干貨分享丨電源里的漏電流指標如何理解？
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2024-05-06
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引言
在日常工作中，硬件設計工程師朋友們經常會接觸到漏電流這個指標，其分為泄漏電流和耐壓漏電流。本文將簡述開關電源兩類漏電流的區別，并簡要分析了常見漏電流異常的問題，同時給出了對應的驗證方法和解決及預防的辦法，保障系統可靠性。
一、電源中的耐壓漏電流與泄漏電流（接觸電流）有何不同？
通俗來說，耐壓漏電流就是產品不帶電狀態，在進行幾千伏高壓測試時產品內部絕緣體流過的漏電流，耐壓漏電流相對較大，一般幾毫安到幾十毫安，比如2000VAC/5ma；
泄漏電流有兩個指標：接觸漏電流和對地漏電流，人體接觸到產品外殼的是對地接觸漏電流，觸碰到某一輸出端子的是應用端接觸漏電流。泄露電流相對比較小，一般零點幾毫安，比如240VAC/0.75ma；當然也有泄漏電流要求很高的應用場合，比如醫療行業：要求醫療設備正常狀態下測試漏電流≤100uA。
漏電流包括兩部分：一部分是通過絕緣體流過的傳導電流I1；另一部分是通過安規電容的位移電流I2（Y電容漏電流計算I=2*π*f*C*Vrms，泄漏電流隨電源頻率升高而增加。）
二、泄漏電流如何理解？有什么標準要求？
電源手冊中的漏電流，即泄漏電流，主要是由于電源內部元件絕緣性能的不完全性而引起的，一般小于0.75ma，主要影響該指標的就是產品內部Y電容的容值和個數。Y電容容值越大，個數越多，相對應的漏電流就測的越大。
泄漏電流主要是驗證電源對人體接觸的安全性，各行業認證對泄漏電流都有限值標準，如工業一般要求小于0.75ma，而醫療行業會要求小于0.1ma。
1、如果產品設計符合規格，那什么會導致漏電流測試超標呢？
（1）、測試方法問題：輸入電壓越高測試的漏電流越大，輸入頻率越高測試的漏電流越大；多個電源一起測試，漏電流會疊加。
（2）、絕緣故障：絕緣材料出現破損、老化或受潮等問題，就會導致電流從電路中泄露出去，形成泄露電流。
（3）、接地問題：如果電路的接地線有問題，比如接地線斷開或接觸不良，就會導致電流通過其他路徑泄露出去，形成泄露電流。
2、泄漏電流太大如何解決？
（1）、排查測試方法：輸入電源，輸入頻率，接線方式，阻抗網絡匹配是否正確；
（2）、外觀檢測：肉眼可見有沒有器件磨損或者破皮的現象；
（3）、減少Ⅰ類電源使用數量，不同的電壓需求可以采取DCDC電源方案轉換。
3、需求泄漏電流指標更小，如何改進，有何影響？
（1）、減少Y電容使用數量，或盡可能減少使用容值，可能影響EMC指標，如RE性能變差。
三、耐壓漏電流如何理解？有什么標準要求？
電源手冊中的耐壓漏電流指標主要是說，產品在耐壓測試過程中，輸入和輸出端、輸入端和外殼、輸出端和外殼之間隔離器件內部流過的電流，工業上一般需求小于10ma。
耐壓測試是檢驗電源承受產品瞬態過電壓能力的主要方法之一，目的是為了驗證類似雷擊、電氣故障的環境下電源的可靠性。耐壓指標與電源滿足的安規認證與過電壓等級相關。
1、如果產品設計符合規格，那什么會導致漏電流測試超標呢？
（1）、測試方法問題：超規格打耐壓，如規格3KV卻要做3.5KV耐壓測試；多個電源同時測試，漏電流疊加；耐壓測試儀設置參數異常。
（2）、老化測試：隔離耐壓測試屬于破壞性實驗，長期多次耐壓試驗，產品有一定程度損壞，漏電流超標。
（3）、外力影響：產品運輸或其他碰撞導致絕緣層破損，漏電流超標。
2、需求耐壓漏電流指標更小，如何改進，有何影響？
（1）、減少Y電容使用數量，或盡可能減少使用容值，但可能影響EMC指標，如RE性能變差；
（2）、增加變壓器絕緣強度。
四、總結
本文將簡述開關電源兩類漏電流的區別，并簡要分析了常見漏電流異常的問題，同時給出了對應的驗證方法和解決及預防的辦法，以保障系統可靠性。金升陽以專業的銷售及技術服務團隊，服務于客戶，提供售前選型、售中技術交流、售后專業保障，為客戶提供一站式解決方案。
