TWI559662B - 漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 - Google Patents
漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI559662B TWI559662B TW104113263A TW104113263A TWI559662B TW I559662 B TWI559662 B TW I559662B TW 104113263 A TW104113263 A TW 104113263A TW 104113263 A TW104113263 A TW 104113263A TW I559662 B TWI559662 B TW I559662B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- impedance
- output
- leakage current
- input
- electrically coupled
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Description
本發明是有關於一種電路,特別是指一種漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器。
現今科技追求電子產品的小型化成為一種趨勢,然在功率密度不斷提升的前提下,產品內部的元件密度亦跟著提高且線路佈局也愈來愈密集,如此將造成電子元件之間的電磁干擾(Electro Magnetic Interference,EMI),而為了解決電磁干擾的問題,以及避免干擾其他電子設備與危害人體的健康,各國制定電磁干擾的相關法規,並要求現今的電子產品須符合其規範才可進行販售。
參閱圖1,現有的交流-直流式電源供應器9包含一交流輸入單元91、一橋式整流器92及一直流/直流轉換器93。該交流輸入單元91具有接受一交流電輸入的一第一輸入端P1、一第二輸入端P2,及一接地的第三輸入端P3。該橋式整流器92接受該交流輸入單元91傳來的交流電,且將其整流成一直流電,並經由一第四輸出端P4及一第
五輸出端P5輸出給直流/直流轉換器93,其中該第五輸出端P5接地。該直流/直流轉換器93將該直流電轉換成具有一預定準位的輸出電壓,並由一第六輸出端P6與一第七輸出端P7輸出該輸出電壓,且該第七輸出端P7接地,其中,第六輸出端P6與第七輸出端P7構成一輸出單元94。而為了解決上述電磁干擾的問題,通常會在使用一Y類電容器Cy,其一端與橋式整流器92的第五輸出端P5電耦接,其另一端與直流/直流轉換器93之第七輸出端P7及交流輸入單元91的第三輸入端P3電耦接,藉此能有效抑制電磁干擾,使電子產品能符合電磁干擾的相關規範,且該Y類電容器Cy的容值愈大,其抑制電磁干擾的效果就愈好。
然而,由於直流/直流轉換器93使用高頻隔離變壓器,以致於Y類電容器的容值愈大時卻會產生更大的漏電流,如此將導致電子產品雖能解決電磁干擾問題,但卻無法符合漏電流的標準規範。
因此,本發明之其中一目的,即在提供一種漏電流抑制電路,能有效抑制漏電流。
因此,本發明之其中另一目的,即在提供一種可以改善先前技術缺點的交流-直流電源供應器。
於是,本發明漏電流抑制電路在一些實施態樣中,應用於一交流-直流電源供應器,該交流-直流電源供應器包含一交流輸入單元、一整流器、一直流/直流轉換器及一電容器,該交流輸入單元具有接受一交流電輸入的一
第一輸入端、一第二輸入端,及一接地的第三輸入端,該整流器將該交流輸入單元傳來的該交流電整流成一直流電,並經由一第四輸出端及一第五輸出端輸出給該直流/直流轉換器,且該第五輸出端接地,該直流/直流轉換器將該直流電轉換成一輸出電壓並由一第六輸出端與一第七輸出端輸出,且該第七輸出端接地,而該電容器的一端與該整流器的第五輸出端電耦接,其另一端與該直流/直流轉換器的第七輸出端及該交流輸入單元的第三輸入端電耦接;該漏電流抑制電路包含:一第一阻抗以及一第二阻抗。該第一阻抗具有一電耦接於該交流輸入單元之第三輸入端的第一端及一電耦接於該電容器之另一端的第二端,該第二阻抗具有一電耦接於該第一阻抗之第二端的第三端及一電耦接於該直流/直流轉換器之第七輸出端的第四端。
在一些實施態樣中,該第一阻抗及該第二阻抗皆至少具有一電阻。
在一些實施態樣中,該第一阻抗及該第二阻抗至少其中之一是由至少一電阻與至少一電容並聯組成。
在一些實施態樣中,該第二阻抗大於該第一阻抗。
於是,本發明交流-直流電源供應器在一些實施態樣中,是包含:一交流輸入單元、一整流器、一直流/直流轉換器、一電容器,以及一漏電流抑制電路。該交流輸入單元具有接受一交流電輸入的一第一輸入端、一第二輸入端,及一接地的第三輸入端,該整流器將該交流輸入
