CN214204939U - 一种电容组合电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种电容组合电路，在不改变电源系统原耐压传输路径上的电容分压大小的原理的条件下，电源系统输入地GND_P、电源系统输出地GND_S和电源系统金属外壳Case的电容分别进行电联接组合，得到一种既满足电源系统金属外壳Case静电能量有泄放途径又不改变电源系统原本耐压传输路径上电容电压均分关系的一种组合电路，该种组合方式不仅能有效保护带金属外壳封装的电源系统，防止静电通过金属外壳损坏其内部元器件，而且还可以有效提升电源系统整体耐压等级，提高系统可靠性和抗电磁干扰能力。此外该电路结构简单、占板面积小，成本低廉。

Description

一种电容组合电路

技术领域

本实用新型涉及电源电路领域，特别涉及安规电容设计的组合电路。

背景技术

对于有隔离耐压要求的电源系统设计，为了减小系统输出电压纹波噪声，抑制电磁干扰，通常采用在电源系统输入地GND_P到电源系统输出地GND_S之间加入电容CY1来解决，如图1所示。而该种设计对于带金属外壳封装的电源系统来说，静电能量不容易通过金属外壳泄放到电源系统输入地GND_P或电源系统输出地GND_S，从而使得静电能量积聚，导致源系统内部元器件击穿损坏，降低系统可靠性。

为了解决该问题，通常使用电容连接电源系统金属外壳Case与电源系统输入地GND_P或电源系统输出地GND_S，如图2、图3所示。将静电能量通过电容泄放到电源系统输入地GND_P或电源系统输出地GND_S，从而保护了电源系统内部元器件，提高系统可靠性。

但是使用电容连接金属外壳Case与电源系统输入地GND_P或电源系统输出地GND_S，该种方式存在的弊端在于，以图2为例：在对电源系统输入地GND_P到电源系统输出地GND_S进行耐压测试时，存在一条耐压传输路径，电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case再到电源系统输出地GND_S。该路径上，电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case之间存在寄生电容，其容值远小于电源系统金属外壳Case到电源系统输出地GND_S之间的电容CY2。根据电容分压定理可知，电容容值越大分压越小，电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case之间寄生电容将承受远大于电源系统金属外壳Case到电源系统输出地GND_S之间的电容CY2的电压。

而未加入电容CY2的电源系统，电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case与电源系统输出地GND_S到电源系统金属外壳Case之间的寄生电容容值基本接近，因此两两均分电源系统输入地GND_P到电源系统输出地GND_S电压，电源系统耐压设计只需满足电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case与电源系统输出地GND_S到电源系统金属外壳Case安规距离设计即可保证耐压规格。

但是电容CY2的加入，改变了原本耐压传输路径上电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case与电源系统输出地GND_S到电源系统金属外壳Case之间电压均分关系，导致原本按照耐压安规距离设计正常的电源系统出现耐压异常的问题。

实用新型内容

有鉴如此，本实用新型要解决的技术问题是能确保电源系统金属外壳Case与电源系统输入地GND_P或电源系统输出地GND_S之间加入的电容不会改变原本耐压传输路径上的电容电压均分关系，同时保证电源系统金属外壳Case静电能量有泄放途径的基础上，降低电源系统耐压不良问题的风险，便于系统耐压安规距离设计，保证系统可靠性。

本实用新型的构思为：在不改变电源系统原耐压传输路径上的电容分压大小的原理的条件下，电源系统输入地GND_P、电源系统输出地GND_S和电源系统金属外壳Case的电容分别进行电联接组合，得到一种既满足电源系统金属外壳Case静电能量有泄放途径又不改变电源系统原本耐压传输路径上电容电压均分关系的一种组合电路。

本实用新型通过以下技术方案实现：

第一种技术方案，一种电容组合电路，用于接地端的隔离耐压控制，包括电容CY11、电容CY21和电容CY31，电容CY11的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY11的另一端和电容CY21的一端、电容CY31的一端电联接；电容CY21的另一端电联接电源系统输出地GND_S，电容CY31的另一端电联接电源系统金属外壳Case。

优选的，电容CY11、电容CY21、电容CY31可以为多个电容物理器件串联或并联的集合。

第二种技术方案，一种电容组合电路，用于接地端的隔离耐压控制，包括电容CY1、电容CY2和电容CY3，电容CY1的一端、电容CY3的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY1另一端和电容CY2的一端电联接电源系统输出地GND_S；电容CY3的另一端和电容CY2的另一端电联接电源系统金属外壳Case。

优选的，电容CY1、电容CY2、电容CY3可分别为多个电容物理器件串联或并联的集合。

在本实用新型中，电源系统输入地GND_P表示原副边隔离的电源系统的原边任意电位点；电源系统输出地GND_S表示原副边隔离的电源系统的副边任意电位点；电源系统金属外壳Case表示与电源系统金属外壳相电联接的任意电位点。

本实用新型的工作原理将在具体实施方式进行详细分析，本实用新型对比现有技术的有益效果为：通过组合电路中，电容与电源系统输入地GND_P、电源系统输出地GND_S和电源系统金属外壳Case之间的连接方式，既解决了电源系统金属外壳Case静电能量有泄放途径，不会因为静电能量积聚而损坏其内部元器件；同时该电路又不会改变电源系统原本耐压传输路径上电容电压均分关系，确保了原本按照耐压安规距离设计正常的电源系统不会出现耐压异常的问题，并且提高了电源系统的可靠性、抗电磁干扰能力和耐压等级，电路结构简单、占板面积小，成本低廉。

