一个电源滤波器接地端不良引起的惨案

想起来曾经用的一台测试设备,由于220V的地线没有连接,测量时把板子烧坏的事情。现在记录下来警示自己。

下面是一个交流220V市电的滤波器,内部原理如图:

 先解释一下各元器件的作用:

 X电容:接在交流输入的两极,用于抑制差模干扰(电源线之间的干扰),图中的C1和C2都是X电容。

 Y电容:接在电源线和大地之间,抑制共模干扰(各组电源线对地之间的干扰),图中的Y1和Y2都是Y电容。

X电容和Y电容属于安规电容,即其失效后不会造成电击,也不会影响人身安全。由于Y电容提高会使电器的漏电流增加,而电器的漏电流有其规定范围,因此Y电容不能太大,一般在几十nF,比X电容要小,X电容一般在0.01μF到0.47μF之间。

L1是共模电感,和Y电容一同起作用,用于抑制共模干扰,效果类似于直流电中的LC滤波器。

R2是用于放电的,防止断电后电压长时间不能放掉。

有的滤波器还会并联压敏电阻或者放电管。

好了,下面来说说遇到的惨案。

当时我使用了一台装有类似电源滤波器的测试设备,而这个设备的电源线连接的插头,地线是不可靠的。也就是说图里滤波器的Y电容,不是连到了大地,而是悬空的。

这就出现了问题,图中两个Y电容的中间点,在接地不良时,变成了AC220V经过两个电容分压后的中点,相对于零线有110V的交流电压

如果是金属外壳的仪器设备,外壳一般是和接地线相连的,这也会导致外壳上有AC110V电压。因为Y电容容值很小,虽然不至于电伤人,但是感觉还是很刺激的。

如果是某些大地和测量负端相连的设备(比如大多数的示波器就是),那么会使得示波器的测量负端带上AC110V电压。比如下面这样:

 此时去测量另一个与大地非隔离的系统的信号时,就会出现一个110V的交流电压加到电路中,极易损坏电路中的元器件。就这样,惨案发生了。

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