一、定義:
安規(guī)電容是指用于這樣的場(chǎng)合,即電容器失效后,不會(huì)導(dǎo)致電擊,不危及人身安全;或安規(guī)電容是在電容失效后不會(huì)電擊而危機(jī)到人體健康安全。
工業(yè)定義:安規(guī)電容是指符合安全規(guī)范、并通過(guò)安全規(guī)范測(cè)試/認(rèn)證的電容
【引申】安全規(guī)范(簡(jiǎn)稱(chēng)“安規(guī)”)
安全規(guī)范對(duì)產(chǎn)品的裝置與電子組件有明確的陳述及指導(dǎo),以避免由于設(shè)計(jì)不良或使用不當(dāng)而導(dǎo)致電擊、能量(打火/拉弧/爆炸)、火災(zāi)、輻射、機(jī)械與熱/高溫危險(xiǎn)、化學(xué)危險(xiǎn)等事故和災(zāi)害,要求生產(chǎn)廠商盡可能給終端使用者提供具有安全、高品質(zhì)的產(chǎn)品,保護(hù)使用者與操作者生命、財(cái)產(chǎn)安全
2.作用
(1)身的作用一一濾波;電容本
(2)更安全、可靠。
基于安規(guī)電容的上述兩個(gè)作用,出于安全考慮和EMC考慮,安規(guī)電容一般用于電源入口。
在交流電源輸入端,一般需要增加3個(gè)安全電容來(lái)抑制EMI傳導(dǎo)干擾。它們用在電源濾波器里,分別對(duì)共模,差模干擾起濾波作用
例如:當(dāng)在電源跨線電路中使用電容器來(lái)消除噪音時(shí),不僅僅只有正常電壓,還必須考慮到異常的脈沖電壓(如閃電)的產(chǎn)生,這可能會(huì)導(dǎo)致電容器冒煙或者起火。所以,跨線電容器須使用安規(guī)電容。
◇安規(guī)電容對(duì)擊穿電壓留有有很大的裕量。如標(biāo)稱(chēng)只有400V甚至更低的安規(guī)電容,其耐壓值最低是1000V,想擊穿它都難
◇就算擊穿了,安規(guī)電容里面都是阻燃材料,頂多會(huì)爆炸(只是炸裂,沒(méi)有火產(chǎn)生,只產(chǎn)生氣體),然后就是短路,不會(huì)導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。
◇安規(guī)電容的放電和普通電容不一樣,普通電容在外部電源斷開(kāi)后電荷會(huì)保留很長(zhǎng)時(shí)間,
如果用手觸摸就會(huì)被電到,而安規(guī)電容則沒(méi)這個(gè)問(wèn)題。
3.分類(lèi)
◇交流安規(guī)電容在電路的位置及作用
(3)Line- bypass旁路
其中(1)的部分,因接線關(guān)系,稱(chēng)之為X電容
(3)的部分,因線路象字母Y,故又稱(chēng)Y電容。
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◇根據(jù)EC60384-14,電容器分為X電容和Y電容
X電容是指跨于L-N之間的電容
Y電容是指跨于L-GN-G之間的電容
(注:L=LINE ? ? ?NENEUTRAL ?G=GROUND)
即:火線-零線間的是X電容,火線或零線與地線間的是Y電容
◇說(shuō)明:一般作安規(guī)測(cè)試時(shí),元件需同時(shí)通過(guò)X電容和Y電容的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
例如X1/Y2代表元件同時(shí)符合X電容和Y電容的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
3.1.X容
◇根據(jù)安全等級(jí),X容可以分為3類(lèi):
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X容一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和耐壓AC250V或AC275V字樣,但從上表中可以看到,
其真正的直流耐壓高達(dá)至少2500V(X2)以上。所以使用的時(shí)候不要隨意使用標(biāo)稱(chēng)耐壓AC250V或者DC400V之類(lèi)的的普通電容來(lái)代用。
通常,X電容多選用紋波電流比較大的聚脂薄膜類(lèi)電容。這種類(lèi)型的電容體積較大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應(yīng)較小。普通電容紋波電流的指標(biāo)都很低,動(dòng)態(tài)內(nèi)阻較高。
用普通電容代替X電容,除了電容耐壓無(wú)法滿足標(biāo)準(zhǔn)之外,紋波電流指標(biāo)也難以符合要求。
根據(jù)實(shí)際需要,X電容的容值允許比Y電容的容值大。但此時(shí)必須在X電容的兩端并聯(lián)一個(gè)安全電阻,防止拔掉電源線時(shí)由于該電容的放電過(guò)程太慢而致電源線插頭長(zhǎng)時(shí)間帶電。
