CN102946203B - 保护隔离的电源 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种保护隔离的电源（1），该电源设置产生用于电子设备（2）的供给电压。所述电源具有第一电导线和第二电导线（5，6），其中一个电导线用于与接地的交流或三相电网的相线（L1）连接，另一个电导线与中性线（N）连接。此外所述电源（1）具有用于电源（1）的非对称无线电干扰抑制的Y-电容器（7，8），其中提出减少故障电流和漏电电流的措施。

Description

保护隔离的电源
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的保护隔离的电源。
背景技术
这种保护隔离的、可与接地的交流或三相电网相联的电源通常是已知的，其中电源设置用于为设备或用电器供给直流或交流电压。电源具有所谓Y-电容器，这种电容器设置用于电源的非对称无线电干扰抑制，并且对于满足电源的EMV（电磁兼容）特性方面的要求来说是必要的。电源中的两个导线中的任一个能经过合适的接口与相线连接，另一个能经过合适的接口与中性线连接，为此两个导线与Y-电容器对称地连接，以便在电源反极性地连接到交流或三相电网上时也避免相对于地电位的高电压。这意味着，一个Y-电容器连接在相线及导电壳体之间，另一个Y-电容器连接在中性线和该壳体之间，其中两电容设备有基本相同的电容。
由于通常交流或三相电网的地电位和壳体的电位（以下称为外壳电位）不同，其中电网的中性线和地电位连接，因此在连接在中性线和壳体之间的Y-电容器上有电压降。在电网电压为220V的情况下，Y-电容器上的电压在最不利的情况下可以下降到110V，其中从外壳电位（Massepotential）到地电位有微弱的电流通过。换句话说：连接在电源上的、保护隔离的或接地的设备或“接地”的人总是具有杂散电容，地电压使得故障电流或漏电电流经过该杂散电容流出。
通常小于5mA的微弱的故障或漏电电流会对人体产生不舒服的接触刺激，并且此外对连接在电源上的设备或其外围接口的敏感的电子部件产生干扰影响。
发明内容
本发明的目的在于实现一种开头提到类型的电源，其可以避免这样的缺点。
该目的通过给电源配备装置来实现，这些装置设计用于，借助于代表从壳体流向地电位的漏电电流的故障电流的相位，探测哪个导线与中性线连接，并且将另一个Y-电容器连接在在壳体部件和被探测的导线之间。
本发明由该构思出发，即检测小故障电流，并且从其相位推出电源的两个导线中的哪一个连接在相线上、并且哪一个连接在中性线上。一旦知道哪个导线连接在中性线上，通过在该导线和壳体之间接入附加的电容器，来降低杂散电容上的电压电势，由此有针对性地减少故障电流，这意味着更好地保护连接的电子设备以及人员或操作者。
在本发明的一种实施方式中，电源具有能控制的开关，该开关设置用于将另一个Y-电容器连接在第一或第二导线上。借助这样的措施可以将电源的两个导线对称地并且也可以非对称地布线，其中另一个Y-电容器的第一开关位置或状态中连接在两个导线中的任一个上，并且在第二开关位置中连接在两个导线中的另一个上。在第三位置中保持形成对称的布线，即另一个Y-电容器在该开关位置中并不连接、而仅仅是两个Y-电容器分别连接在两个导线中的任一个上。
附图说明
以下根据一个实施例参照唯一的附图图形详细说明本发明。附图图形以简化的形式示出了具有电源和设备的一种布置。
具体实施方式
利用1来标记保护隔离的电源，其由交流或三相网的输送给电源1的交流电压产生直流电压。该直流电压设置用于给连接在电源1上的同样保护隔离的设备2供电。当然，该电子设备也可以设计为非保护隔离的，其中在此情况下，设备2的壳体连接交流或三相电网的地线。设置用于容纳电源1的电气和电子组件的壳体配有导电的壳体部件3以及包围壳体部件3的保护绝缘件4。另外电源1还具有用于自身已知的非对称无线电干扰抑制的电感和电容，其中电源1的第一和第二导线5，6与所谓的Y-电容器7，8连接。此外在本实施例中，Y-电容器7连接在第一导线5和导电的壳体部件3-以下称为外壳电位M-之间，并且第二Y-电容器8连接在第二导线6和外壳电位M之间。此外经过电源1的两个直流输出电线中的任一个使设备2连接外壳电位M，电源的另一个直流输出电线、例如24V输出电线，也与设备2连接。
在本实施例中，已假设第一导线5与交流或三相电网的相线L1连接，并且第二导线6与中性线N连接。当然第一导线5也可以与中性线连接，并且第二导线6也可以与相线连接。当用户将电源的、在此未示出的电源插头反极性地插到交流或三相电网的插座中，则会出现这种情况。交流或三相电网的中性线N通常与地电位E连接，由此将0V的电压施加在中性线N和地电位之间，其中通常在交流或三相电网的相线L1和中性线N或地电位E之间施加220V的电压。
连接在电源上的保护隔离的设备、该设备的外围接口或“接地”的人总是具有杂散电容，通常由于地电位E和外壳电位M之间的电势不同而产生影响的地电压可以使小故障电流或漏电电流经过该杂散电容流出。在本实施例中，代表这种杂散电容的是旁路电容器9，其中漏电电流10通过旁路电容器9从外壳电位M朝向地电位E流出。由于杂散电容的原因，这种漏电电流当然也可以从设备2的外围接口的外壳电位M流出。
为了减少这种漏电电流，首先检测与此漏电电流10成比例的故障电流12，并将从该故障电流12的相位推导出或探测出，两个导线5，6中的哪一个连接在中性线N上。此外设置测量和控制装置13，其在本实施例中基于故障电路12的相位识别出，第二导线6连接在中性线N上。在探测到连接在中性线N上的导线-即第二导线6-之后，装置13减少漏电电流10或故障电流12，对此通过使装置13降低杂散电容即旁路电容器9上的电压降来实现，其方法是装置13这样对可控制的开关14进行控制，使即将开关从原始位置15转换到开关位置16，由此使另一个与外壳电位M连接的Y-电容器17连接第二导线6。这意味着，在探测到连接在中性线上的导线之后，两个导线从对称形的布线状态转换或转接到非对称形的布线状态。由于第二导线6和壳体部件3（外壳电位）之间连接有另一个电容器17，所以旁路电容器9的电势降低，这意味着更好地保护连接的设备2、其外围接口11以及人员或操作者。
在用户将电源1的在此未示出的电源插口反极性地插入交流或三相电网的插座中时，第一导线5与中性线N连接的。这种情况下，在探测到连接在中性线N上的导线5后，装置13自然这样控制开关14，即状态18中的开关14将另一个电容17与第一导线5连接。

