众所周知,开关电源是电子电路中必不可少的部分,也是常应用在人们日常生活中的电路之一,那么你知道开关电源系统中的局部放电现象吗?今天将带着小伙伴们开始探索遨游开关电源吧!
通常来讲,局部放电外文名为partial discharge,简称PD,主要是指高压电气设备绝缘层在足够强的电场作用下局部范围产生的放电,若是某个区域的电场强度达到其介质击穿场强时,该区域将出现放电现象,而这种放电会造成到体检的绝缘局部短(路桥)接,而不会形成导电通道为限。每一次局部放电对绝缘介质都存在一些影响,轻微的局部放电对电力设备的绝缘影响较小,绝缘强度的下降较慢;而强力的局部放电,将使绝缘强度很快下降。
一般来说,局部放电现象经常出现高压电气设备中,若是在夜晚看到变压器或高压设备身上冒出紫色的光圈或弧光,若是不好好处理,将引发电力泄露安全事故。开关电源系统也不例外,工程师通常根据开关电源的类型和需求来选择相应的安规标准去检验整个开关电源系统的绝缘是否满足局部放电要求。
除此之外,开关电源的局部放电能量释放方式是以电磁波(TEV、射频、光、热)和声波(声波、超声波)、气体(臭氧、氮氧化物),而局部放电对绝缘结构的破坏机理主要如下:
1、带电粒子(电子、离子等)冲击绝缘层,破坏器分子结构
2、由于带电粒子的撞击作用,使该绝缘出现局部温度升高,从而出现绝缘的过热,甚至出现碳化现象
3、局部放电产生的臭氧及氮的氧化物也会侵蚀绝缘,当遇有水分则产生硝酸,对绝缘的侵蚀更为剧烈。
所以诞生了局部放电测试,目的是为了发现电气设备绝缘中潜在的薄弱点,在未造成大型事故前,有针对性的进行补救、改善或更换。根据局部放电能量释放方式的特点,局部放电检测方法主要分为:
开关电源中的局部放电:
首先我们要引入一个新概念,那就是安全二次测电压SELV,全称为safety extra low voltage,是指不超过50Vrms的交流电压和不超过120V的直流电压,是为了防止触电事故而由特定电源供电所采用的电压。
SELV常应用在给人机接口、液晶屏等人体可直接触摸到的设备供电,避免操作人员遭受电击,威胁到生命安全,所以,SLEV电路与依次侧高压端之间必须是加强绝缘。
此外,若一次测高压端与SELV电路之间的重复峰值电压超过了750V,并且,在绝缘层厚度方向上的电压应力超过了1KV/mm,则还必须增加局部放电测试认证。