? ? ? ? ?陶瓷電容,顧名思義是以陶瓷為核心組件的電容器,此類產(chǎn)品具有耐熱性能好、絕緣性能優(yōu)良、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)陶瓷材料配方不同,陶瓷電容可以被分為兩類:
1類陶瓷電容: 這類陶瓷電容器溫度特性好,且高頻損耗值很小,適用于對(duì)容量和穩(wěn)定度要求較高的高頻諧振、濾波和溫度補(bǔ)償?shù)入娐贰?/p>
2類陶瓷電容: 其陶瓷材料介電常數(shù)較大,單位體積的電容量更高,但是精度和穩(wěn)定性比1類陶瓷電容差,適合于對(duì)容量、損耗和溫度特性要求不高的低頻電路,起到旁路、耦合、濾波的作用。
陶瓷電容的一個(gè)重要用途是安規(guī)電容。所謂安規(guī)電容器,就是抑制電源電磁干擾用固定電容器,這個(gè)定義中有兩層含義:一是要能夠消除電源線路中的噪聲,對(duì)共模、差模干擾起濾波作用;二是要滿足安全規(guī)范要求,即使在電容器失效后,也不會(huì)導(dǎo)致電擊、燃燒等危害,不危及人身安全。這種特殊的要求,也就催生了安規(guī)電容這一特殊的產(chǎn)品類別。
安規(guī)電容根據(jù)其用途被分為兩類(見(jiàn)圖1):
X類: 這是跨于火線和零線之間,用來(lái)抑制差模干擾的電容器,此類電容器多選用耐紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容,其內(nèi)阻較小,瞬間充放電電流較大,容值一般在 μF 級(jí)。
Y類: 此類電容跨界在火線與地、零線與地之間,用于抑制共模干擾,其電容值一般在2nF范圍內(nèi)。然而, 此類電容需要有較高的絕緣特性和抗電強(qiáng)度。為了耐受高電壓,往往要求在電氣和機(jī)械性能方面有足夠的安全余量。從圖1中可以看到,這是陶瓷電容器的主要應(yīng)用領(lǐng)域,尤其是在電磁干擾濾波下。
圖1:安規(guī)電容器的典型電路和主要類型
一款合格的安規(guī)電容,需要滿足以下一些要求:
首先,安規(guī)電容的額定電壓必須適應(yīng)應(yīng)用場(chǎng)合的電壓要求。比如 Y 類安規(guī)電容不同的安全等級(jí)和絕緣類型,就對(duì)應(yīng)著不同的額定電壓,如表1所示。
▲Y類安規(guī)電容的額定電壓
其次,安規(guī)電容需要有足夠的承受異常脈沖電壓沖擊的能力,因此峰值脈沖電壓也是一個(gè)很關(guān)鍵的性能參數(shù),比如 Y1??安規(guī)電容的峰值脈沖電壓需要高達(dá) 8kV 以上。
▲安規(guī)電容耐受峰值脈沖電壓的特性要求
再有,也是非常重要的一點(diǎn),鑒于安規(guī)電容的特殊性,其必須有較強(qiáng)的惡劣環(huán)境的適應(yīng)能力,這對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)尤為關(guān)鍵,如汽車(chē)、工業(yè)和消費(fèi)品等。元器件這一可靠性特性的界定,可通過(guò)高溫高濕(Temperature Humidity Bias,THB)試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行,IEC 60384-14.4標(biāo)準(zhǔn)為安規(guī)電容的 THB?測(cè)試定義了所需的條件(如圖2)。
其中測(cè)試條件 B 和測(cè)試條件 A 是等效的,兩個(gè)測(cè)試均證明,85 °C / 85 % RH / 1000 h 條件下的 THB Class IIIB 測(cè)試,意味著該安規(guī)電容就達(dá)到并超過(guò)了最高的溫、濕度耐受等級(jí)要求。
圖2:IEC 60384-14.4標(biāo)準(zhǔn)的安規(guī)電容THB測(cè)試條件
如果按照上述這樣的標(biāo)準(zhǔn)去篩選,
Vishay 的陶瓷電容中有三位“高手”應(yīng)該能夠榜上有名。
??1.?VY1…C
安規(guī)電容?這個(gè)外形緊湊的引線封裝圓盤(pán)式陶瓷電容具有 X1, 760 VAC/ Y1,500 VAC?的額定電壓,耐受的峰值脈沖電壓高達(dá) 10 kV,最值得一提的是其在 THB 測(cè)試中通過(guò)了可靠性級(jí)別最高的 Class IIIB 的測(cè)試(85 °C / 85 % RH / 1000 h)!因此,當(dāng)你希望選擇一款在惡劣環(huán)境中具有高可靠性表現(xiàn)的小型化安規(guī)電容時(shí),VY1…C 安規(guī)電容無(wú)疑是優(yōu)選。
圖3:VY1…C 系列安規(guī)電容
2. AY1系列
如果你需要為汽車(chē)應(yīng)用找一款具備同樣耐高溫、高濕,以及同樣出色的抗高壓脈沖能力的安規(guī)電容,Vishay 的 AY1 系列陶瓷電容是明智之選。該電容同樣經(jīng)過(guò)了 85 °C / 85 % RH / 1000 h 的 THB Class IIIB 測(cè)試的考驗(yàn),而且通過(guò)了 AEC-Q200 車(chē)規(guī)認(rèn)證,因此汽車(chē)應(yīng)用中的高可靠性 EMI/RFI 抑制應(yīng)用,別猶豫,就選這顆料!?
圖4:AY1 系列安規(guī)電容?
