Y1 안전 커패시터에 필요한 까다로운 요구 사항 충족

고전압 라인 접지 용용 제품을 위한 안전 커패시터를 선택할 때에는 매우 주의를 기울여야 합니다. Y1 유형 안전 커패시터 및 AC 주전원 연결 회로에 주로 사용되는 기타 고정 커패시터의 안전 성능 테스트 및 인증과 관련하여 복잡하고 엄격한 국제 표준이 적용됩니다.

현재는 IEC 60384-14 표준이 전 세계적으로 널리 채택되거나 각 국가의 규정에 이 표준이 적용되고 있으며, 이 표준에 따라, 라인 접지(X 클래스) 및 라인 투 라인(Y 클래스)의 경우에 사용되는 커패시터에 대한 요구 사항이 정해집니다. 각 카테고리에는 추가 하위 등급이 있으며, Y1은 사용자 안전 및 전자파 간섭(EMI) 억제를 위한 등급입니다.

안전은 Y1 유형 표준에 있어 가장 중요한 사안이며, 커패시터는 치명적인 고장을 방지하도록 안전하게 설계되어야 합니다. 주요 가전제품, 스마트 홈 기기, HVAC 시스템, 의료 장비 및 산업 제어 시스템과 같은 가전제품에 널리 사용됩니다.

Y1 유형 커패시터는 최대 8kV의 임펄스 전압을 견딜 수 있어야 하며, 스위치 전원 공급 장치 및 접지 절연이 필요한 기타 응용 제품에 가장 많이 사용됩니다.

따라서 설계자는 전압 정격, 정전 용량 값, 환경 요인 및 응용 제품별 요구 사항에 따라 사전 인증된 안전 커패시터를 적절히 선택하는 것이 중요합니다. 또한 인쇄 회로 기판(PCB)에 Y1 커패시터를 배치하면 성능과 EMI 억제 기능에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 효과를 극대화하기 위해 최적의 커패시터 배치를 보장하는 모범 사례를 따르는 것이 좋습니다.

엄격한 테스트 요구 사항

사전 인증된 Y1 유형 커패시터를 사용하면, 필요한 엄격한 테스트 절차를 거쳤으며 서지를 견딜 수 있고 안정적으로 작동하며 안전하게 고장을 일으키도록 할 수 있습니다. 또한 진동과 극한의 온도 등 열악한 환경 조건에서도 견딜 수 있도록 설계되었습니다.

Y1 유형 커패시터는 유전체 강도, 정전 용량 및 에너지 손실, 전류 누설, 온도 안정성, 습도 저항 및 열충격 테스트를 거칩니다. 또한 장기적인 전압 스트레스, 고전압 과도 상태, 인화성, 진동 및 충격에 노출될 수 있습니다.

테스트 과정은 미국 보험업협회 및 기타 지역의 유사 기관과 같은 독립 기관에서 모니터링하고 인증합니다. 제조업체는 인증 기관의 감사 시 테스트 결과, 재료 사양 및 생산 기록에 대한 완전한 문서를 제공해야 합니다. 인증을 받으면 미국 소비자 제품 안전 위원회와 같은 시장 감시 기관의 모니터링을 받을 수 있습니다.

표준 및 인증 규정을 준수하지 않을 경우, 인증 라벨링이 취소되고, 금전적 처벌, 제품 리콜, 심지어 시장 판매 금지 조치가 취해질 수도 있습니다.

Y1 유전체 옵션

Y1 안전 커패시터는 유전체 절연 및 에너지 저장을 위해 세라믹 또는 폴리머 필름 소재를 사용합니다. 어떠한 소재가 사용되는가에 따라 정전 용량 및 열 안정성 등의 성능이 달라집니다.

세라믹 기반 커패시터는 일반적으로 피코패럿(pF)에서 낮은 나노패럿(nF) 범위의 낮은 정전 용량을 제공하고, 낮은 정전 용량이 허용되는 고주파 EMI를 억제하며, 일반적으로 크기가 더 작습니다. 따라서 스위치 모드 전원 공급 장치, 자동차 회로, LED 드라이버 및 점점 더 다양한 소비자 기기와 같은 응용 제품에 적합합니다.

필름 기반 커패시터는 nF에서 마이크로패럿(µF) 이상의 넓은 정전 용량 범위를 지원하며, 더 높은 에너지 저장 또는 저주파수에서의 필터링이 필요한 경우에 널리 사용됩니다. 크기와 부피가 커 산업 및 고전력 응용 제품과 같이 크기가 큰 문제가 되지 않는 경우에 일반적으로 사용됩니다.

