當(dāng)用手去觸摸電控系統(tǒng)的金屬外殼，比如開關(guān)電源的金屬外殼時，經(jīng)常會有手被麻一下的感覺。

　　尤其是光腳站在地板上去觸摸的時候，麻的感覺更加明顯。

　　但是手一直按住以后，又不再持續(xù)有麻的感覺，

　　本文嘗試通過仿真分析下原理以及可能有用的措施。

　　原因分析

　　圖1. 開關(guān)電源原理圖

　　圖2. 幾個關(guān)鍵測試點對地的波形

　　1、初級地有-300V半波波形;

　　2、次級地有-240~+90V的信號波形;

　　3、手摸上去瞬間，會產(chǎn)生脈沖電流，會有麻一下的感覺，強度與時間點有關(guān)，波峰處最強(15ms,35ms….)。

　　圖3. 示波器測量時的波形

　　1、初級地有-300V半波波形;

　　2、次級地有90V左右波形;

　　3、搭上示波器，次級幅度變小，可理解為Y電容與示波器探頭分壓了;可以得出，Y電容越小，次級信號越弱

　　圖4. 手按住開關(guān)電源次極時，示波器測得的波形

　　1、初級地有-300V半波波形;

　　2、次級地幾乎沒有電壓;

　　3、手按住后，不會一直麻

　　對策

　　為什么會手麻

　　按住次級，加在人體上的電壓很小，不會有麻的感覺;

　　觸碰瞬間，Y電容有個充電過程，產(chǎn)生脈沖電流，才會有麻的感覺;

　　減小人體觸電的感覺，有以下兩種辦法：

　　減小Y電容的容量;

　　減小次級地對大地阻抗。

　　對策及驗證——減小Y電容的容量

　　圖5. 減小Y電容容量之后的波形

　　去掉Y電容后，即使是次級懸浮，也只有不到10V電壓，手摸上去不會有感覺。

　　注：理想情況下，次級懸浮時，次級地應(yīng)該接近于初級地信號，搭上示波器才會變小。

　　但是在仿真模型中，變壓器應(yīng)該是有寄生參數(shù)，

　　接入變壓器，次級輸出就接近于零;

　　斷開變壓器，次級輸出接近于初級輸出。

　　對策及驗證——減小次極參考地對大地阻抗

　　圖6. 減小次極參考地對大地阻抗之后的波形

　　減小對地阻抗，比如加入47nF電容后，即使次級懸空，信號也小于10V ,手摸上去不會有麻的感覺。

　　注：次級地加大電容到大地，會引入EMC問題。

　　對策及驗證——觸碰瞬間電流波形

　　圖7. 仿真測試人觸摸瞬間的電流波形

　　Y電容及觸摸時間點對脈沖電流的影響

　　圖8. Y電容及觸摸時間點對脈沖電流的影響

　　Y電容越小，脈沖電流越小，越不容易“電”到人。

　　理論上，在過零點觸碰，也不會“電”人。

　　注：即使變壓器完全斷開，Y電容15pF時，仿真脈沖電流也小于1mA.

　　總結(jié)

　　1、開關(guān)電源初級地不是大地，相對零線或地線有一個-300V 50H左右的半波波形;

　　2、為了EMI性能，開關(guān)電源通常有Y電容，Y電容將初級地的交流信號引到次級;

　　3、人體有一定阻抗，2K左右;當(dāng)手觸摸次級地瞬間，次級地的信號會加在人體身上，產(chǎn)生一個脈沖電流，便有麻一下的感覺;

　　4、Y電容通常是nF級別，此電容在50Hz下阻抗為兆級別，手按住后，分到人體上的電壓可以忽略，所以按住后不會再有麻的感覺;

　　5、Y電容的使用不會對人體產(chǎn)生安全風(fēng)險，僅是在特定條件下會“電”到人;

　　6、從原理上分析，降低Y電容，或減小次級對地阻抗 ，可以避免“觸電”。減小對地阻抗，可能引入EMC問題。

　　EMI 影響分析

　　未加入C4時，EMI信號主要路徑如圖中綠中所示，集中在板內(nèi)，沒有走到火線和零線上。

　　加入C4后，增加了紅色的路徑，此時在零線和火線都是信號回路的路徑，容易產(chǎn)生EMI問題，可以考慮C4上串一個電感。

　　圖9. 次極參考地與大地之間增加電容對信號回路的影響