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干货 | 了解安规电容,只需要这几点!

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01 电源安规是什么?


安全规范简称“安规”,对电源产品的装置和电子组件的要求,避免导致电击、能量(爆炸/拉弧/打火)、辐射、火灾、机械与热/高温危险、化学危险等灾害事故。要求产品在设计及使用时满足法律、法规及标准产品安全符合性要求。

图1 安规电源是什么

安规分为很多部分,如产品相对于人的安全要求,产品相对于环境的安全要求,有的可能包含两大部分的安全要求。


安规包含了美系和IEC系两大产品认证方向。美系以UL和CSA为代表,IEC系以CB为总方向,最有名的又数欧盟的CE认证最具影响力,实际标准内容仍然是德国的GS最为严格。


UL与 VDE的安全标准有差异 ,UL规格比较集中在防止失火的危险,而 VDE规格则比较关注操作人员的安全,对于电源供给器而言,VDE乃是最严厉的电气安全标准。


02 电源安规标准

图2 安规电源标准

03  电源安规基本器件—安规电容

安规电容是对抑制电源电磁干扰所用固定电容器的统称,这类电容符合国家规范、且通过安全规范测试认证,同时器件本体印刷多个安全认证标识。


安规电容主要应用在当电容器时效后,不会导致电击、不危及人身安全。此外采用阻燃材质,避免导致火灾事故发生。

图3  X电容和人Y电容

根据IEC 60384-14标准要求,安规电容常用有X电容、Y电容



注:L为Line(即火线)、N为Neutral(即零线)、G为Ground(即接地线)


04  安规电容的作用


安规电容用于电路中的抗干扰印制滤波,在电源滤波器中,分别对共模干扰、差模干扰起滤波作用。如在电源线路中使用电容器消除噪音,需考虑异常的脉冲电压(雷电冲击)的产生,该隐患会导致电容器冒烟或起火。

图4 共模干扰

图5 差模干扰

常规设计中,关于安全考虑和EMC考虑,在电源入口加上安规电容。


05 X电容介绍

X电容介绍

X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但从上图中可以看到,其真正的直流耐压高达至少2500V(X2)以上。所以使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。


通常,X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。


普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。


根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大。但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,防止拔掉电源线时由于该电容的放电过程太慢而致电源线插头长时间带电。


安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。

06  Y电容介绍

电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志(如UL、CSA等标识)和耐压AC250V或AC275V字样。Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。

图6 Y电容介绍

Y电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。


GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF,一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF(472)。


Y电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。


07 Y电容和X电容的区别


08 如何识别安规电容?

图 7 如何识别安规电容

图8 安规电容识别方法


附录:常见的安规标志

图9 常见的安规标志

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