單元傳來的該交流電整流成一直流電,並經由一第四輸出端及一第五輸出端輸出,且該第五輸出端接地,該直流/直流轉換器接受由該整流器的該第四輸出端及該第五輸出端輸出的直流電,且將該直流電轉換成一輸出電壓並由一第六輸出端與一第七輸出端輸出,且該第七輸出端接地,該電容器的一端與該整流器的第五輸出端電耦接,其另一端與該直流/直流轉換器的第七輸出端及該交流輸入單元的第三輸入端電耦接,該漏電流抑制電路包括一第一阻抗及一第二阻抗,該第一阻抗具有一電耦接於該交流輸入單元之第三輸入端的第一端及一電耦接於該電容器之另一端的第二端,該第二阻抗具有一電耦接於該第一阻抗之第二端的第三端及一電耦接於該直流/直流轉換器之第七輸出端的第四端。
在一些實施態樣中,該漏電流抑制電路的該第一阻抗及該第二阻抗皆至少具有一電阻。
在一些實施態樣中,該漏電流抑制電路的該第一阻抗及該第二阻抗至少其中之一是由至少一電阻與至少一電容並聯組成。
在一些實施態樣中,該漏電流抑制電路的該第二阻抗大於該第一阻抗。
本發明之功效在於:透過該漏電流抑制電路的第一阻抗及第二阻抗的電路設計,使該交流-直流電源供應器的結構能有效抑制漏電流,以符合漏電流的標準規範。
10‧‧‧交流-直流電源供應器
C1、C2‧‧‧電容
R11~Rmn‧‧‧電阻
1‧‧‧交流輸入單元
R11’~Rmn’‧‧‧電阻
2‧‧‧橋式整流器
C11、Cmn‧‧‧電容
3‧‧‧直流/直流轉換器
C11’、Cmn’‧‧‧電容
4‧‧‧直流輸出單元
P1‧‧‧第一輸入端
5‧‧‧漏電流抑制電路
P2‧‧‧第二輸入端
6‧‧‧電流量測設備
P3‧‧‧第三輸入端
Cy‧‧‧電容器
P4‧‧‧第四輸出端
Z1‧‧‧第一阻抗
P5‧‧‧第五輸出端
Z2‧‧‧第二阻抗
P6‧‧‧第六輸出端
R1、R2‧‧‧電阻
P7‧‧‧第七輸出端
R3、R4‧‧‧電阻
A、B、C‧‧‧節點
本發明之其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施例詳細說明中清楚地呈現,其中:圖1是一電路圖,說明習知的交流-直流式電源供應器;圖2是本發明交流-直流電源供應器之一實施例的電路圖,其中,第一阻抗與第二阻抗皆是由一電阻與一電容並聯所組成;圖3是一電路圖,說明該實施例透過一電流量測設備來測量其漏電流;圖4是一電路圖,說明本發明交流-直流電源供應器之第一阻抗與第二阻抗的電阻、電容之數量不限,且電阻、電容之間的電耦接方式也可由任何型式之串聯、並聯所組成;圖5是一電路圖,說明本發明交流-直流電源供應器之另一實施例,其中,第一阻抗與第二阻抗皆僅由一電阻所組成;及圖6是一電路圖,說明本發明交流-直流電源供應器之再一實施例,其中,第一阻抗與第二阻抗皆由兩相並聯的電阻所組成。
在本發明被詳細描述之前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖2,本發明交流-直流電源供應器10之一實施例包含:一交流輸入單元1、一橋式整流器2、一直流
/直流轉換器3、一電容器Cy、一直流輸出單元4,以及一漏電流抑制電路5。
該交流輸入單元1具有接受一交流電輸入的一第一輸入端P1、一第二輸入端P2,及一接地的第三輸入端P3。
該橋式整流器2電耦接於該交流輸入單元1的第一輸入端P1及第二輸入端P2,且將該交流輸入單元1傳來的該交流電整流成一直流電,並經由一第四輸出端P4及一第五輸出端P5輸出給該直流/直流轉換器3,其中,該第五輸出端P5接地。
該直流/直流轉換器3接受由該橋式整流器2的第四輸出端P4及第五輸出端P5輸出的直流電,且將該直流電轉換成一預定準位的輸出電壓並由一第六輸出端P6與一第七輸出端P7輸出,且該第七輸出端P7接地。其中,該第六輸出端P6及該第七輸出端P7即構成該直流輸出單元4。
該電容器Cy的一端與該橋式整流器2的第五輸出端P5電耦接,其另一端與該直流/直流轉換器3的第七輸出端P7及該交流輸入單元1的第三輸入端P3電耦接。在本實施例中,該電容器Cy為一種Y類電容器。
該漏電流抑制電路5包括一第一阻抗Z1及一第二阻抗Z2。該第一阻抗Z1具有一電耦接於該交流輸入單元1之第三輸入端P3的第一端及一電耦接於該電容器Cy之另一端的第二端,該第二阻抗Z2具有一電耦接於該第一阻抗Z1之第二端的第三端及一電耦接於該直流/直流轉換器3之
第七輸出端P7的第四端,其中該第一阻抗Z1的第二端、該第二阻抗Z2的第三端與該電容器Cy之另一端形成一節點A(見圖3)。
由於該直流/直流轉換器3使用高頻隔離變壓器,以致於該電容器Cy成為該交流-直流電源供應器10之漏電流的主要來源。
以下說明本實施例可有效抑制漏電流的方式。
參閱圖3,根據漏電流標準量測方式,將上述交流-直流電源供應器10進行漏電流量測時,是將一電流量測設備6的一端電耦接於該交流輸入單元1的第三輸入端P3且與該第一阻抗Z1的第一端形成一節點B,該電流量測設備6的另一端與該直流/直流轉換器3的第七輸出端P7電耦接並與該第二阻抗Z2的第四端形成一節點C,根據標準量測方式,該電流量測設備6所測量到的電流值即為該交流-直流電源供應器10的漏電流值,以電流Im來表示。
當該電容器Cy的電流Ilk流入該漏電流抑制電路5的節點A後,會分流成電流I1及電流I2,其中電流I1流至該第一阻抗Z1,而電流I2則流至該第二阻抗Z2,根據克希荷夫電流定律(KCL),電流Ilk、I1、I2與第一阻抗Z1、第二阻抗Z2之間的關係可由下述的式(1)、式(2)與式(3)表示。
