EMI電源濾波器敏感電流的選擇和漏電流測試方法

敏感電流的選擇：

工作電流的大小，會對EMI濾波器的性能有很大影響。大家都知道，電感是在磁芯上繞制的，磁芯和導(dǎo)線都存在損耗，工作電流越大損耗轉(zhuǎn)換的熱量也越大。濾波器內(nèi)的磁芯、電容和輸出端子，能承受的溫度是有一定限度的，如錳鋅鐵氧體磁芯的居里溫度約為120～130℃，聚脂薄膜電容的最高工作溫度+85℃等，所以與其說敏感的電流不如說敏感的溫度更為妥當(dāng)。

說明書中所指的額定電流，如不特別聲明，一般都指室溫25℃的工作電流，在實(shí)際工作中由于存在損耗，所以濾波器內(nèi)的溫度要升高，最后平衡在某一高于室溫的溫度上，例如+45℃，這時(shí)濾波器的性能會發(fā)生變化，可靠性要有所下將。為了保持濾波器的原有性能，一個(gè)途徑是改善濾波器的散熱條件，如金屬外殼的濾波器要安裝在設(shè)備的金屬底板上或設(shè)備的金屬機(jī)架上等等。另一途徑在是選用濾波器的額定電流時(shí)，要留有一定的余量，因?yàn)闉V波器的最大工作電流與環(huán)境溫度存在一定的關(guān)系。若Ir表示室溫+25℃的額定電流，Ip表示允許最大工作電流,則Ip /Ir存在的關(guān)系見表1：

表1  最大工作電流與環(huán)境溫度的關(guān)系

      表1說明在選用EMI濾波器的額定電流時(shí)，一定要考慮環(huán)境溫度及在該溫度下允許的最大工作電流，如環(huán)境溫度為45℃，那么允許的最大工作電流是額定電流的0.8。

特別要指出的是，有差模電感的EMI濾波器，它對溫度就更敏感了，因?yàn)椴钅ｋ姼信c共模電感不同，由于共模電感上的兩個(gè)對稱繞組是反向繞制的，對于工作中的電流，在磁芯上產(chǎn)生的磁場相互抵消，將磁芯上的損耗降到最底；而差模電感則不然，它只有單一繞組，所以在同一工作電流下磁芯的損耗要大得多，同時(shí)還要考慮工作中的電流是否會導(dǎo)致磁芯的飽和，一旦磁芯飽和差模電感就會喪失電感量。 以上這些因素導(dǎo)致差模電感量較小和EMI濾波器的體積較大。

另一個(gè)敏感電流是泄漏電流，雖然泄漏電流是一個(gè)涉及人身安全的指標(biāo)，但往往被用戶忽略。它的內(nèi)在含意可從示意圖圖1中看到。

圖1  泄漏電流

   圖1中的EMI濾波器電路和110電路完全一樣，由于共模電容C1、C2相互連接的中點(diǎn)E要接地FG，而C1、C2的另一端又跨接在AC電源的兩端，所以中點(diǎn)E的電壓等于1/2 AC電源的電壓，換句話說，圖4中的電源外殼上帶有1/2 AC電源的電壓，一旦人去觸摸電源外殼時(shí)，便有泄漏電流通過人體到地（特別是空氣潮濕的時(shí)候）。為了安全，國際上對泄漏電流有嚴(yán)格的要求，見表2：

                                                                                                        表2  泄漏電流的安全規(guī)范

表2 中的VDE0804  3.5mA 250V  50Hz告訴我們3.5mA是允許的最大泄漏電流（但用于屏蔽室的EMI濾波器，為了提高低頻端的插入損耗，拼命加大共模電容,導(dǎo)致泄漏電流非常大,一般都在A級）。從安全的角度講，泄漏電流越小越好，例如用于醫(yī)療設(shè)備的EMI濾波器，允許的最大泄漏電流僅幾～幾十μA 。

但千萬要注意以下三個(gè)問題：

①國際上規(guī)定泄漏電流是在AC 250V 50Hz條件下測量的值。但用戶往往與測量耐壓時(shí)的漏電流值混淆在一起，由于測量耐壓的電壓很高，所以它的漏電流值要高的多。              

②由于一般用于50Hz的EMI濾波器也能用于400Hz，所以往往忽略了400Hz工頻要比50Hz工頻高出8倍，所以理論上在AC 250V 400Hz條件下測量的值也應(yīng)是AC 250V 50Hz條件下測量值的8倍。如果超標(biāo)，則需要另選適用于400Hz的EMI濾波器。

③由于三相濾波器的泄漏電流是各相泄漏電流之和, 所以三相濾波器的泄漏電流一般比單相濾波器的泄漏電流大。

泄漏電流測試方法：

泄漏電流是指電源濾波器接入額定電壓后，濾波器接地端到電源任一一端的電流，測試原理如下: