反激变换器通过变压器实现原边与副边的电气隔离，而在工程应用中，一般要求原边与副边进行单点接地。经变压器隔离后的原副边参考地的电压差是一个不定值，其可能为0V，也有可能上百伏（电力系统中较为常见）。显然，将原副边的低直接连接是极不可取的。该部分将以复刻反激辅助电源为例，学习变压器两端的接地方法。

        复刻：220V(AC)转5V/2A反激辅助电源——01工作原理及器件选型-CSDN博客

        参考视频：[开源]如何读懂一张电路图并制作出一个反激电源_哔哩哔哩_bilibili

        开源链接：https://oshwhub.com/sunhaoqin/mp500_copy

目录

1. 单点接地的目的

2. 用Y电容实现单点隔离接地

2.1 Y电容

2.2 单点接地的实现

3. 安规电容的分类以及用途

3.1 Y安规电容

3.1.1 Y安规电容的作用

3.1.2 Y电容选择

3.2 X安规电容

4. 其他单点接地隔离方法

4.1 0Ω电阻

4.2 磁珠

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1. 单点接地的目的

        对于反激变换器，“隔离单点接地”的真正含义是：原边和副边地在内部各自独立地实现单点接地，然后通过一个且仅有一个受控的高频路径（通常是Y电容）将它们连接起来，以抑制共模噪声，同时保持直流和安全隔离。

2. 用Y电容实现单点隔离接地

2.1 Y电容

        Y电容是安规电容的一种，其在失效之后不会导致电击或对人体产生伤害。安规电容与普通电容最大的区别为，在电源断开后，普通电容在很长的时间内还会残留一定的电压，一旦人体触碰则会导致触电，而安规电容则不会出现此类情况。

2.2 单点接地的实现

        上图给出了本开源项目中使用Y电容实现原副边单点接地的具体方法。可以看到，将原副边的参考地分别接在Y电容的两端即可。

        下面给出了该Y安规电容数据手册的部分节选，可以看到，其具有极强的耐压能力，足以隔离原副边由于伏地而造成的参考电压差。

        另外，该Y安规电容的容值较小（仅有2.2nF），由电容隔直通交的特性可知，其对市电（50Hz）仍有较高的阻抗。因此，可以有效保证变压器原副边主要电气量的电气隔离。

3. 安规电容的分类以及用途

3.1 Y安规电容

3.1.1 Y安规电容的作用

        Y安规电容的作用主要是抑制共模干扰。在了解具体原理之前，首先回顾一下：什么是共模干扰？可参考：什么是共模信号_为什么要抑制共模信号_为什么要消除共模干扰-CSDN博客

        共模信号是作用在差分放大器或仪表放大器同相、反相输入端的相同信号。换句话来说，共模信号的大小相等，相位相同。反之对于差模信号，则是大小相同，相位相反。

        用于移植共模干扰的方法有很多，在芯片设计领域，一般使用差分信号来达到该目的。下图给出了差分输入下的信号成分分解图：

        至此可以分析反激变换器中Y电容的作用：

        开关电源当中，开关管的不断导通与闭合会产生噪声，主要表现为瞬间电压尖峰脉冲信号，信号噪声流向变压器的初级线圈，而线圈相当于1个电感，此时会产生反向较高的电动势，同时产生的高次谐波耦合到变压器次级，造成噪声骚扰。初级地和次级地之间加1个Ｙ电容，可以在变压器的次级地与大地间建立1个泄放通道，开关噪声的高次谐波通过这个通道泄放到大地，从而避免通过供电线路辐射出去，降低开关电源的辐射骚扰。

        上文中提到的泄放通道，即为通过Y定容连接的变压器原副边参考地。由开关而产生的高频共模干扰通过Y电容流回变压器原边，以免回流到输入端电路造成干扰。同时，原副边的低频大信号部分被该电容隔离，防止直接接触。

        至此也可以总结出：单点接地的目的正是为共模干扰提供回流通路，尽可能减弱其对后级电路的影响，优化电路的EMI性能。

        最后，采用Y电容单点接地时的共模干扰流向如下图所示：

        参考：器件学习——安规电容（2023.11.23）-CSDN博客

3.1.2 Y电容选择

        1.安规要求漏电流不能太大，一般Y电容容量大小为1nF到4.7nF之间。

        2.作为安全电容的Y电容，要求必须取得安全检测机构的认证。

        3.电容越大，漏电流就越大。如果频率一定的话，漏电流和Y电容成正比关系。

        4.当Y电容的耐压不够时，可以直接两个电容直接串联。

        参考：Y电容详解-CSDN博客

3.2 X安规电容

        与Y安规电容相对应，X安规电容的作用主要是抑制差模噪声，在此不再赘述。

3.3 XY安规定容的接法

        电容器分为X电容及Y电容，火线零线间的是X电容。x电容用在电源滤波中，起到电源滤波作用，对差模干扰起滤波作用。在火线和零线与地之间并联的电容，一般称之为Y电容。由于这个电容连接的位置也比较关键，同样需要符合安全标准。因此，Y 电容同样也属于安全电容之一。

        参考：X电容与Y电容：电源滤波与电磁兼容的守护者-CSDN博客

4. 其他单点接地隔离方法

4.1 0Ω电阻

        用0欧电阻隔离的并不是“信号地”和“模拟地”本身，而是它们背后的电流路径和参考平面，目的是为了控制噪声电流的流向，防止数字部分的噪声干扰敏感的模拟部分。

4.2 磁珠

        相对于0Ω电阻，磁珠的优点是能够更好的隔绝高频噪声。对比二者，0Ω电阻仅在高频时对高频信号有阻抗，而无法消耗吸收高频噪声，相反，在其工作频率范围内（通常是几十MHz到几百MHz），磁珠的感抗成分（X_L）会变得很高，更重要的是，其电阻成分（R）会迅速增大。它不是反射能量，而是将高频噪声能量吸收并转化为热量消耗掉。

        因此，磁珠的优势在于：它既保证了直流通路，又能主动“吃掉”特定频段的高频噪声。

        然而，在磁珠的应用方面，其需要精确计算需要抑制的高频噪声频段，否则其效果将会大大减弱。同时，磁珠的感性特质与分布电容可能形成LC谐振电路，在某个频率点反而会放大噪声。需要仔细选型或并联一个小电容来阻尼。