I lk =I 1+I 2………式(1)
而由該直流/直流轉換器3的第七輸出端P7流至該節點C的電流則以電流Inc表示,因此,根據克希荷夫電流定律(KCL),由節點C可得到下述的式(4)。
I m =I nc +I 2 ………式(4)
由式(4)可知,當電流I2減少時,電流Im就可降低,使測量到的漏電流值下降。
而電流I2可由式(3)的第一阻抗Z1與第二阻抗Z2進行調整,以達到抑制漏電流的目的。且由式(3)可知:當第二阻抗Z2與第一阻抗Z1的比值(Z2/Z1)愈大時,電流I2的值也會愈小,連帶電流Im的值也跟著降低,使得漏電流的抑制效果愈好。
舉例來說,當Z2/Z1的比例為2,且實際以第二阻抗Z2=20kΩ、第一阻抗Z1=10kΩ代入式(3)進行計算時,可得電流I2與電流Ilk的關係如下:
根據計算結果可知,當Z2/Z1=2時,可抑制大約67%的漏電流。
又例如將Z2/Z1的比例增加為20,且實際以第二阻抗Z2=200kΩ、第一阻抗Z1=10kΩ代入式(3)進行計算時,可得電流I2與電流Ilk的關係如下:
根據計算結果可知,當Z2/Z1=20時,可抑制大
約95%的漏電流。
下頁表(一)呈現出調整第二阻抗Z2與第一阻抗Z1的比值(Z2/Z1)所達到不同程度的漏電流抑制功效。
因此,搭配參閱圖2,在本實施例中,該第二阻抗Z2的值大於該第一阻抗Z1的值,以助於抑制漏電流。且該第一阻抗Z1是由一電阻R1與一電容C1並聯組成,該第二阻抗Z2是由一電阻R2與一電容C2並聯組成,當然,搭配參閱圖4,組成該第一阻抗Z1與該第二阻抗Z2的電阻、電容之數量不限,且電阻、電容之間的電耦接方式也可由任何型式之串聯、並聯所組成,例如,參閱圖5,該第一阻抗Z1與該第二阻抗Z2可分別僅由一電阻R1與一電阻R2組成即可,又例如,參閱圖6,該第一阻抗Z1可由一電阻R1與一電阻R3並聯組成,而該第二阻抗Z2則可由一電阻R2與一電阻R4並聯組成,並不以本實施例所揭露的電路結構
為限。
值得一提的是,如下表(二)所示,於使用漏電流抑制電路5之前,對於以50μA為上限的漏電流規格,Y類電容器Cy的容值僅能增加至470pF;然使用漏電流抑制電路5之後,可將漏電流減少至大約20μA,以有效抑制大約50%~90%的漏電流,而於同樣上限的漏電流規格時,可將Y類電容器Cy的容值增加至2200pF,以更有效地抑制電磁干擾,且依然符合安全規格所允許的範圍上限。如此一來,藉由漏電流抑制電路5的使用,不僅可以抑制漏電流,還可以使Y類電容器Cy的選擇更有彈性,以進一步針對不同的電器來提供不同的電磁干擾抑制效果。
綜上所述,透過該漏電流抑制電路5的第一阻抗Z1及第二阻抗Z2的電路設計,使該交流-直流電源供應器3的結構能有效抑制漏電流,以符合漏電流的標準規範,
且藉由漏電流抑制電路5的使用,還可以使Y類電容器Cy的選擇更有彈性,以進一步針對不同的電器來提供不同的電磁干擾抑制效果,故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者,僅為本發明之實施例而已,當不能以此限定本發明實施之範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10‧‧‧交流-直流電源供應器
R1、R2‧‧‧電阻
C1、C2‧‧‧電容
1‧‧‧交流輸入單元
P1‧‧‧第一輸入端
2‧‧‧橋式整流器
P2‧‧‧第二輸入端
3‧‧‧直流/直流轉換器
P3‧‧‧第三輸入端
4‧‧‧直流輸出單元
P4‧‧‧第四輸出端
5‧‧‧漏電流抑制電路
P5‧‧‧第五輸出端
Cy‧‧‧電容器
P6‧‧‧第六輸出端
Z1‧‧‧第一阻抗
P7‧‧‧第七輸出端
Z2‧‧‧第二阻抗
Claims (10)
- 一種漏電流抑制電路,應用於一交流-直流電源供應器,該交流-直流電源供應器包含一交流輸入單元、一整流器、一直流/直流轉換器及一電容器,該交流輸入單元具有接受一交流電輸入的一第一輸入端、一第二輸入端,及一接地的第三輸入端,該整流器將該交流輸入單元傳來的該交流電整流成一直流電,並經由一第四輸出端及一第五輸出端輸出給該直流/直流轉換器,且該第五輸出端接地,該直流/直流轉換器將該直流電轉換成一輸出電壓並由一第六輸出端與一第七輸出端輸出,且該第七輸出端接地,而該電容器的一端與該整流器的第五輸出端電耦接,其另一端與該直流/直流轉換器的第七輸出端及該交流輸入單元的第三輸入端電耦接;該漏電流抑制電路包含:一第一阻抗,具有一電耦接於該交流輸入單元之第三輸入端的第一端及一電耦接於該電容器之另一端的第二端;以及一第二阻抗,具有一電耦接於該第一阻抗之第二端的第三端及一電耦接於該直流/直流轉換器之第七輸出端的第四端。
- 如請求項1所述漏電流抑制電路,其中,該第一阻抗及該第二阻抗皆至少具有一電阻。
- 如請求項1所述漏電流抑制電路,其中,該第一阻抗及該第二阻抗至少其中之一是由至少一電阻與至少一電容 並聯組成。
- 如請求項1所述漏電流抑制電路,其中,該第二阻抗大於該第一阻抗。
- 如請求項1所述漏電流抑制電路,其中,當該第二阻抗與該第一阻抗的比值愈大時,流至該第二阻抗的電流愈小。