术语解释：

电联接：包括直接或间接连接，并且还包括感应耦合之类的连接方式，间接连接，即两个电联接对象之间还可以连接其它的元器件。

附图说明

图1现有电源系统电容联接方式；

图2现有电源系统加入静电能量泄放电容的第一种电路联接方式；

图3现有电源系统加入静电能量泄放电容的第二种电路联接方式；

图4本实用新型第一实施例一种电容组合电路的联接方式；

图5本实用新型第二实施例一种电容组合电路的联接方式。

具体实施方式

第一实施例

如图4所示为本实用新型第一实施例的电路原理图，电容组合电路包括电容CY11、电容CY21和电容CY31，电容CY11的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY11的另一端和电容CY21的一端、电容CY31的一端电联接；电容CY21的另一端电联接电源系统输出地GND_S，电容CY31的另一端电联接电源系统金属外壳Case；其中，电容CY11、电容CY21、电容CY31可以为多个电容物理器件串联或并联的集合；电源系统输入地GND_P表示原副边隔离的电源系统的原边任意电位点；电源系统输出地GND_S表示原副边隔离的电源系统的副边任意电位点；电源系统金属外壳Case表示与电源系统金属外壳相电联接的任意电位点。

对本实施例的工作原理说明如下：

在对电源系统输入地GND_P到电源系统输出地GND_S进行耐压测试时，电容CY31不参与原耐压传输路径上的电容分压，不会导致原本按照耐压安规距离设计正常的电源系统出现耐压异常的问题。而且电源系统金属外壳Case上的静电能量可以通过电容CY31、电容CY11泄放到电源系统输入地GND_P，或通过电容CY31、电容CY21泄放到电源系统输入地GND_S，从而提高了电源系统的可靠性、抗电磁干扰能力和耐压等级，并且电路结构简单、占板面积小，成本低廉。

第二实施例

如图5所示为本实用新型第二实施例的电路原理图，电容组合电路包括电容CY1、电容CY2和电容CY3，电容CY1的一端、电容CY3的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY1另一端和电容CY2的一端电联接电源系统输出地GND_S；电容CY3的另一端和电容CY2的另一端电联接电源系统金属外壳Case；其中，电容CY1、电容CY2、电容CY3可分别为多个电容物理器件串联或并联的集合；电源系统输出地GND_S表示原副边隔离的电源系统的副边任意电位点；电源系统金属外壳Case表示与电源系统金属外壳相电联接的任意电位点。

对本实施例的工作原理说明如下：

在对电源系统输入地GND_P到电源系统输出地GND_S进行耐压测试时，电容CY3和CY2取值相同，因此在电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case再到电源系统输出地GND_S的路径上，电容CY3和电容CY2两两均分GND_P到GND_S电压。电源系统耐压设计只需满足电源系统输入地GND_P到电源系统金属外壳Case与电源系统输出地GND_S到电源系统金属外壳Case安规距离设计，即可保证耐压规格。增加的电容CY3、电容CY2可为电源系统金属外壳Case上的静电能量提供泄放通道，通过CY3将电源系统金属外壳Case上的静电能量导入到电源系统输入地GND_P，通过CY2将电源系统金属外壳Case上的静电能量导入到电源系统输出地GND_S，从而提高了电源系统的可靠性、抗电磁干扰能力和耐压等级，并且电路结构简单、占板面积小，成本低廉。

以上本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，本实施例中的电容CY11、电容CY21、电容CY31、电容CY1、电容CY2、电容CY3的电容类型及参数信息可为任意，均在权利要求保护范围内，如安规电容、高压电容、陶瓷电容、电解电容等。上述优选实施方式不应视为对本实用新型的限制，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰。这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围，本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

另外，专利中涉及到的所有“电联接”和“连接”关系，均并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构，本发明中明确用“电联接”的地方只是为了强调此含义，但并不排除用“连接”的地方也具备这样的含义。

Claims (4)

1.一种电容组合电路，用于接地端的隔离耐压控制，其特征在于：包括电容CY11、电容CY21和电容CY31，电容CY11的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY11的另一端和电容CY21的一端、电容CY31的一端电联接；电容CY21的另一端电联接电源系统输出地GND_S，电容CY31的另一端电联接电源系统金属外壳Case。

2.根据权利要求1所述的电容组合电路，其特征在于：电容CY11、电容CY21、电容CY31为多个电容物理器件串联或并联的集合。

3.一种电容组合电路，用于接地端的隔离耐压控制，其特征在于：包括电容CY1、电容CY2和电容CY3，电容CY1的一端、电容CY3的一端电联接电源系统输入地GND_P，电容CY1另一端和电容CY2的一端电联接电源系统输出地GND_S；电容CY3的另一端和电容CY2的另一端电联接电源系统金属外壳Case。

4.根据权利要求3所述的电容组合电路，其特征在于：电容CY1、电容CY2、电容CY3分别为多个电容物理器件串联或并联的集合。

Images