這里先解釋一下安全二次側電壓SELV的含義，SELV是safety extra low voltage的縮寫(xiě)，指的是不超過(guò)50Vrms的交流電壓和不超過(guò)120V的直流電壓，是為了防止觸電事故而由特定開(kāi)關(guān)電源供電所采用的電壓。
SELV通常用于給人機接口，液晶屏，按鍵等人體可以直接觸摸到的設備供電，可以避免操作人員遭受電擊，威脅到生命安全，所以，SELV電路與一次側高壓端之間必須是加強絕緣，同時(shí)還需要注意，如果一次測高壓端與SELV電路之間的重復峰值電壓超過(guò)了750V，并且，在絕緣層厚度方向上的電壓應力超過(guò)了1KV/mm，則還必須增加局部放電測試認證。
如圖4所示三相變頻器中，左下角綠色虛線(xiàn)圍起來(lái)的部分就是SELV電路，輔助開(kāi)關(guān)電源SPS左側的供給MCU的+24V，+5V兩路開(kāi)關(guān)電源與SPS的其余的電壓輸入輸出電氣連接點(diǎn)之間，都必須滿(mǎn)足加強絕緣要求。
圖4.三相變頻器結構框圖
以三相480V變頻器為例，交流輸入線(xiàn)電壓為480Vrms，則其母線(xiàn)電壓平均值為480*1.35=648Vdc，也就是進(jìn)入輔助開(kāi)關(guān)電源SPS的工作電壓就是648V，這個(gè)電壓值已經(jīng)非常接近750V這個(gè)閾值，同時(shí)，需要注意的是，750V閾值電壓是在整機實(shí)際運行過(guò)程中，實(shí)際測試得到的一次側高壓端與SELV電路之間的重復峰值電壓，用高壓差分探頭分別勾取兩邊的監測點(diǎn)，若此電壓超過(guò)750V，同時(shí)，在絕緣層厚度方向上的電壓應力超過(guò)了1KV/mm，則局部放電測試認證必做。
假設輔助開(kāi)關(guān)電源SPS采用了經(jīng)典的單管反激變換器，如圖5所示，SPS從變頻器的BUS電容上取電，這里為了簡(jiǎn)化電路，變壓器T1的輸出只設計了兩路輸出電壓，分別給IGBT的驅動(dòng)器和MCU側供電，從前面的定義可以看出，給MCU供電的+24V_CONTROL就是SELV電路，需要與其他電路之間做加強絕緣處理，也就是變壓器T1的pin12-pin14所在的繞組與其余繞組之間必須滿(mǎn)足加強絕緣要求，同時(shí)，在PCB板上，+24V_CONTROL所在電路與其他電路之間的爬電距離也必須滿(mǎn)足加強絕緣要求。
圖5.單管反激變換器簡(jiǎn)圖
回到本文的重點(diǎn)，接下來(lái)測試一次側高壓端與SELV電路之間的重復峰值電壓是否超過(guò)750V閾值電壓。有經(jīng)驗的同學(xué)都知道，在開(kāi)關(guān)電源中，重點(diǎn)是要找到變換器中的“動(dòng)點(diǎn)”，也就是電壓的變化率dv/dt最大的節點(diǎn)，在圖5中，一次側高壓端的監測點(diǎn)就可以選為Q1的Drain極，也就是變壓器T1的pin 3，安全二次側SELV的監測點(diǎn)既可以選擇變壓器T1的pin 12，也可以選擇變壓器T1的pin 14，最后以正常帶載工況下一次側、二次側之間檢測到最大電壓為作為設定局部放電電壓UPD的基準。
圖6.重復峰值電壓監測示意圖
圖7是一張實(shí)測的一次側高壓端與SELV電路之間的重復峰值電壓波形圖（CH1黃色），可以看到，此電壓已經(jīng)超過(guò)了750V的閾值，同時(shí)，變壓器結構中繞組與繞組之間的麥拉絕緣膠帶通常為2層，每層的厚度都小于0.1mm，所以，需要增加局部放電測試認證是板上釘釘了。
圖7.重復峰值電壓實(shí)測波形圖
說(shuō)到這里，估計有的同學(xué)就會(huì )問(wèn)了，為什么以前沒(méi)有做過(guò)局部放電這項測試呢？原因主要有兩點(diǎn)：
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以前確實(shí)沒(méi)有對應的安規標準要求強制通過(guò)局部放電測試，變頻器中增加這項測試也是約四年前的事； |
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開(kāi)關(guān)電源整機降成本帶來(lái)的附贈產(chǎn)物，如圖8所示，以前傳統的給SELV電路供電是采用兩級變換器的方式，先通過(guò)一級DC-DC變換器將BUS母線(xiàn)降低為48V或者更低，再通過(guò)一級隔離DC-DC變換器給SELV電路供電，因為第二級隔離DC-DC變換器之間的壓差不可能超過(guò)750V閾值，所以，局部放電測試就無(wú)需再做，只需要滿(mǎn)足對應的加強絕緣要求即可。 |
但是，現在的開(kāi)關(guān)電源整機由于降成本的壓力，與圖5所示一樣，將傳統的兩級變換器改為一級DC-DC變換器，同時(shí)給SELV電路和其他的比如驅動(dòng)電路等供電，趕上新的安規標準的執行，那局部放電測試就和其他安規項目一樣，成為必修課了。
圖8.傳統SELV兩級變換器供電方式
