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什么是電源模塊的安規(guī)電容?安規(guī)電容有哪些標(biāo)準(zhǔn)?

01 電源安規(guī)是什么?

安全規(guī)范簡(jiǎn)稱“安規(guī)”,對(duì)電源模塊產(chǎn)品的裝置和電子組件的要求,避免導(dǎo)致電擊、能量(爆炸/拉弧/打火)、輻射、火災(zāi)、機(jī)械與熱/高溫危險(xiǎn)、化學(xué)危險(xiǎn)等災(zāi)害事故。要求產(chǎn)品在設(shè)計(jì)及使用時(shí)滿足法律、法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品安全符合性要求。

圖1 安規(guī)電源是什么

安規(guī)分為很多部分,如產(chǎn)品相對(duì)于人的安全要求,產(chǎn)品相對(duì)于環(huán)境的安全要求,有的可能包含兩大部分的安全要求。

安規(guī)包含了美系和IEC系兩大產(chǎn)品認(rèn)證方向。美系以UL和CSA為代表,IEC系以CB為總方向,最有名的又?jǐn)?shù)歐盟的CE認(rèn)證最具影響力,實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容仍然是德國(guó)的GS最為嚴(yán)格。

UL與 VDE的安全標(biāo)準(zhǔn)有差異 ,UL規(guī)格比較集中在防止失火的危險(xiǎn),而 VDE規(guī)格則比較關(guān)注操作人員的安全,對(duì)于電源供給器而言,VDE乃是最嚴(yán)厲的電氣安全標(biāo)準(zhǔn)。

02 電源安規(guī)標(biāo)準(zhǔn)

圖2 安規(guī)電源標(biāo)準(zhǔn)

03 ?電源安規(guī)基本器件—安規(guī)電容

安規(guī)電容是對(duì)抑制電源電磁干擾所用固定電容器的統(tǒng)稱,這類電容符合國(guó)家規(guī)范、且通過安全規(guī)范測(cè)試認(rèn)證,同時(shí)器件本體印刷多個(gè)安全認(rèn)證標(biāo)識(shí)。

安規(guī)電容主要應(yīng)用在當(dāng)電容器時(shí)效后,不會(huì)導(dǎo)致電擊、不危及人身安全。此外采用阻燃材質(zhì),避免導(dǎo)致火災(zāi)事故發(fā)生。

圖3  X電容和人Y電容

根據(jù)IEC 60384-14標(biāo)準(zhǔn)要求,安規(guī)電容常用有X電容、Y電容

注:L為L(zhǎng)ine(即火線)、N為Neutral(即零線)、G為Ground(即接地線)

04 ?安規(guī)電容的作用

安規(guī)電容用于電路中的抗干擾印制濾波,在電源濾波器中,分別對(duì)共模干擾、差模干擾起濾波作用。如在電源線路中使用電容器消除噪音,需考慮異常的脈沖電壓(雷電沖擊)的產(chǎn)生,該隱患會(huì)導(dǎo)致電容器冒煙或起火。

圖4 共模干擾

圖5 差模干擾

常規(guī)設(shè)計(jì)中,關(guān)于安全考慮和EMC考慮,在電源入口加上安規(guī)電容。

05 X電容介紹

X電容介紹

X電容一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志和耐壓AC250V或AC275V字樣,但從上圖中可以看到,其真正的直流耐壓高達(dá)至少2500V(X2)以上。所以使用的時(shí)候不要隨意使用標(biāo)稱耐壓AC250V或者DC400V之類的的普通電容來代用。

通常,X電容多選用紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容。這種類型的電容體積較大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應(yīng)較小。

普通電容紋波電流的指標(biāo)都很低,動(dòng)態(tài)內(nèi)阻較高。用普通電容代替X電容,除了電容耐壓無法滿足標(biāo)準(zhǔn)之外,紋波電流指標(biāo)也難以符合要求。

根據(jù)實(shí)際需要,X電容的容值允許比Y電容的容值大。但此時(shí)必須在X電容的兩端并聯(lián)一個(gè)安全電阻,防止拔掉電源線時(shí)由于該電容的放電過程太慢而致電源線插頭長(zhǎng)時(shí)間帶電。

安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,當(dāng)正在工作之中的機(jī)器電源線被拔掉時(shí),在兩秒鐘內(nèi),電源線插頭兩端帶電的電壓(或?qū)Φ仉娢唬┍仨毿∮谠瓉眍~定工作電壓的30%。

06 ?Y電容介紹

電容外觀多為橙色或藍(lán)色,一般都標(biāo)有安全認(rèn)證標(biāo)志(如UL、CSA等標(biāo)識(shí))和耐壓AC250V或AC275V字樣。Y電容不得隨意使用標(biāo)稱耐壓AC250V或者DC400V之類的普通電容來代用。

圖6 Y電容介紹

Y電容的電容量必須受到限制,從而達(dá)到控制在額定頻率及額定電壓作用下,流過它的漏電流的大小和對(duì)系統(tǒng)EMC性能影響的目的。

GJB151規(guī)定Y電容的容量應(yīng)不大于0.1uF,一般情況下,工作在亞熱帶的機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流不能超過0.7mA;工作在溫帶機(jī)器,要求對(duì)地漏電電流不能超過0.35mA。因此,Y電容的總?cè)萘恳话愣疾荒艹^4700PF(472)。

Y電容除符合相應(yīng)的電網(wǎng)電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機(jī)械性能方面有足夠的安全余量,避免在極端惡劣環(huán)境條件下出現(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象,Y電容的耐壓性能對(duì)保護(hù)人身安全具有重要意義。

07 Y電容和X電容的區(qū)別

08 如何識(shí)別安規(guī)電容?

圖 7 如何識(shí)別安規(guī)電容

圖8 安規(guī)電容識(shí)別方法

附錄:常見的安規(guī)標(biāo)志

圖9 常見的安規(guī)標(biāo)志

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