在AC-DC開(kāi)關(guān)電源中，漏電流最主要的來(lái)源是Y類電容。通過(guò)使用變壓器屏蔽繞組或在輸入級(jí)加入一個(gè)扼流圈，可以顯著地降低Y電容的數(shù)值或在某些場(chǎng)合去除它，從而降低漏電流并且仍滿足有一定裕量的傳導(dǎo)EMI限制。實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)的解決方案會(huì)在本文得到分析。

    大多數(shù)AD/DC電源都在高壓的交流輸入端與低壓的直流輸出端之間實(shí)現(xiàn)了隔離。諸如UL1950之類的安全標(biāo)準(zhǔn)會(huì)同時(shí)指定了絕緣強(qiáng)度(例如3千伏VAC耐沖電壓)和最大漏電流。漏電流是指當(dāng)設(shè)備的可接觸部分以一定的阻抗連接到保護(hù)地時(shí)流經(jīng)初級(jí)與次級(jí)絕緣屏障之間的電流。漏電流標(biāo)準(zhǔn)確保了人員的安全，防止當(dāng)使用者碰觸到輸出端或電源外殼時(shí)其身體成為電流泄放至大地的路徑的一部分。

     允許流過(guò)的最大漏電流基于應(yīng)用場(chǎng)合有著具體的分類。過(guò)去，僅對(duì)諸如醫(yī)療設(shè)備(患者極有可能或確定必須接觸設(shè)備的帶電部分)等特殊應(yīng)用場(chǎng)合有低的漏電流要求。在那些應(yīng)用場(chǎng)合中的設(shè)備不得不滿足比IT設(shè)備嚴(yán)格得多的要求。針對(duì)醫(yī)療和IT設(shè)備的漏電流限制規(guī)范分別是IEC60601-1、IEC60950。

      但是，如今還有其它理由需要去進(jìn)行低漏電設(shè)計(jì)。例如，現(xiàn)在很多移動(dòng)電話都有金屬的外殼，與其配套的充電器必須滿足手持設(shè)備制造商們制訂的比現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)要低的漏電流規(guī)范。這是為了防止消費(fèi)者(特別是在像充滿蒸汽的浴室之類的潮濕環(huán)境中)拿著正在充電的手機(jī)時(shí)有觸電感。與電話設(shè)備(無(wú)繩電話、電話答錄機(jī)、DSL modem等)配套的電源通常必須有很低的工頻泄漏以避免可聽(tīng)得見(jiàn)的嗡嗡聲耦合到電話線路中。進(jìn)行低漏電設(shè)計(jì)還可潛在地節(jié)省成本，例如減小電源中必需的EMI濾波元件的尺寸和/或數(shù)量。

      追根溯源：漏電流究竟從何而來(lái)？

　　在AC-DC開(kāi)關(guān)電源中，漏電流最主要的來(lái)源是Y類電容。Y類電容是經(jīng)過(guò)安全機(jī)構(gòu)認(rèn)證(外表常為橙色或藍(lán)色)、可以用于將絕緣屏障橋接起來(lái)的電容(參見(jiàn)圖1a)，為位移電流(產(chǎn)生于開(kāi)關(guān)過(guò)程)提供返回路徑以防止EMI。任何能流出電源的高頻電流(通過(guò)許多我們將在后面講到的途徑)都將通過(guò)交流進(jìn)線返回，并產(chǎn)生傳導(dǎo)EMI。在圖1a中，Y電容避免了許多EMI電流，使得其中絕大多數(shù)都局限在電源內(nèi)部，而在圖1b中，這些EMI電流必定全部流出到電源之外。

　　一般而言，電源中的Y電容的容量值越大，電源產(chǎn)生的EMI就越小，與此相反，流過(guò)絕緣屏障的漏電流則越大。  

     公式1可以用來(lái)估算在不超出安全界限的情況下允許使用的Y電容最大值。對(duì)于一個(gè)兩線(沒(méi)有保護(hù)地)、帶浮動(dòng)輸出的通用輸入電源，向下舍入到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值就得到Y(jié)電容最大值大約為2.2nF。而對(duì)于僅適用于100/115VAC的設(shè)計(jì)，此數(shù)值會(huì)提升到3.3nF。

      　僅是簡(jiǎn)單地將Y電容從電路中移除或減小其數(shù)值一般情況下不太可行，因?yàn)檫@樣做會(huì)顯著增加EMI(見(jiàn)圖2b)。而在電路中增加共模扼流圈或其它濾波元件又會(huì)增加成本。因此，我們必須將注意力集中到如何降低EMI電流上。

　　降低共模EMI電流的技巧

     雖然詳盡地分析EMI電流所有的來(lái)源已經(jīng)超出了本文的范圍，但圖3還是給出了被初級(jí)與次級(jí)開(kāi)關(guān)波形驅(qū)動(dòng)的EMI電流典型路徑概覽。目前已有一些減小共模EMI電流的方法。盡管在變壓器繞線層之間使用帶狀物增加繞線層間距離可以減小層間電容，但單獨(dú)使用這一方法只能很有限地減小EMI電流。長(zhǎng)期以來(lái)在工頻變壓器中一直應(yīng)用屏蔽繞組來(lái)降低噪聲與耦合，在開(kāi)關(guān)變壓器中這一方法同樣有效。如圖5中EMI圖形所示，在開(kāi)關(guān)變壓器中使用屏蔽繞組是降低共模EMI電流最有效的方法，而且對(duì)電源總體成本的影響最小。

　　以下是在3W AC-DC電源中使用變壓器屏蔽繞組的例子：

　　圖4是一個(gè)5.1V、600mA電源的電路圖，它基于Power Integrations公司TinySwitch-II芯片，具有一個(gè)簡(jiǎn)單的雙繞組變壓器。由于這款芯片可以自供電，所以變壓器中就不需要輔助繞組。此設(shè)計(jì)是蜂窩電話、PDA或數(shù)碼相機(jī)充電器的典型電路。

     TinySwitch-II芯片通過(guò)調(diào)制其開(kāi)關(guān)頻率(稱為頻率抖動(dòng))來(lái)降低EMI，但如果沒(méi)有變壓器中的屏蔽繞組，此電路就需要一個(gè)2.2nF的Y電容以滿足EMI要求(參見(jiàn)圖2a)。移除Y電容后引起的EMI如圖2b所示，這樣的結(jié)果顯然讓人無(wú)法接受。