淺談開關(guān)電源EMC外圍電路常用元器件

壓敏電阻和氣體放電管工作原理一樣嗎，它們各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？共模電感、差模電感會影響EMS嗎？為什么要用X電容、Y電容，二者是否可以相互替換？NTC放在哪里合適？本文簡單總結(jié)EMC外圍電路常用器件的特性及選型注意事項(xiàng)。

一、壓敏電阻

壓敏電阻的選型最重要的幾個參數(shù)為：最大允許電壓、最大鉗位電壓、能承受的浪涌電流。

首先應(yīng)保證壓敏電阻最大允許電壓大于電源輸出電壓的最大值；其次應(yīng)保證最大鉗位電壓不會超過后級電路所允許的最大浪涌電壓；最后應(yīng)保證流過壓敏電阻的浪涌電流不會超過其能承受的浪涌電流。

其他參數(shù)如額定功率、能承受的最大能量脈沖等，通過簡單驗(yàn)算或?qū)嶒?yàn)即可確定。

應(yīng)注意，壓敏電阻存在性能衰減的問題。

二、氣體放電管

氣體放電管屬于開關(guān)型器件，相對于壓敏電阻，它有一些差異特性，如導(dǎo)通延時(shí)長、導(dǎo)通后需要續(xù)流、極間電容小、絕緣電阻高、泄露電流小等，因此常和壓敏電阻串并聯(lián)使用。例如串聯(lián)時(shí)，可以解決壓敏電阻泄露電流大、長期使用性能衰減或失效的問題；并聯(lián)時(shí)，加快保護(hù)電路響應(yīng)時(shí)間，氣體放電管擊穿后分掉大部分電流。

三、TVS

同樣作為保護(hù)器件，TVS與壓敏電阻和氣體放電管相比，響應(yīng)速度更快，耐浪涌沖擊能力較差，屬于鉗位器件，鉗位電壓更穩(wěn)。常作為靜電防護(hù)器件，也可以壓敏電阻、氣體放電管配合使用，作為分級防護(hù)釋放浪涌能量。

四、X電容

X電容作為安規(guī)電容，跨接在L、N線之間，用于濾除電源差模干擾。其體積較大，但允許紋波電流較高，且耐壓高。根據(jù)不同的應(yīng)用可以選擇X1、X2或X3電容。比如常用的X2電容，可以用于電網(wǎng)瞬態(tài)電壓≤2.5KV的地方。

五、Y電容

Y電容通常會通?？缃釉谝淮坞娐泛投坞娐分g或一次電路和保護(hù)地之間，以濾除共模噪聲。其容量通常較小以滿足漏電流要求。

Y電容可以分為Y1、Y2、Y3、Y4等級，對于不同的等級能承受不同的脈沖電壓，且要求在電氣和機(jī)械性能等方面有足夠余量，避免出現(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象，危急人身安全。

六、差模電感

通常用于濾除低頻干擾。在差模浪涌測試時(shí)，會存儲一部分能量并隨即釋放。在輸出端靜電試驗(yàn)時(shí)，也會有同樣作用，如果將差模電感放在整流橋后，要小心其能量釋放時(shí)產(chǎn)生的高壓將整流橋損壞。

七、共模電感

共模電感通常用于濾除高頻干擾。在共模浪涌測試時(shí)，可以在繞組上并聯(lián)鉗位器件或增加放電齒，避免拉弧影響電路正常工作。

另外，兩繞組間的不完全耦合會形成差模電感。

八、熱敏電阻NTC

為防止冷機(jī)啟動，沖擊電流過大的問題，通常在前級電路中加入NTC。若NTC放在鉗位器件和保險(xiǎn)絲之間，差模浪涌測試可能將其燒毀。若放置在鉗位器件后面，保險(xiǎn)絲有可能燒斷，因此，不能選用熔斷時(shí)間太快、電流太小的保險(xiǎn)絲。

九、實(shí)例

以AC-DC開關(guān)電源浪涌試驗(yàn)為例，當(dāng)共模電壓6KV加在ACL-PE或ACN-PE上時(shí)，其路徑等效為一個內(nèi)阻約12Ω的電壓源與共模電感、Y電容串聯(lián)。因Y電容選用了Y1等級，其耐壓較高，浪涌能量不足以使其損壞，因此僅需保證PE布線與其他布線保持一定間距即可。

但是測試時(shí)，共模電感兩端的高壓可能引起飛弧，若其他器件靠近可能會被影響。因此在其上并聯(lián)了壓敏電阻限制其電壓，從而起到滅弧的作用。若考慮成本，也可以考慮使用放電齒。

另外，還可以考慮用氣體放電管配合壓敏電阻等方式來設(shè)計(jì)抗浪涌電路。

十、總結(jié)

以上，簡單介紹了開關(guān)電源EMC外圍電路常用元器件。根據(jù)產(chǎn)品的需求，EMC外圍電路還可能進(jìn)行相應(yīng)的修改，確認(rèn)選型后應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)。當(dāng)然，最基本的選型依據(jù)還是得遵循的，否則可能出現(xiàn)僅試驗(yàn)樣品滿足試驗(yàn)要求，一旦產(chǎn)品批量生產(chǎn)就出現(xiàn)各種問題。