一、定義:
安規(guī)電容是指用于這樣的場合,即電容器失效后,不會導(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電擊而危機到人體健康安全。
工業(yè)定義:安規(guī)電容是指符合安全規(guī)范、并通過安全規(guī)范測試/認證的電容
【引申】安全規(guī)范(簡稱“安規(guī)”)
安全規(guī)范對產(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)計不良或使用不當而導(dǎo)致電擊、能量(打火/拉弧/爆炸)、火災(zāi)、輻射、機械與熱/高溫危險、化學危險等事故和災(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,保護使用者與操作者生命、財產(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個安全電容來抑制EMI傳導(dǎo)干擾。它們用在電源濾波器里,分別對共模,差模干擾起濾波作用
例如:當在電源跨線電路中使用電容器來消除噪音時,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)電容對擊穿電壓留有有很大的裕量。如標稱只有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,頂多會爆炸(只是炸裂,沒有火產(chǎn)生,只產(chǎn)生氣體),然后就是短路,不會導(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后電荷會保留很長時間,
如果用手觸摸就會被電到,而安規(guī)電容則沒這個問題。
3.分類
◇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,稱之為X電容
(3)的部分,因線路象字母Y,故又稱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
◇說明:一般作安規(guī)測試時,元件需同時通過X電容和Y電容的測試標準。
例如X1/Y2代表元件同時符合X電容和Y電容的測試標準。
3.1.X容
◇根據(jù)安全等級,X容可以分為3類:
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X容一般都標有安全認證標志和耐壓AC250V或AC275V字樣,但從上表中可以看到,
其真正的直流耐壓高達至少2500V(X2)以上。所以使用的時候不要隨意使用標稱耐壓AC250V或者DC400V之類的的普通電容來代用。
通常,X電容多選用紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容。這種類型的電容體積較大,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都很低,動態(tài)內(nèi)阻較高。
用普通電容代替X電容,除了電容耐壓無法滿足標準之外,紋波電流指標也難以符合要求。
根據(jù)實際需要,X電容的容值允許比Y電容的容值大。但此時必須在X電容的兩端并聯(lián)一個安全電阻,防止拔掉電源線時由于該電容的放電過程太慢而致電源線插頭長時間帶電。
安全標準規(guī)定,當正在工作之中的機器電源線被拔掉時,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∮谠瓉眍~定工作電壓的30%。
3.2.Y容
根據(jù)安全等級,X容可以分為4類:
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Y電容外觀多為橙色或藍色,一般都標有安全認證標志(如UL、CSA等標識)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5000V(Y2)以上。必須強調(diào),Y電容不得隨意使用標稱耐壓AC250V或者DC400V之類的普通電容來代用。
Y電容的電容量必須受到限制,從而達到控制在額定頻率及額定電壓作用下,流過它的漏電流的大小和對系統(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,工作在亞熱帶的機器,要求對地漏電電流不能超過0.7mA;工作在溫帶機器,要求對地漏電電流不能超過0.35mA.因此,Y電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^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電容的耐壓性能對保護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,Y電容是nF級。
◇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
大的聚脂薄膜類電容。這種類型的電容體積較大,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
◇X、Y電容必須滿足使用的電壓要求,對于超過標稱電壓的,可以選擇串聯(lián)使用來均壓,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。對于Y電容,UL認證時的溫度最高只能為85度,這是由于UL標準最高只進行85度的測試:但是歐洲認證的溫度往往較高,目前UL同意采用歐洲認證的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,考慮過電壓等級Ⅲ,一般來說脈沖電壓峰值為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機構(gòu)的認證。電容外觀一般都標有安全認證標志(如UL、CSA等標識)和耐壓AC250V或AC275V字樣字樣。
必須強調(diào),X、Y電容不得隨意使用標稱耐壓AC250V或者DC400V之類的普通電容來代用。
5安規(guī)電容選型
◇對于逆變器中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,過電壓等級選擇合適的安規(guī)電容