號(hào)地以直接或間接的方式與安全地相連接的情況,認(rèn)為此設(shè)計(jì)能有效的改善靜電泄放路徑,如果不連接則靜電無處泄放。實(shí)則不然。相連接時(shí)確實(shí)人為地提供一條靜電泄放路徑,但是不連接也并非沒有路徑了。
隔離電源在設(shè)計(jì)時(shí)為了改善紋波噪聲或EMI性能時(shí),通常會(huì)在電源的原邊與副邊使用高壓隔離電容,一般為1nF--3nF左右。有此路徑后,后端的靜電可以形成自泄放路徑。只要保證隔離電源之后的信號(hào)與金屬機(jī)殼滿足共模浪涌電壓等級(jí)的安全距離及接口信號(hào)增加靜電防護(hù)濾波電路之后,靜電一般都不會(huì)有問題。將隔離之后的電源地或信號(hào)地直接連接于安全地之后,進(jìn)行共模浪涌測(cè)試時(shí)反而往往會(huì)出現(xiàn)損壞、拉弧或復(fù)位的情況,將此路徑斷開后,共模浪涌就不存在問題。
如圖2所示,此種隔離電源應(yīng)用是電源廠家不提倡或禁止的設(shè)計(jì)。主要原因是進(jìn)行共模浪涌測(cè)試時(shí)(如Vin+對(duì)PE、Vin-對(duì)PE),就相當(dāng)于在輸入與輸出之間進(jìn)行隔離耐壓試驗(yàn)。
平時(shí)的隔離耐壓測(cè)試漏電流都是預(yù)先設(shè)置好的,非常小,就算隔離強(qiáng)度達(dá)不到要求也不至于損壞產(chǎn)品。,而共模浪涌電壓的能量是非常高的,浪涌電流達(dá)到167A(以2KV浪涌作參考)。如果隔離電源的隔離強(qiáng)度達(dá)不到要求,擊穿瞬間將有大能量進(jìn)入電源內(nèi)部或后端負(fù)載,系統(tǒng)損壞、拉弧、復(fù)位也是常有的現(xiàn)象,同時(shí)隔離電源也容易失效。
如果后端信號(hào)一定要接PE,則如圖3是推薦的設(shè)計(jì)方法,可通過高壓電容進(jìn)行連接,同時(shí)此電容的容值盡量在1nF左右。
總結(jié)
軌道交通是一種安全運(yùn)輸工具,內(nèi)部各設(shè)備的可靠性、兼容性對(duì)運(yùn)輸?shù)陌踩兄浅V匾挠绊憽kS著軌道交通的高速化發(fā)展,標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)下的趨勢(shì),首當(dāng)其沖的就是電源模塊化。當(dāng)前國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)封裝的鐵路隔離電源受制于體積封裝的原因,無法將所有EMC電路集成化,然而針對(duì)不同的應(yīng)用需求,金升陽開發(fā)出了一系列滿足鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)EN50155的模塊化電源,同時(shí)提供完善的EMC配套服務(wù)與技術(shù)支持,為軌道交通設(shè)備保駕護(hù)航。