- 一種交流-直流電源供應器,包含:一交流輸入單元,具有接受一交流電輸入的一第一輸入端、一第二輸入端,及一接地的第三輸入端;一整流器,將該交流輸入單元傳來的該交流電整流成一直流電,並經由一第四輸出端及一第五輸出端輸出,且該第五輸出端接地;一直流/直流轉換器,接受由該整流器的該第四輸出端及該第五輸出端輸出的直流電,且將該直流電轉換成一輸出電壓並由一第六輸出端與一第七輸出端輸出,且該第七輸出端接地;一電容器,一端與該整流器的第五輸出端電耦接,其另一端與該直流/直流轉換器的第七輸出端及該交流輸入單元的第三輸入端電耦接;以及一漏電流抑制電路,包括一第一阻抗及一第二阻抗,該第一阻抗具有一電耦接於該交流輸入單元之第三輸入端的第一端及一電耦接於該電容器之另一端的第二端,該第二阻抗具有一電耦接於該第一阻抗之第二端的第三端及一電耦接於該直流/直流轉換器之第七輸出端的 第四端。
- 如請求項6所述交流-直流電源供應器,其中,該漏電流抑制電路的該第一阻抗及該第二阻抗皆至少具有一電阻。
- 如請求項6所述交流-直流電源供應器,其中,該漏電流抑制電路的該第一阻抗及該第二阻抗至少其中之一是由至少一電阻與至少一電容並聯組成。
- 如請求項6所述交流-直流電源供應器,其中,該漏電流抑制電路的該第二阻抗大於該第一阻抗。
- 如請求項6所述漏電流抑制電路,其中,當該第二阻抗與該第一阻抗的比值愈大時,流至該第二阻抗的電流愈小。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW104113263A TWI559662B (zh) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | 漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW104113263A TWI559662B (zh) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | 漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201639283A TW201639283A (zh) | 2016-11-01 |
TWI559662B true TWI559662B (zh) | 2016-11-21 |
Family
ID=57850428
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104113263A TWI559662B (zh) | 2015-04-24 | 2015-04-24 | 漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
TW (1) | TWI559662B (zh) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0279766A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源用ノイズフィルタ回路 |
US20010015648A1 (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-23 | Yoshitaka Tokita | Leakage current reduction circuit and power supply employing the same |
US20130014385A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Fsp-Powerland Technology Inc. | Grounding method adapted for power supply |
CN103270680A (zh) * | 2010-11-12 | 2013-08-28 | 摩托罗拉移动有限责任公司 | 具有动态阻抗电路的设备、系统及其操作方法 |
CN103944363A (zh) * | 2013-01-22 | 2014-07-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于调节能量系统的装置和用于运行能量系统的方法 |
TWI454028B (zh) * | 2010-01-13 | 2014-09-21 | Toshiba Kk | System interconnection converter |
-
2015
- 2015-04-24 TW TW104113263A patent/TWI559662B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0279766A (ja) * | 1988-09-14 | 1990-03-20 | Yokogawa Electric Corp | スイッチング電源用ノイズフィルタ回路 |
