对于许多汽车和工业应用来说,陶瓷电容器是一个很好的选择,但有时,设计师们面对不同种类的设备会感到无所适从。在本文中,我们简要介绍了这个分类模式,并介绍了一些针对汽车应用而优化的最新盘式电容器。
由于浪涌电压和脉冲会产生高能量和恶劣的环境,因此,与电源连接的应用的电容器必须谨慎地选择。连接方式有两种,因此也有两种应用。一种方式是电容器与电源并联,而不使用其他任何阻抗或电路保护;另外一种方式是电容器与其他电路串联在一起。除额定电压外,IEC 60384-14将X和Y电容器按其在运行中所暴露的峰值脉冲电压划分为亚类。
I类电容器
I类电容器适用于非绝缘应用,在这些应用中,电容器的故障不会因接地外壳而导致危险的电击。 但是,如果出现双重错误,这种情况可能会断开安全保险丝,或打开断路器并引发火灾。
I类电容器原理
II类电容器
II类电容器适用于在绝缘层损坏时,电容器故障可能导致危险电击的应用。II类电容器必须用于绝缘电气设备和机器中,以减少破坏绝缘的风险,从而避免对人类和动物造成危险。
二级电容器冲击风险图像。
二级电容器冲击风险图像
IEC 60384-14根据在运行过程中所暴露的峰值脉冲电压及额定电压将X电容器分为3个子类。这些峰值脉冲可以由架空电缆中的闪电、邻近设备或者用于抑制干扰的装置中的开关浪涌引起(见表1)。
表1
Y类电容器进一步划分为四个子类 — Y1、Y2、Y3和Y4 — 如表2所示。
表2
依托多年的经验,Vishay开发了几个系列的RFI系列产品,这些产品满足跨线和线旁路应用的严格安全标准。因此,Vishay有能力提供多种不同类别的电容器,其中包括最常见的X1/Y1和X1/Y2类。Vishay最常见类别的X和Y额定电压见下表3。
表3
Vishay安全额定交流电容器的安全标准
一些国家权威机构指出,安全是这些组件的最高要求。IEC 60384-14(全球标准)和UL 60384-14(美国标准)等国际安全标准应运而生。国家权威机构规定,与电源直接并联的EMI必须证明符合这些标准。通过认证的产品才能获得安全证书。安全标准见表4。
表4
Vishay安全额定交流电容器的直流使用确认
·滤波器规范考虑:
交流额定滤波电容器可以在连续的直流电压下工作,而功能不受限制。允许的最大直流电压与交流电操作相同。在仅向电容器施用直流电压的情况下,线对地电流(泄漏电流)将接近于零,因此将不会对整个系统泄漏电流产生影响。考虑到连续直流电压导致的漏电流可忽略不计,可以选择适用于交流工作合适滤波电容器。
·安全机构考虑:
虽然交流额定滤波器有相应的标签,但直流操作不会违反UL、CSA或VDE安全机构批准的安全电容器认证,前提是这种直流操作不超过电流和电压值。例如,按照安全机构IEC60384-14和UL60384-14的标准,Vishay VY1系列和440L系列的Y1额定值是500 VAC。因此,连续在500 VDC的情况下运行是可以接受的。在寻求系统安全认证时,可能会有个别情况需要制造商列出直流操作模式。 预计只有在极少数情况下,安全机构才会坚持进行额外的过滤器测试。
陶瓷盘式电容器在汽车应用中的进展
在工业电子领域,零件必须在极端条件下运行,目前的趋势向着更高质量和可靠性标准而发展。这需要使用寿命长、可靠性最高的电子元件。为了满足这些需求,Vishay Intertechnology发布了全新的含铅Y2系列陶瓷安全电容器 — 这是公司成熟的VY2系列的进一步发展 — 提供了前所未有的质量和可靠性水平。除符合IEC 60384-14安全标准外,新的Vishay AY2系列电容器还符合汽车AEC-Q200规范的要求,其中包括对无源元件进行的最严格的应力测试。两个标准之间差异的一个很好的例子是温度周期变化。IEC 60384-14要求电容器在-40至+125 °C的整个工作温度范围内完成5个完整周期。相比之下,AEC-Q200最少需要1,000个-55到+125 °C的温度周期。
新的Vishay AY2电容器具有无与伦比的性能水平,可承受3,000个以上温度周期而不会出现单一故障 — 远超AEC-Q200标准的要求。凭借其卓越的稳健性,这些电容器提供了最高的质量和可靠性。 它们采用了最新的陶瓷材料、电容器设计和制造技术。
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