安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線被拔掉時(shí),在兩秒鐘內(nèi),電源線插頭兩端帶電的電壓(或?qū)Φ仉娢唬┍仨毿∮谠瓉?lái)額定工作電壓的30%。
3.2.Y容
根據(jù)安全等級(jí),X容可以分為4類(lèi):
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Y電容外觀多為橙色或藍(lán)色,一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志(如UL、CSA等標(biāo)識(shí))和耐壓AC250V或AC275V字樣。然而,從上表可以看到,其真正的直流耐壓高達(dá)5000V(Y2)以上。必須強(qiáng)調(diào),Y電容不得隨意使用標(biāo)稱(chēng)耐壓AC250V或者DC400V之類(lèi)的普通電容來(lái)代用。
Y電容的電容量必須受到限制,從而達(dá)到控制在額定頻率及額定電壓作用下,流過(guò)它的漏電流的大小和對(duì)系統(tǒng)EMC性能影響的目的。GJB151規(guī)定Y電容的容量應(yīng)不大于0.1uF一般情況下,工作在亞熱帶的機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流不能超過(guò)0.7mA;工作在溫帶機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流不能超過(guò)0.35mA.因此,Y電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^(guò)4700PF(472)。
Y電容除符合相應(yīng)的電網(wǎng)電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機(jī)械性能方面有足夠的安全余量,避免在極端惡劣環(huán)境條件下出現(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象,Y電容的耐壓性能對(duì)保護(hù)人身安全具有重要意義。
3.3X容與Y容的區(qū)別
◇X電容抑制差模干擾,Y電容抑制共模干擾。
◇基于漏電流的限制,Y電容值不能太大,一般X電容是uF級(jí),Y電容是nF級(jí)。
◇x電容常采用金屬化聚丙烯薄膜電容器(MPX):通常,X電容多選用耐紋波電流比較
大的聚脂薄膜類(lèi)電容。這種類(lèi)型的電容體積較大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應(yīng)較小。X電容采用塑封、方形結(jié)構(gòu)和內(nèi)部高壓OPP材料(金屬化聚丙烯材料卷繞加工而成),OPP材質(zhì)不但有更好的電氣性能,而且與電源的輸入端并聯(lián)可以有效的減小高頻脈沖對(duì)電源的影響
Y電容常采用高壓瓷片的。
4安規(guī)電容使用注意事項(xiàng)
◇X、Y電容必須滿足使用的電壓要求,對(duì)于超過(guò)標(biāo)稱(chēng)電壓的,可以選擇串聯(lián)使用來(lái)均壓,但是必須使用完全一致的電容串聯(lián)。
◇X、Y電容必須滿足溫度要求。對(duì)于Y電容,UL認(rèn)證時(shí)的溫度最高只能為85度,這是由于UL標(biāo)準(zhǔn)最高只進(jìn)行85度的測(cè)試:但是歐洲認(rèn)證的溫度往往較高,目前UL同意采用歐洲認(rèn)證的Y電容溫度作為最高的使用溫度
◇考慮電路輸入端的可能的脈沖電壓的大小,不同的電容承受脈沖電壓的大小不同,電容的耐壓不能小于電路中的脈沖電壓的峰值。例如:UPS的輸入端,考慮過(guò)電壓等級(jí)Ⅲ,一般來(lái)說(shuō)脈沖電壓峰值為4000V,所以輸入端只能選擇X1、Y1、Y2電容。
◇Y1、Y2電容作為安全電容的X、Y電容,要求必須取得安全檢測(cè)機(jī)構(gòu)的認(rèn)證。電容外觀一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志(如UL、CSA等標(biāo)識(shí))和耐壓AC250V或AC275V字樣字樣。
必須強(qiáng)調(diào),X、Y電容不得隨意使用標(biāo)稱(chēng)耐壓AC250V或者DC400V之類(lèi)的普通電容來(lái)代用。
5安規(guī)電容選型
◇對(duì)于逆變器中X、Y電容的選擇,我們需要考慮所要求的絕緣要求,如基本絕緣、附加絕緣、雙重絕緣、加強(qiáng)絕緣等。在不同的絕緣要求中,電容的選擇也是存在區(qū)別的。
◇根據(jù)電路的工作電壓,過(guò)電壓等級(jí)選擇合適的安規(guī)電容