安规电容器

安规电容失效后,不会导电,也不危及人身安全,它包含X电容和Y电容。X电容是跨接在电力线两线(L--N)之间的电容,一般选用金属薄膜电容;Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间(L--E,N--E)的电容,一般是成对出现。基于漏电流的限制,Y电容值不能太大,一般X电容是微法级,Y电容是纳法级。X电容抑制差模干扰,Y电容抑制共模干扰。

一、标称安规电容量和允许偏差

标称安规电容量是标志在安规电容器上的安规电容量。

安规电容器的基本单位是法拉,简称法(F),但是,这个单位太大,在实地标注中很少采用。

其它单位关系如下:

1F=1000mF

1mF=1000μF

1μF=1000nF

1nF=1000pF

安规电容器实际安规电容量与标称安规电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。

精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)一般安规电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,根据用途选取。

二、额定电压

在低环境温度和额定环境温度下可连续加在安规电容器的高直流电压有效值,一般直接标注在安规电容器外壳上,如果工作电压超过安规电容器的耐压,安规电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。

三、绝缘电阻

直流电压加在安规电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻。像陶瓷安规电容器、薄膜安规电容器的话,绝缘电阻是越大越好的,而铝电解安规电容之类的绝缘电阻是越小越好。安规电容的时间常数:为恰当的评价大容量安规电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于安规电容的绝缘电阻与容量的乘积。

四、损耗

安规电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的叫做损耗。各类安规电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,安规电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和安规电容所有金属部分的电阻所引起的。

在直流电场的作用下,安规电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,安规电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。

五、频率特性

随着频率的上升,一般安规电容器的安规电容量呈现下降的规律。。

六、温度系数

安规电容在一定温度范围内,温度每变化1℃。安规电容量的相对变化值温度系数越小越好。

容值:

0.12μF、0.15μF、0.18μF、0.1μF、0.22μF、0.27μF、0.33μF、0.47μF、0.56μF、0.68μF、0.82μF、1.5nF、1.8μF、100nF、10nF、12nF、150nF、15nF、18nF、1nF、1uF、1μF、2.0μF、2.2nF、2.2uF、2.2μF、

2.7nF、220nF、220pF、22nF、270nF、27nF、2μF、3.3nF、3.3μF、330nF、33nF、4.7nF、4.7μF、470nF、470pF、47nF、5.6nF、56nF、6.8nF、680pF、68nF、8.2nF、82nF

精度:

±10%、±20%、±5%

额定电压:

2000V(2KV)、250V、275V、300V、305V、310V、320V、330V、350V、440V、500V

引线间距:

0.197"(5.00mm)

0.295"(7.50mm)

0.394"(10.00mm)

0.591"(15.00mm)

0.886"(22.50mm)

1.083"(27.50mm)

工作温度:

-25°C~125°C

-40°C~100°C

-40°C~110°C

-40°C~125°C

特性:

高电压

高电压,低耗散因子

封装/外壳:

P=10.0mm

P=15mm

P=22.5mm

P=27.5mm

P=5.0mm

P=7.5mm

对于逆变器中X、Y电容的选择,我们需要考虑所要求的绝缘要求,如基本绝缘、附加绝缘、双重绝缘、加强绝缘等。在不同的绝缘要求中,电容的选择也是存在区别的。

根据电路的工作电压,过电压等级选择合适的安规电容。

1.制造厂商的商标(LOGO)

2.制造厂商型体(MKP)及电容认证类别(X2级)

3.电容标称容量(对于RC组件,需有标称电阻阻值)

安规电容容量优先选用E6数系:1.5、2.2、3.3、4.7、6.8的及其10进倍数

也可以选E12数系:1、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2

4.容量允许偏差

K级(±10%);J级(±5%);M级(±20%)

(IEC60384-14标准默认公差为±20%,一般选用K级)

5.额定电压及电源性质(交流电压可用符号~表示)

一般使用额定电压值:250VAC、275(280)VAC、305(310)VAC、440VAC、760VAC

电容器的额定电压应等于或大于所连接电源电压,电容器的设计应考虑系统电压高于其标称电压10%

6.气候差别

下限温度-40;上限温度+105,稳态湿热试验持续时间21天

依IEC60384-14标准稳态湿热试验持续时间分为21天和56天,默许为21天,一般气候类别后紧跟一个字母表示阻燃等级。阻燃等级采用针焰烯烧试验进行,分为A\B\C三个等级,IEC60384-14标准默许C级。

依IEC60384-14标准稳态湿热试验持续时间分为21天和56天,默许为21天,一般气候类别后紧跟一个字母表示阻燃等级。阻燃等级采用针焰烯烧试验进行,分为A\B\C三个等级,IEC60384-14标准默许C级。

1:安规电容作滤波用

滤波是安规电容的作用中很重要的一部分。几乎所有的电源电路中都会用到。从理论上说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。

安规电容作为滤波电容用,可比作“水塘”。由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的加入或蒸发而引起水量的变化。它把电压的变动转化为电流的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。滤波就是充电,放电的过程。

2:安规电容作旁路用

旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。

安规电容作为安全电容括安规X电容及安规Y电容,具体有安规电容作滤波用;安规电容作旁路用等,起着时刻保护使用者的安全作用,安规电容一般是用于高压保护。

安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压 过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ,X2 ≤2.5kV Ⅱ,X3 ≤1.2kV ——安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围,Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V,Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V,Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V,Y4 基本绝缘或附加绝缘 <150V,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。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。

1. X、Y电容必须满足使用的电压要求,对于超过标称电压的,可以选择串联使用来均压,但是必须使用完全一致的电容串联。

2.X、Y电容必须满足温度要求。对于Y电容,UL认证时的温度最高只能为85度,这是由于UL标准最高只进行85度的测试;但是欧洲认证的温度往往较高,目前UL同意采用欧洲认证的Y电容温度作为最高的使用温度。

3.考虑电路输入端的可能的脉冲电压的大小,不同的电容承受脉冲电压的大小不同,电容的耐压不能小于电路中的脉冲电压的峰值。例如:UPS的输入端,考虑过电压等级III,一般来说脉冲电压峰值为4000V,所以输入端只能选择X1、Y1、Y2电容。

4. Y1、 Y2电容作为安全电容的X、 Y 电容,要求必须取得安全检测机构的认证。电容外观一般都标有安全认证标志(如UL、CSA 等标识)和耐压AC250V 或AC275V 字样字样。必须强调,X、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。