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开关电源安全元器件的计算与如何选型

开关电源元器件选型——热敏电阻一.NTC的作用NTC是以氧化锰等为主要原料制造的精细半导体电子陶瓷元件。电阻值随温度的变化呈现非线性变化,电阻值随温度升高而降低。利用这一特性,在电路的输入端串联一个负温度系数热敏电阻增加线路的阻抗,这样就可以有效的抑制开机时产生的浪涌电压形成的浪涌电流。当电路进入稳态工作时,由于线路中持续工作电流引起的NTC发热,使得电阻器的电阻值变得很小,对线路造成的影响可以完全忽略。二.NTC的选择公式对上面的公式解释如下:1. Rt 是热敏电阻在T1温度下的阻值;2. Rn是热敏电阻在Tn常温下的标称阻值;3. B是材质参数;(常用范围2000K~6000K)4. exp是以自然数 e 为底的指数(e =2.71828);5. 这里T1和Tn指的是K度即开尔文温度,K度=273.15(绝对温度)+摄氏度.开关电源元器件选型—压敏电阻器一.压敏电阻的作用1、压敏电阻是一种限压型保护器件。利用压敏电阻的非线性特性,当过电压出现在压敏电阻的两极间,压敏电阻可以将电压钳位到一个相对固定的电压值,从而实现对后级电路的保护。2、主要作用:过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体元器件等。3、主要参数有:压敏电压、通流容量、结电容、响应时间等。4、压敏电阻的响应时间为ns级,比空气放电管快,比TVS管(瞬间抑制二极管)稍慢一些,一般情况下用于电子电路的过电压保护其响应速度可以满足要求。二.选取压敏电阻的方法压敏电阻虽然能吸收很大的浪涌电能量,但不能承受毫安级以上的持续电流,在用作过压保护时必须考虑到这一点。压敏电阻的选用,一般选择标称压敏电压V1mA和通流容量两个参数。1、a 为电路电压波动系数,一般取值1.2.2、Vrms 为交流输入电压有效值。3、b 为压敏电阻误差,一般取值0.85.4、C 为元件的老化系数,一般取值0.9.5、√2 为交流状态下要考虑峰峰值。6、V1mA 为压敏电阻电压实际取值近似值7、通流容量,即最大脉冲电流的峰值是环境温度为25℃情况下,对于规定的冲击电流波形和规定的冲击电流次数而言,压敏电压的变化不超过± 10%时的最大脉冲电流值。安规电容之——X电容1、X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。2、X电容容值选取是uF级,此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。 安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。3、作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V等字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。4、X电容主要用来抑制差模干扰5、安全等级 峰值脉冲电压 等级(IEC664) X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ X2 ≤2.5kV Ⅱ X3 ≤1.2kV ——6、X电容没有具体的计算公式,前期选择都是依据经验值,后期在实际测试中,根据测试结果做适当的调整。7、经验:若电路采用两级EMI,则前级选择0.47uF,后级采用0.1uF电容。若为单级EMI,则选择0.47uF电容。(电容的容量大小跟电源功率没有直接关系)安规电容之—Y电容1、交流电源输入分为3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容, 这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。2、Y电容主要用于抑制共模干扰3、Y电容的存在使得开关电源有一项漏电流的电性指标。工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF(472)。Y电容的作用Y电容底下又分为Y1, Y2主要差別在于:1. Y1耐高压大于8 kV,属于双重绝缘或加强绝缘|额定电压范围≥ 250V2. Y2耐高压大于5 kV,属于基本绝缘或附加绝缘|额定电压范围≥150V ≤250VGJB151中规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。
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