文本描述
开关电源EMI滤波器的正确选择与使用(连载二)
2 额定电流与环境温度 EMI滤波器一般采用高导磁率软磁材料锰锌铁氧体,初始导磁率μi=700~10000,但其居里点温度不高,优质的仅为130℃左右。导磁率越高,居里点温度越低,典型曲线如图10所示。 除特殊说明外,EMI滤波器说明书给出的额定电流均指室温+25℃的值;同样,给出的典型插入损耗或曲线也均指室温+25℃的值。 随着环境温度的升高,主要由电感导线的损耗、磁芯损耗以及周围环境温度等原因导致温度高于室温,结果难于确保插入损耗的性能,甚至烧坏滤波器。由于滤波电容的最高工作温度受到限制也是+85℃。我们应该根据实际可能的最大工作电流和工作环境温度来选择滤波器额定电流。
图10 居里点温度曲线
图11 额定电流与温度的关系
工作电流、额定电流与环境温度之间存在如下关系:
式中:Ip——容许的最大工作电流; IR——室温+25℃时的额定电流; Tmax——容许的最高工作温度,+85℃; Ta——环境温度; TH——室温(+25℃)。 也可用曲线表示(参见图11)。曲线表示Ip/IR∝Ta。举例说明:+25℃ Ip=IR;+45℃ Ip=0.816IR; +55℃ Ip=0.5IR;+85℃ Ip=0.0 因此,要根据工作温度来正确选择滤波器的额定电流;或者用改善滤波器的散热条件(工作环境)来确保滤波器的安全使用。这样,滤波器务必安装在有散热作用的机架、机壳上,切忌安装在绝缘材料上。3 耐压、泄漏电流与安全3.1 耐压与安全 由于EMI滤波器安装在AC电网的输入端,所以除了承受开关电源(滤波器的负载)产生的尖峰脉冲干扰电压外,还要承受来自电网的浪涌电压(电流),特别是浪涌电压,其持续时间长(ms级),能量大(2000伏浪涌电压是经常出现的)。这些干扰电压由滤波器的Cx、Cy承受。因此,要求使用专为EMI滤波器设计的Cx、Cy。目前,据了解,因内尚没有这类电容器生产厂家。 电容Cx或Cy被浪涌电压击穿产生的后果,是Cx被击穿短路,相当于AC电网被短路,至少造成设备停止工作;Cy击穿短路,相当于将AC电网的电压加到设备的外壳,它直接威胁人身安全的同时,波及所有与金属外壳为参考地的电路安全,往往导致某些电路的烧毁。 国际上,耐压的安全规范各主要工业国家有所区别,表1供参考。
表1 耐压安全规范
国家和测试机构
测试标准
高压测试
R-绝缘
KV(1Min.)
Hz
P.N→EP→N
106Ω
V(1 Min.)
德国
VDE0565.10565.20565.3
4,3 · Vn1.5
050 P→NP.N→E
15002000 100100 瑞士
SEV1055.1978
4,3 · Vn2·Un+1,5
050 P→NP.N→E
6000 100 瑞典
4432901
4,3 · Vn2·Un+1,5
050 P→NP.N→E
6000 100 英国
BS 613BS 2135
4,3 · Vn1.52.25
0500 P→NP.N→E
20 100 加拿大
CSAC 22.2No.8-M1982
(2Vn+0.5)1,4/4≥1,4142Vn+1
060 P→NP.N→E
6000/NN=