? ? ? ? ?陶瓷電容,顧名思義是以陶瓷為核心組件的電容器,此類產品具有耐熱性能好、絕緣性能優良、結構簡單、價格低廉等優點。根據陶瓷材料配方不同,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,適用于對容量和穩定度要求較高的高頻諧振、濾波和溫度補償等電路。
2類陶瓷電容: 其陶瓷材料介電常數較大,單位體積的電容量更高,但是精度和穩定性比1類陶瓷電容差,適合于對容量、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。
陶瓷電容的一個重要用途是安規電容。所謂安規電容器,就是抑制電源電磁干擾用固定電容器,這個定義中有兩層含義:一是要能夠消除電源線路中的噪聲,對共模、差模干擾起濾波作用;二是要滿足安全規范要求,即使在電容器失效后,也不會導致電擊、燃燒等危害,不危及人身安全。這種特殊的要求,也就催生了安規電容這一特殊的產品類別。
安規電容根據其用途被分為兩類(見圖1):
X類: 這是跨于火線和零線之間,用來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,其內阻較小,瞬間充放電電流較大,容值一般在 μF 級。
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。然而, 此類電容需要有較高的絕緣特性和抗電強度。為了耐受高電壓,往往要求在電氣和機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用領域,尤其是在電磁干擾濾波下。
圖1:安規電容器的典型電路和主要類型
一款合格的安規電容,需要滿足以下一些要求:
首先,安規電容的額定電壓必須適應應用場合的電壓要求。比如 Y 類安規電容不同的安全等級和絕緣類型,就對應著不同的額定電壓,如表1所示。
▲Y類安規電容的額定電壓
其次,安規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很關鍵的性能參數,比如 Y1??安規電容的峰值脈沖電壓需要高達 8kV 以上。
▲安規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,鑒于安規電容的特殊性,其必須有較強的惡劣環境的適應能力,這對于許多應用來說尤為關鍵,如汽車、工業和消費品等。元器件這一可靠性特性的界定,可通過高溫高濕(Temperature Humidity Bias,THB)試驗來進行,IEC 60384-14.4標準為安規電容的 THB?測試定義了所需的條件(如圖2)。
其中測試條件 B 和測試條件 A 是等效的,兩個測試均證明,85 °C / 85 % RH / 1000 h 條件下的 THB Class IIIB 測試,意味著該安規電容就達到并超過了最高的溫、濕度耐受等級要求。
圖2:IEC 60384-14.4標準的安規電容THB測試條件
如果按照上述這樣的標準去篩選,
Vishay 的陶瓷電容中有三位“高手”應該能夠榜上有名。
??1.?VY1…C
安規電容?這個外形緊湊的引線封裝圓盤式陶瓷電容具有 X1, 760 VAC/ Y1,500 VAC?的額定電壓,耐受的峰值脈沖電壓高達 10 kV,最值得一提的是其在 THB 測試中通過了可靠性級別最高的 Class IIIB 的測試(85 °C / 85 % RH / 1000 h)!因此,當你希望選擇一款在惡劣環境中具有高可靠性表現的小型化安規電容時,VY1…C 安規電容無疑是優選。
圖3:VY1…C 系列安規電容
2. AY1系列
如果你需要為汽車應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電容,Vishay 的 AY1 系列陶瓷電容是明智之選。該電容同樣經過了 85 °C / 85 % RH / 1000 h 的 THB Class IIIB 測試的考驗,而且通過了 AEC-Q200 車規認證,因此汽車應用中的高可靠性 EMI/RFI 抑制應用,別猶豫,就選這顆料!?
圖4:AY1 系列安規電容?
3. SMDY1系列
如果面對的設計對于小型化(特別是系統的高度)更為敏感,需要 SMD 封裝的安規電容,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,遠低于插件型電容器。同時,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應用,與許多傳統的含鉛產品具有類似的功能。
圖5:SMDY1 安規電容 該系列產品容值最高可達 4700 pF,AC 額定電壓同樣達到了 X1,760 VAC/ Y1,500 VAC,DC 額定電壓為 1500 VDC,在行業內有出色的表現。
在可靠性方面,SMDY1 系列通過了 THB Class IIB 測試(85 °C / 85 % RH / 500 h),這樣的性能表現在同類的 SMD 安規電容中,也是先進的代表。
安規電容的用途
我們知道市電是由零線N,火線L,地線G構成。 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。 安規電容是如何確保安全呢?確保安全主要就是要確保安規電容在失效后不能是短路的狀態。 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,相當于是零線和火線短路,所以可能會產生危險。(可能有人會說一般前面都會接保險絲,即使短路了,有保險絲在也不會產生危險:關于這個,我個人覺得是使用保險絲是現在實際使用的做法,但是制定組織的標準應該不會理會前面是不是會使用保險絲)。 Y電容短路:Y電容短路了,就相當于是零線或者火線接地了。而有些設備外殼也會接地的,短路后,人觸摸外殼,就相當于是人觸摸了零線或者是火線,是會產生觸電危險的。 X電容,Y電容的標準規范學習一個東西,最好是看看標準規范,安規電容的標準規范出自國際電工委員會(IEC),標準文件為:IEC 60384-14 X電容,Y電容分類X電容分為2中,X1和X2(注 : 在最新版標準IE C 60384—14取消了X 3類電容器)。IEC 60384-14的第16頁有詳細的定義(Page6).
Y電容分為Y1,Y2,Y4(最新標準中取消了Y3)
標準文件總是難懂的,為了便于理解,我們看下某廠的安規電容規格書,對應的參數如下:
可以看出,X1,X2和Y1,Y2,Y4的分類主要是安全等級,也就是耐壓值和絕緣性能的不同。安規電容的容值X電容是uF級,Y電容是nF級。 目前,用電設備中有一項泄漏電流的要求,工作在熱帶的機器,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,否則有隱患,這就要求Y電容不能太大。目前,Y電容的總容量一般都不能超過4700PF。安規電容廠家耐壓參數
一般廠家的安規電容會標耐壓AC250V或AC275V等等。 AC250V這個可以理解為該安規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。 現實中實際使用的220V市電其實是有波動的,因此在耐壓選用方面,是要選用一定余量的。 也許有人會問,為什么會有這么多檔次的耐壓,市電不都是220V嗎? 實際上世界各個國家的市電都不盡相同,如下圖:
安規電容認證需要注意的是,安規電容本身是需要做認證,拿證書才能賣的。出口到不同國家,需要拿對應國家的證書。 當然,這個認證都是由電容廠家去做的,我們只需要選擇對應電容。 如下圖,是某廠安規電容規格書,其安規電容已取得的認證如下:
可以看到這個廠商的安規電容已經取得了歐洲,美國,中國,加拿大,韓國,日本等的認證,并且其已經列出了過認證時對應的檢測標準,還有其證書編號。 VDE-ENEC ------歐洲認證 UL------美國認證 CQC----中國認證 CSA----加拿大 KC-----韓國 JET-----日本