전자 장치가 AC 메인 전원 공급 장치에 연결되면 동일한 네트워크의 다른 장비 작동에 간섭할 수 있는 공통 모드 전기 노이즈를 유발할 수 있습니다. 이 노이즈가 필터링되지 않으면 인근 장치에 방해를 주고 전체 시스템 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 위험을 완화하기 위해 제조업체는 전력선 필터에 커패시터를 통합하여 노이즈를 디커플링하고 메인으로 다시 전달되는 것을 방지합니다.
커패시터 신뢰성이 안전에 중요한 이유
이러한 필터에 사용되는 커패시터의 신뢰성은 시스템 성능의 문제일 뿐만 아니라 사용자 안전에도 필수적입니다. 전력선 필터링에 일반적으로 사용되는 두 가지 유형의 커패시터는 X-커패시터와 Y-커패시터입니다. X-커패시터는 차동 모드 노이즈(즉, 라이브 및 중성선 간의 노이즈)를 필터링하는 데 사용되는 반면, Y-커패시터는 공통 모드 노이즈(즉, 섀시 또는 접지에 영향을 줄 수 있는 노이즈)에 특별히 설계되었습니다.
Y-커패시터는 라이브(라인) 와이어와 장치 섀시 사이에 연결됩니다. 이 설정은 Y-커패시터가 고장날 경우 특히 전기 충격 측면에서 사용자 안전에 상당한 위험을 초래할 수 있기 때문에 중요합니다. X-커패시터의 고장은 화재 위험을 초래할 수 있지만, Y-커패시터의 단락은 메인 전압에 직접 노출될 수 있습니다.
Y-커패시터가 안전을 보장하는 방법
Y-커패시터는 고장 위험을 최소화하기 위해 더 높은 안전 및 신뢰성 기준으로 제작됩니다. 이러한 커패시터는 AC 전압에 노출될 때 흐르는 전류를 줄이고 DC 전압에 노출될 때 저장되는 에너지를 최소화하기 위해 제한된 커패시턴스 값으로 설계되었습니다. 설계는 고장 시에도 위험한 상황을 방지하도록 되어 있습니다.
Y-커패시터의 안전성과 성능을 보장하기 위해 국제 및 지역 안전 표준에 따라 엄격한 테스트를 통과해야 합니다. 이러한 테스트는 커패시터의 전기적 및 기계적 신뢰성을 검증하여 정상 및 극한 조건에서 신뢰할 수 있는 성능을 보장합니다.
Y-커패시터에 대한 관련 표준
유럽에서는 Y-커패시터에 대한 관련 표준은 EN 60384-14입니다. 이 표준은 이전의 EN 132400에서 발전한 것이며 국제 표준 IEC 60384-14와 일치합니다. 이 표준은 전력선 필터링 응용 분야에 사용되는 커패시터에 대한 필수 테스트 및 성능 기준을 정의합니다. 제조업체는 또한 Y-커패시터가 사용자 안전이 중요한 응용 분야에 적합하도록 하기 위해 표준의 추가 안전 요구 사항을 충족해야 합니다.
유럽 외 지역에서는 자체적인 안전 및 테스트 표준을 가지고 있습니다:
미국: UL 1414 (라인 간 응용 분야용) 및 UL 1283 (EMI 필터용)
캐나다: CAN/CSA C22.2 N°1 및 CAN/CSA 384-14
중국: GB/T 14472
이 지역 표준은 전 세계 전자 장비에 사용되는 Y-커패시터가 유사한 안전 기준을 충족하도록 보장합니다.
X- 및 Y-커패시터의 하위 분류
커패시터는 사양과 용도에 따라 다양한 클래스로 분류됩니다. 예를 들어, X-커패시터는 X1, X2, X3 유형으로 세분화될 수 있으며, 각각 다른 전압 및 서지 처리 능력을 가지고 있습니다. 마찬가지로, Y-커패시터는 Y1, Y2, Y3, Y4 카테고리로 나뉩니다.
Y1 커패시터는 최대 500VAC로 정격되며 피크 테스트 전압은 8kV입니다.
Y2 커패시터는 150-300VAC로 정격되며 피크 테스트 전압은 5kV입니다.
Y3 커패시터는 최대 250VAC로 정격되지만, 특정 피크 테스트 전압은 명시되어 있지 않습니다.
Y4 커패시터는 150VAC로 정격되며 피크 테스트 전압은 2.5kV입니다.
Y-커패시터 클래스의 선택은 장비의 전압 등급과 필요한 절연의 특성에 따라 다릅니다.
Y-커패시터의 테스트 표준
Y-커패시터는 IEC/EN 60384-14에 명시된 필수 안전 및 신뢰성 표준을 충족하기 위해 임펄스 전압 테스트, 내구성 테스트 및 가연성 테스트를 포함한 일련의 테스트를 거쳐야 합니다. 이러한 테스트는 커패시터의 성능이 스트레스 하에서 잠재적인 문제를 식별하고 전기 서지, 장기간 사용 및 극한 조건을 견딜 수 있는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
라인 필터에 사용되는 커패시터 유형
라인 필터링 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 두 가지 주요 커패시터 유형은 금속화 필름 커패시터와 세라믹 커패시터입니다.
세라믹 커패시터는 종종 저렴하지만 시간이 지남에 따라 덜 안정적일 수 있으며 온도 변화 및 기계적 스트레스 하에서 고장에 더 취약할 수 있습니다. 세라믹 고장은 단락 회로가 되는 경향이 있어 Y-타입 커패시터의 경우 위험할 수 있습니다.
금속화된 종이/필름 커패시터는 시간이 지나도 더 안정적이고 신뢰할 수 있습니다. 고장 모드는 일반적으로 개방 회로로, 많은 응용 분야에서 더 안전합니다.
Y-커패시터의 경우 금속화 필름 유형이 더 큰 안정성과 더 안전한 고장 특성으로 인해 일반적으로 선호됩니다.
결론
전력선 필터링에서 Y-커패시터의 역할은 과소평가될 수 없습니다. 이러한 구성 요소는 공통 모드 노이즈를 디커플링하고 전자 장치가 동일한 메인 공급 장치에 있는 다른 장비에 영향을 주지 않고 안전하고 효율적으로 작동하도록 보장하는 데 중요합니다. 제조업체는 Y-커패시터의 신뢰성을 보장하기 위해 엄격한 표준 및 테스트 절차를 준수해야 하며, 궁극적으로 장치와 사용자를 잠재적 위험으로부터 보호합니다.