Claims (2)

1.一种保护隔离的电源，所述电源设置产生用于电子设备的供给电压，所述电源具有：
-导电的壳体部件(3)，
-第一电导线(5)和第二电导线(6)，所述第一电导线和所述第二电导线中的任一个设置用于与接地的交流或三相电网的相线(L1)连接，另一个设置用于与接地的交流或三相电网的中性线(N)连接，并且
-第一Y-电容器(7)和第二Y-电容器(8)，所述第一Y-电容器和所述第二Y-电容器设置用于所述电源(1)的非对称无线电干扰抑制，所述第一Y-电容器和所述第二Y-电容器中的任一个连接在所述第一电导线(5)和所述壳体部件(3)之间，并且另一个接在所述第二电导线(6)和所述壳体部件(3)之间，
其特征在于，所述电源(1)配有装置(13，14)，所述装置设置用于：
-借助于代表从所述壳体部件(3)流向地电位(E)的漏电电流(10)的故障电流(12)的相位，探测哪个所述电导线(5，6)与中性线(N)连接，并且
-将第三Y-电容器(17)连接在所述壳体部件(3)和所述被探测的电导线(5，6)之间。
2.根据权利要求1所述的保护隔离的电源，其特征在于，所述电源(1)具有能控制的开关(14)，所述开关设置用于将所述第三Y-电容器(17)接在所述第一电导线或所述第二电导线(5，6)上。
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