3. SMDY1系列
如果面對(duì)的設(shè)計(jì)對(duì)于小型化(特別是系統(tǒng)的高度)更為敏感,需要 SMD 封裝的安規(guī)電容,那么 Vishay 的 SMDY1 系列陶瓷電容非常值得推薦——其最大本體厚度為 4 mm,遠(yuǎn)低于插件型電容器。同時(shí),SMDY1 系列允許采用回流焊工藝,能為工程師提供低輪廓和緊湊間距的PCB應(yīng)用,與許多傳統(tǒng)的含鉛產(chǎn)品具有類似的功能。
圖5:SMDY1 安規(guī)電容 該系列產(chǎn)品容值最高可達(dá) 4700 pF,AC 額定電壓同樣達(dá)到了 X1,760 VAC/ Y1,500 VAC,DC 額定電壓為 1500 VDC,在行業(yè)內(nèi)有出色的表現(xiàn)。
在可靠性方面,SMDY1 系列通過(guò)了 THB Class IIB 測(cè)試(85 °C / 85 % RH / 500 h),這樣的性能表現(xiàn)在同類的 SMD 安規(guī)電容中,也是先進(jìn)的代表。
安規(guī)電容的用途
我們知道市電是由零線N,火線L,地線G構(gòu)成。 X電容:跨接在零線和火線之間的電容,如上圖的C1,主要用于差模濾波。 Y電容:零線與地之間的電容,火線與地之間的電容,如上圖的C2和C3,主要用于共模濾波。 安規(guī)電容是如何確保安全呢?確保安全主要就是要確保安規(guī)電容在失效后不能是短路的狀態(tài)。 那么為什么不能短路呢? X電容短路:X電容是接到零線和火線,如果短路,相當(dāng)于是零線和火線短路,所以可能會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)。(可能有人會(huì)說(shuō)一般前面都會(huì)接保險(xiǎn)絲,即使短路了,有保險(xiǎn)絲在也不會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn):關(guān)于這個(gè),我個(gè)人覺(jué)得是使用保險(xiǎn)絲是現(xiàn)在實(shí)際使用的做法,但是制定組織的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該不會(huì)理會(huì)前面是不是會(huì)使用保險(xiǎn)絲)。 Y電容短路:Y電容短路了,就相當(dāng)于是零線或者火線接地了。而有些設(shè)備外殼也會(huì)接地的,短路后,人觸摸外殼,就相當(dāng)于是人觸摸了零線或者是火線,是會(huì)產(chǎn)生觸電危險(xiǎn)的。 X電容,Y電容的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范學(xué)習(xí)一個(gè)東西,最好是看看標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,安規(guī)電容的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范出自國(guó)際電工委員會(huì)(IEC),標(biāo)準(zhǔn)文件為:IEC 60384-14 X電容,Y電容分類X電容分為2中,X1和X2(注 : 在最新版標(biāo)準(zhǔn)IE C 60384—14取消了X 3類電容器)。IEC 60384-14的第16頁(yè)有詳細(xì)的定義(Page6).
Y電容分為Y1,Y2,Y4(最新標(biāo)準(zhǔn)中取消了Y3)
標(biāo)準(zhǔn)文件總是難懂的,為了便于理解,我們看下某廠的安規(guī)電容規(guī)格書(shū),對(duì)應(yīng)的參數(shù)如下:
可以看出,X1,X2和Y1,Y2,Y4的分類主要是安全等級(jí),也就是耐壓值和絕緣性能的不同。安規(guī)電容的容值X電容是uF級(jí),Y電容是nF級(jí)。 目前,用電設(shè)備中有一項(xiàng)泄漏電流的要求,工作在熱帶的機(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,否則有隱患,這就要求Y電容不能太大。目前,Y電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^(guò)4700PF。安規(guī)電容廠家耐壓參數(shù)
一般廠家的安規(guī)電容會(huì)標(biāo)耐壓AC250V或AC275V等等。 AC250V這個(gè)可以理解為該安規(guī)電容可以用在市電為250V以下的情況下。我們知道市電220V一般指的是有效值為220V,這里的AC250V也是指的有效值。 現(xiàn)實(shí)中實(shí)際使用的220V市電其實(shí)是有波動(dòng)的,因此在耐壓選用方面,是要選用一定余量的。 也許有人會(huì)問(wèn),為什么會(huì)有這么多檔次的耐壓,市電不都是220V嗎? 實(shí)際上世界各個(gè)國(guó)家的市電都不盡相同,如下圖:
安規(guī)電容認(rèn)證需要注意的是,安規(guī)電容本身是需要做認(rèn)證,拿證書(shū)才能賣(mài)的。出口到不同國(guó)家,需要拿對(duì)應(yīng)國(guó)家的證書(shū)。 當(dāng)然,這個(gè)認(rèn)證都是由電容廠家去做的,我們只需要選擇對(duì)應(yīng)電容。 如下圖,是某廠安規(guī)電容規(guī)格書(shū),其安規(guī)電容已取得的認(rèn)證如下:
可以看到這個(gè)廠商的安規(guī)電容已經(jīng)取得了歐洲,美國(guó),中國(guó),加拿大,韓國(guó),日本等的認(rèn)證,并且其已經(jīng)列出了過(guò)認(rèn)證時(shí)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn),還有其證書(shū)編號(hào)。 VDE-ENEC ------歐洲認(rèn)證 UL------美國(guó)認(rèn)證 CQC----中國(guó)認(rèn)證 CSA----加拿大 KC-----韓國(guó) JET-----日本