スイッチング電源 クラス?機器のノイズ対策について

質問

AC100V~240V入力の絶縁型スイッチング電源モジュール（出力６０W）を内蔵した製品をクラス?機器（２極）として設計しようとしております。

スイッチング電源部の回路図を見るとACの入力部には、
Xコン - コモンモードチョーク - Xコン　
があり、ブリッジ整流後の＋Vdcと０Vからそれぞれ２次側のGNDへYコン？
が接続されています。
(ハーフブリッジでトランスを駆動しており、ハイサイドFETのドレイン電圧を+Vdc、ローサイドFETのソースを０Vとします)

１、
このとき、クラス?機器（２極）ですので、２次のグランドは電源のアース端子には接続されませんが（機器内部の金属フレームには接続される）、このYコンの効き目はあるのでしょうか？
また、１次側から見るとアースに対して２次側グランドは浮いている状態になると思いますが、２次側の電位はどのようにして決まるのでしょうか？

２、
UL,CSA,IEC60065の規格を満たす必要があるのですが、
このYコンによる漏れ電流（接触電流）が問題になることはあるのでしょうか？
また、雑音端子電圧などのEMC測定に不安があります。
スイッチング電源でクラス?機器を作ることは一般的なのでしょうか？

必要な状況がうまく伝えられているか、怪しいですが、
不足していましたら、ご質問いただけると助かります。
よろしくお願いします。

回答No.1

noname#230359 · ベストアンサー

１．Yコンは外部のアースに接続されていなくても効きます。

(1)Yコンの１次的な役割は、機器内部の金属フレームと電源電線間の雑音電圧
を低減させることですから、高周波に対して低インピーダンスとなるコンデン
サを接続することは有効です。
(2)機器内部の金属フレームと外部のアースは、電線で接続されていなくとも
静電容量で結合しています。高周波等価回路的に考えたとき、機器内部の金属
フレームに接続されたYコンも外部アースに接続されていることになります。

２．漏洩電流の問題

当然配慮は必要です。１台機器のなかに、複数台のスイッチング電源を組み
込むような場合は、Yコンの合成容量が大ききなって漏洩電流が安全規格の
基準を超えてしまうことがあります。まずは、システム設計段階～電源の
機種選定の段階で注意を払う必要があります

お礼

ご回答頂きありがとうございます。。
私の周りにはこの手の質問を受けてくれる方がいないので、大変感謝します。

1、
外部のアースという概念がいまいちしっくりこないのですが、GNDとしての導体フレームとアースは高周波的に結合されるということですね。
ということは、GNDフレームの面積が大きければ大きいほど静電容量が増え、アースとのインピーダンスが低くなり、効果としては大きくなるということでしょうか？

２、
ACラインのL,N両側から、Yコンで結合するラインフィルタを良く見るのですが、今回の回路にはACにはラインにはなく、整流後のスイッチングしているDC電位からYコンで落としています。低周波的には定常状態では漏洩電流が流れることはないと思われますが、スイッチングの高周波ノイズがこのYコンを通ることで２次のGND、すなわち外部アースへ電流が流れることになるのですね。複数台のスイッチング電源を用意することはありませんので、雑音端子電圧等での対策で、ラインフィルタ・Yコンを追加する場合は注意しなければならなそうですね。

半分自分の想像による解釈がありますが、納得です。