1.4 隔離電源“非隔離”應用
進行系統設計時,常有將隔離電源之后的電源地或信號地以直接或間接的方式與安全地相連接的情況,認為此設計能有效的改善靜電泄放路徑,如果不連接則靜電無處泄放。實則不然。相連接時確實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。
隔離電源在設計時為了改善紋波噪聲或EMI性能時,通常會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與金屬機殼滿足共模浪涌電壓等級的安全距離及接口信號增加靜電防護濾波電路之后,靜電一般都不會有問題。將隔離之后的電源地或信號地直接連接于安全地之后,進行共模浪涌測試時反而往往會出現損壞、拉弧或復位的情況,將此路徑斷開后,共模浪涌就不存在問題。
如圖2所示,此種隔離電源應用是電源廠家不提倡或禁止的設計。主要原因是進行共模浪涌測試時(如Vin+對PE、Vin-對PE),就相當于在輸入與輸出之間進行隔離耐壓試驗。
平時的隔離耐壓測試漏電流都是預先設置好的,非常小,就算隔離強度達不到要求也不至于損壞產品。,而共模浪涌電壓的能量是非常高的,浪涌電流達到167A(以2KV浪涌作參考)。如果隔離電源的隔離強度達不到要求,擊穿瞬間將有大能量進入電源內部或后端負載,系統損壞、拉弧、復位也是常有的現象,同時隔離電源也容易失效。
如果后端信號一定要接PE,則如圖3是推薦的設計方法,可通過高壓電容進行連接,同時此電容的容值盡量在1nF左右。
總結
軌道交通是一種安全運輸工具,內部各設備的可靠性、兼容性對運輸的安全有著非常重要的影響。隨著軌道交通的高速化發展,標準化、模塊化設計已經成為當下的趨勢,首當其沖的就是電源模塊化。當前國際標準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,然而針對不同的應用需求,金升陽開發出了一系列滿足鐵路行業標準EN50155的模塊化電源,同時提供完善的EMC配套服務與技術支持,為軌道交通設備保駕護航。