US20010015648A1 (en) * | 2000-02-23 | 2001-08-23 | Yoshitaka Tokita | Leakage current reduction circuit and power supply employing the same |
TWI454028B (zh) * | 2010-01-13 | 2014-09-21 | Toshiba Kk | System interconnection converter |
CN103270680A (zh) * | 2010-11-12 | 2013-08-28 | 摩托罗拉移动有限责任公司 | 具有动态阻抗电路的设备、系统及其操作方法 |
US20130014385A1 (en) * | 2011-07-12 | 2013-01-17 | Fsp-Powerland Technology Inc. | Grounding method adapted for power supply |
CN103944363A (zh) * | 2013-01-22 | 2014-07-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于调节能量系统的装置和用于运行能量系统的方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW201639283A (zh) | 2016-11-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI409470B (zh) | 共模電容之量測設備及方法 | |
TWI484511B (zh) | 可抑制共模電流的變壓器及其功率變換器 | |
TW201304375A (zh) | 適於電源的接地方法 | |
US20120014144A1 (en) | Power supplying apparatus | |
TWI528742B (zh) | 網路傳輸之電磁干擾抑制裝置與方法 | |
CN103190063A (zh) | 用于减少开关模式电源中的共模噪声的电路布置和方法以及开关模式电源 | |
US20190020265A1 (en) | Electronic device | |
TW201340562A (zh) | 降壓式變換電路 | |
US9882499B2 (en) | Switching power supply circuit with reduced noise and potential stabilization of stable potential nodes | |
WO2018056364A1 (ja) | 電子装置 | |
TWI559662B (zh) | 漏電流抑制電路及交流-直流電源供應器 | |
Li et al. | Techniques of the modeling, measurement and reduction of common mode noise for a multi-winding switching transformer | |
JP5631230B2 (ja) | 電源回路 | |
Li et al. | Investigation of a DC bus differential mode EMI filter for AC/DC power adapters | |
CN106160437B (zh) | 漏电流抑制电路及交流-直流电源供应器 | |
US11777412B2 (en) | Switching power supply apparatus for reducing common mode noise due to line-to-ground capacitances | |
WO2012011602A2 (en) | Power source circuit | |
Terasaki et al. | Design and analysis for noise suppression of DC/DC converter | |
TWI452792B (zh) | 應用於交流電壓轉直流電壓的轉換器的突波電流抑制電路及其操作方法 | |
Jagpal | Study of effect of parasitic on conducted emissions from flyback converter through simulation | |
TWI538367B (zh) | Power converter | |
US11923760B2 (en) | Switching power supply apparatus for reducing common mode noise due to line-to-ground capacitances | |
TWI638507B (zh) | 電源轉換器及電源轉換方法 | |
Majid et al. | EMI Suppression in High Frequency Half Bridge Converter | |
JP3191356U (ja) | 交流電位治療器 |