在工作和生活中,我們經(jīng)常有被電子設(shè)備“電”到的情形,大多數(shù)情況下設(shè)備本身并沒有故障也并非漏電,要了解其中的原因,首先還得從emc談起。
emc(electromagnetic compatibility)指電子設(shè)備的電磁兼容能力,是所有電子設(shè)備在設(shè)計時需要考慮到的一項指標(biāo),它又包括emi和ems:
emi(electro magnetic interference)電磁干擾,是指設(shè)備在正常運行過程中對所在環(huán)境產(chǎn)生的電磁干擾不能超過一定的限值,通俗地講即你不能干擾別人。
ems(electro magnetic susceptibility)電磁敏感度,是指由于電磁能量造成設(shè)備性能下降的容易程度,通俗地講即你要受得了別人的干擾。
需要接入市電的電子設(shè)備(尤其是開關(guān)電源或采用開關(guān)電源的電子設(shè)備),正規(guī)廠家的產(chǎn)品都需要通過ccc強制性認證和emi認證,所以在電路中加入了x電容和y電容,什么是x電容和y電容?首先我們看下圖:
在交流電源輸入端,一般需要增加3個安全電容來抑制emi傳導(dǎo)干擾。交流電源輸入分為3個端子:火線(l)/零線(n)/地線(g)。在火線和地線之間以及在零線和地線之間并接的電容,例如圖中的c2、c3,由于他們與地線組成y字形,一般統(tǒng)稱為y電容。這兩個y電容連接的位置比較關(guān)鍵,必須需要符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),以防引起電子設(shè)備漏電或機殼帶電,容易危及人身安全及生命。它們都屬于安全電容,從而要求電容值不能偏大,而耐壓必須較高。一般情況下,工作在亞熱帶的機器,要求對地漏電電流不能超過0.7ma;工作在溫帶機器,要求對地漏電電流不能超過0.35ma。因此,y電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^4700pf(472)。
在火線和零線之間并聯(lián)的電容,例如c1、c4,他們與火線和零線形成x字形,一般稱之為x電容。由于這個電容連接的位置也比較關(guān)鍵,同樣需要符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),x電容同樣也屬于安全電容。根據(jù)實際需要,x電容的容值允許比y電容的容值大,但此時必須在x電容的兩端并聯(lián)一個安全電阻,用于防止電源線拔插時,由于該電容的充放電過程而致電源線插頭長時間帶電。安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)正在工作之中的機器電源線被拔掉時,在兩秒鐘內(nèi),電源線插頭兩端帶電的電壓(或?qū)Φ仉娢唬┍仨毿∮谠瓉眍~定工作電壓的30%。
特別指出:作為安全電容之一的x電容和y電容,要求必須取得安全檢測機構(gòu)的認證。x電容一般都標(biāo)有安全認證標(biāo)志和耐壓ac250v或ac275v字樣,但其真正的直流耐壓高達2000v以上,通常x電容多選用耐紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容,這種類型的電容,體積較大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應(yīng)較??;y電容外觀多為橙色或藍色,一般都標(biāo)有安全認證標(biāo)志(如ul、csa等標(biāo)識)和耐壓ac250v或ac275v字樣。然而,其真正的直流耐壓高達5000v以上。必須強調(diào),x電容和y電容都不得隨意使用標(biāo)稱耐壓ac250v或者dc400v之類的普通電容來代用。
了解了上面的內(nèi)容,我們再回過頭來看電子設(shè)備金屬外殼帶電的原因,電子設(shè)備為了達到emc要求,廠家在電源電路中加入了y電容,當(dāng)設(shè)備通電后它會將電子元件所產(chǎn)生的電磁輻射通過地線導(dǎo)到地下,減少了對人體的傷害以及對電源的污染(干擾電源線路上其它電氣設(shè)備),當(dāng)接地線未接好或未接時,人體接觸外殼就可能會有觸電的感覺,因為地線處于兩個y電容的中心,如果電容不存在差異,則地點(外殼)電壓在電源電壓的一半左右,對于220v供電的設(shè)備,外殼電壓為110v,用試電筆量時是可以看到發(fā)光的。在不接地的情況下用手觸摸金屬外殼會出現(xiàn)“麻手”感覺,雖然電路中其它元器件也會疊加漏電流,但主要以y電容的存在為主因。當(dāng)正常接地,因為電容是“通電流”,產(chǎn)生的漏電流流入保護地,因此人手觸摸沒有異常。當(dāng)不接地的情形,由于y電容和萬用表阻抗較高,阻抗值相當(dāng),因此在~220v輸入電壓時,用萬用表測量外殼與地之間的電壓一般會顯示在100v~220v之間(隨空氣濕度、y電容容值的不同會有所不同)。同樣的道理,不接地時用人手觸摸(萬用表換成人體),人體會有電壓,因人、空氣濕度、y電容容值、地板等因素的變化,這種電壓有時能感覺到,有時則不能。很多人遇到臺式電腦機箱出現(xiàn)麻手的情況,這也是由于地線沒接好的緣故。當(dāng)然設(shè)備在出廠前亦都經(jīng)過嚴格的測試,以確保電源符合國標(biāo)要求及安全要求,即使沒接好地,漏電流對人體也不會有危險。
在早期,三角插頭往往用于金屬外殼的家用電器和儀器設(shè)備上面,早期的家用電器電路相對簡單,emc等指標(biāo)的評估也不如現(xiàn)在嚴格,三角插頭中的地線一般用于防止電氣內(nèi)部的火線與金屬外殼短路造成使用者觸電危及人身安全。而現(xiàn)如今的三角插頭是越來越普遍,例如筆記本的電源適配器,筆記本電源雖然不是金屬外殼,但是為了達到emc的要求也采用了三角插頭。
從上面可以看出家庭線路中地線和三孔插座的重要性,目前使用開關(guān)電源供電的電子設(shè)備越來越多,如果家庭線路中的地線未連接或未接地,將經(jīng)常會碰到麻手的感覺;建議大家接好家里的地線和購買好的插座板,或使用一導(dǎo)線將金屬外殼與地相連,消除由于y電容所產(chǎn)生的懸浮電壓。