作者： Pete Bartolik

在為高壓線對地應用選擇安全電容器時，不應有任何疏忽。在 Y1 類安全電容器以及其他主要用于交流電源連接電路的固定電容器的安全性能測試和認證方面，國際標準的規(guī)定非常復雜且嚴格。

IEC 60384-14 標準被世界各國廣泛采用或改編為國家法規(guī)。該標準規(guī)定了用于線對線（X 類）和線對地（Y 類）應用的電容器要求。每一類都有額外的子類，其中 Y1 專門針對用戶安全和電磁干擾 (EMI) 抑制。

安全是 Y1 型標準的首要關注點，電容器必須設計為安規(guī)電容器，以防止災難性故障。這種電容器廣泛應用于消費電子產品，如主要家電、智能家居設備、暖通空調系統(tǒng)、醫(yī)療設備和工業(yè)控制系統(tǒng)。

Y1 型電容器必須能夠承受高達 8kV 的脈沖電壓，最常見于開關電源和其他需要接地隔離的應用中。

這就是為什么設計人員必須根據(jù)電壓額定值、電容值、環(huán)境因素和具體的應用要求，選擇正確的預認證安全電容器。此外，印刷電路板 (PCB) 上 Y1 電容器的放置位置會顯著影響性能和 EMI 抑制能力。強烈建議遵循最佳實踐，以確保最佳電容器放置，從而實現(xiàn)最大效益。

嚴格的測試要求

使用預認證 Y1 型電容器可確保其已通過所需的嚴格測試流程，能夠抵御浪涌、可靠運行并實現(xiàn)故障安全。這類電容器還可以耐受惡劣的環(huán)境條件，包括振動和極端溫度。

電容器會經過介電強度、電容和能量損失、漏電流、溫度穩(wěn)定性、耐濕性和熱沖擊測試。此外，電容器還會受到長期電壓應力、高壓瞬變、可燃性、振動和沖擊的影響。

測試由獨立的組織或機構監(jiān)控和認證，例如美國保險商實驗室以及其他地區(qū)的類似機構。在認證機構審核時，制造商必須提供完整的測試結果、材料規(guī)格和生產記錄文件。獲得認證后，可能會受到美國消費品安全委員會等市場監(jiān)督機構的監(jiān)控。

不遵守標準和認證規(guī)則可能導致撤銷認證標簽、經濟處罰、產品召回甚至市場禁令。

Y1 的介電材料選擇

Y1 安全電容器利用陶瓷或聚合物薄膜材料進行電介質絕緣和能量存儲。材料類型會影響定容器性能，包括電容值和熱穩(wěn)定性。

陶瓷電容器通常具有皮法拉 (pF) 至低納法拉 (nF) 范圍內的較低電容值，在可接受較低電容的情況下抑制高頻 EMI，并且通常外形更緊湊。.因此，陶瓷電容器適用于開關電源、汽車電路、LED 驅動器以及越來越多的消費設備等應用。

薄膜電容器擁有更大的電容范圍，從 nF 到微法拉 (μF) 或更大，廣泛用于較高能量儲存或較低頻率濾波的應用。但由于體積較大且笨重，這種電容器通常用于尺寸不太重要的場合，例如工業(yè)和大功率應用。

Murata Electronics 的 DK1 系列陶瓷電容器

隨著產品供應商推出更小的設備，電容器也必須不斷發(fā)展，以便以更小的尺寸保持高性能。[Murata Electronics]提供一系列 Y1 陶瓷表面貼裝安全電容器，專為薄型、緊湊型 AC/DC 開關電源應用而設計。

Murata 的 [DK1 系列]Y1 陶瓷電容器的尺寸為 11.4 mm x 6 mm，高度僅為 2.5 mm，讓設計人員有機會實現(xiàn)小型電源應用（圖 1）。盡管這些器件結構緊湊，但其電容值范圍為 10 pF 至 1500 pF，可用的 Y1 額定電壓范圍為 250 VAC(RMS) 至 500 V ACRMS) 。

圖 1：Murata DK1 系列 Y1 電容器為設計人員提供了扁平緊湊的表面貼裝選項（長 = 11.4 mm、寬 = 6 mm、厚 = 2.5 mm）。（圖片來源：Murata Electronics）

DK1 系列器件經過高應力條件下的長期可靠性測試，具有優(yōu)異的耐熱、耐濕、耐電應力性能，其工作可用溫度范圍是 -40°C 至 +125°C。該系列具有高絕緣電阻，超過 6000 兆歐 (MΩ)，可確保電源、工業(yè)控制器和醫(yī)療設備的穩(wěn)定性和安全性。

DK1 系列 Y 電容器也可用作 X 類電容器，以提供額外的安全裕度，且具有比 X1 和 X2 電容器更高的浪涌系數(shù)。X1 電容器高達 4 kV，而 X2 電容器高達 2.5 kV。通過 Y1 和 X1/X2 認證的電容器可以緩解全球市場的設計和庫存管理挑戰(zhàn)。雖如此，設計人員也應該評估成本、電容要求和認證，以確保雙重認證的安全電容器是滿足應用要求的正確選擇。

Murata 的 DK1 系列電容器選擇多樣，可廣泛用于消費電子產品、工業(yè)設備和其他需要強大安全功能的空間受限型設計。以下電容器體現(xiàn)了這一范圍：

• [DK1B3EA101K86HAH01]（圖 2）具有 100 pF 的低電容和 300 VAC 額定電壓，成為濾除高頻 EMI 的良好選擇，同時不會影響信號處理電路、高速數(shù)據(jù)和通信設備等應用中的電路性能。
• [DK1E3EA102M86HAH01]的電容為 1000 pF，額定電壓為 400 V AC 。這款電容器最適合要求中高 EMI 抑制、寬頻濾波，以及在高電壓或工業(yè)級環(huán)境中具有恢復功能的應用。
• [DK1B3EA471K86RAH01]的電容為 470 pF，實現(xiàn)了更高的噪聲抑制和安全性平衡。這款電容器適用于要求噪聲濾波和電壓穩(wěn)定的應用，例如工業(yè)設備和帶電機的消費電器的 AC/DC 電源。該器件的額定電壓為 300 V AC 。

圖 2：Murata 的 DK1B3EA101K86HAH01 的低電容可提供 EMI 濾波，而不會影響性能。（圖片來源：Murata Electronics）

結語

Y1 安全電容器對于高電壓應用至關重要，經過嚴格測試，可確保能夠承受脈沖電壓，能夠可靠運行，以及在惡劣環(huán)境條件下在各種應用中實現(xiàn)故障安全。Murata Electronics 的 DK1 系列陶瓷 Y1 電容器為設計人員提供了具有多種電容值和電壓額定值選擇的緊湊型扁平解決方案。

審核編輯 黃宇