Murata Electronics 세라믹 DK1 계열

제품 공급업체들의 제품 소형화 추세가 강해짐에 따라 커패시터도 더 작은 설치 공간에서 고성능을 유지할 수 있도록 진화해야 합니다. Murata Electronics는 저높이, 소형 AC/DC 스위치 모드 전원 공급 장치 응용 제품을 위해 설계된 Y1 세라믹 표면 실장 안전 커패시터 제품군을 출시했습니다.

11.4mm x 6mm의 크기에 높이가 2.5mm에 불과한 Murata의 DK1 계열 세라믹 Y1 커패시터는 저높이 전원 공급 장치 응용 제품에 적합한 설계를 가능케 합니다(그림 1). 크기가 작으면서도 10pF ~ 1500pF의 정전 용량 값과 250V_AC(RMS) ~ 500V_AC(RMS)의 Y1 정격 전압을 제공합니다.

그림 1: Murata DK1 계열 Y1 커패시터는 높이가 낮고, 콤팩트한 표면 실장 옵션(L = 11.4mm, W = 6mm, T = 2.5mm)을 제공합니다. (이미지 출처: Murata Electronics)

DK1 계열 장치는 높은 스트레스 조건 하에 장기간의 신뢰성 테스트를 거쳤습니다. 열, 습기, 전기적 스트레스에 대한 저항력이 뛰어나며 작동 온도 범위는 -40°C ~ +125°C입니다. 6000메가옴(MΩ) 이상의 높은 절연 저항으로 전원 공급 장치, 산업용 제어 및 의료 기기에 안정성과 안전성을 보장합니다.

DK1 계열 Y 커패시터는 클래스 X 커패시터로도 사용할 수 있어 추가적인 안전 마진을 제공하여 X1의 최대 4kV 및 X2 커패시터의 최대 2.5kV보다 높은 서지 계수를 제공할 수 있습니다. Y1 및 X1/X2용으로 인증된 커패시터를 사용하면 글로벌 시장에서 설계 및 재고 관리 문제를 완화할 수 있습니다. 그러나 설계자는 비용, 정전 용량 요구 사항 및 인증을 평가하여 이중 인증 안전 커패시터가 진행 중인 설계에 적합한지 확인해야 합니다.

Murata의 DK1 계열은 소비자 가전, 산업 장비 및 기타 강력한 안전 기능이 필요한 공간 제약적인 설계에 다양하게 활용할 수 있는 광범위한 옵션을 제공합니다. 커패시터별 특징은 다음과 같습니다.

• DK1B3EA101K86HAH01(그림 2)은 300V_AC 정격에 100pF의 낮은 정전 용량을 제공하므로 신호 처리 회로, 고속 데이터 및 통신 장비에서 회로 성능에 영향을 주지 않고 고주파 EMI를 필터링하는 데 적합한 옵션이 될 수 있습니다.
• DK1E3EA102M86HAH01은 1000pF의 정전 용량과 400V_AC의 정격 전압을 제공합니다. 고전압 또는 산업 등급 환경에서 중간 또는 높은 수준의 EMI 억제, 광대역 필터링 및 복원력을 필요로 하는 경우에 가장 적합합니다.
• DK1B3EA471K86RAH01은 470pF의 정전 용량으로 높은 노이즈 억제와 안전성을 균형 있게 제공합니다. 산업 장비용 AC/DC 전원 공급 장치 및 모터가 장착된 가전 제품과 같이 노이즈 필터링과 전압 안정성이 모두 필요한 경우 적합하며, 300V_AC 등급입니다.

그림 2: 낮은 정전 용량으로 성능에 영향을 주지 않으면서 EMI 필터링을 제공하는 Murata의 DK1B3EA101K86HAH01. (이미지 출처: Murata Electronics)

결론

Y1 안전 커패시터는 고전압 응용 제품에 매우 중요한 역할을 하며 엄격한 테스트를 거쳐 임펄스 전압을 견디고 안정적으로 작동하며 열악한 조건의 다양한 환경에서 안전한 고장이 이루어지도록 합니다. Murata Electronics의 DK1 계열 세라믹 Y1 커패시터는 다양한 정전 용량 값과 정격 전압 범위에서 콤팩트하고 높이가 낮은 솔루션을 제공합니다.