เมื่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC หลัก อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าในโหมดร่วม ซึ่งอาจรบกวนการทำงานของอุปกรณ์อื่นๆ ในเครือข่ายเดียวกัน หากไม่ได้กรองสัญญาณรบกวนนี้ออก อาจทำให้เกิดการหยุดชะงักของอุปกรณ์ใกล้เคียงและส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบโดยรวม เพื่อบรรเทาความเสี่ยงนี้ ผู้ผลิตจึงรวมตัวเก็บประจุไว้ในตัวกรองสายไฟเพื่อแยกสัญญาณรบกวนและป้องกันไม่ให้เดินทางกลับไปยังสายไฟหลัก
เหตุใดความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุจึงมีความสำคัญต่อความปลอดภัย
ความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุที่ใช้ในตัวกรองเหล่านี้ไม่ใช่แค่เรื่องของประสิทธิภาพของระบบเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต่อความปลอดภัยของผู้ใช้ด้วย มีตัวเก็บประจุสองประเภทที่ใช้กันทั่วไปในการกรองสายไฟ: ตัวเก็บประจุ X และตัวเก็บประจุ Y ในขณะที่ตัวเก็บประจุ X ใช้เพื่อกรองสัญญาณรบกวนในโหมดต่างๆ (เช่น สัญญาณรบกวนระหว่างสายไฟและสายกลาง) ตัวเก็บประจุ Y ได้รับการออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไป (เช่น สัญญาณรบกวนที่อาจส่งผลต่อแชสซีหรือกราวด์)
ตัวเก็บประจุ Y เชื่อมต่อระหว่างสายไฟ (สายไฟ) และแชสซีของอุปกรณ์ การตั้งค่านี้มีความสำคัญเนื่องจากหากตัวเก็บประจุ Y ล้มเหลว อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อความปลอดภัยของผู้ใช้ได้อย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่ของไฟฟ้าช็อต ซึ่งแตกต่างจากตัวเก็บประจุ X ซึ่งความล้มเหลวอาจก่อให้เกิดอันตรายจากไฟไหม้ การลัดวงจรในตัวเก็บประจุ Y อาจทำให้เกิดการสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้าหลักโดยตรง
วิธีที่ตัวเก็บประจุ Y รับประกันความปลอดภัย
ตัวเก็บประจุ Y ถูกสร้างขึ้นตามมาตรฐานความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นเพื่อลดความเสี่ยงจากความล้มเหลว ตัวเก็บประจุเหล่านี้ได้รับการออกแบบให้มีค่าความจุจำกัดเพื่อลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านเมื่อสัมผัสกับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ และเพื่อเก็บพลังงานเพียงเล็กน้อยเมื่ออยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรง การออกแบบของพวกเขามีจุดมุ่งหมายเพื่อป้องกันสภาวะอันตราย แม้ในกรณีที่เกิดความล้มเหลว
เพื่อรับประกันความปลอดภัยและประสิทธิภาพ ตัวเก็บประจุ Y ต้องผ่านการทดสอบอย่างเข้มงวดตามมาตรฐานความปลอดภัยระหว่างประเทศและระดับภูมิภาค การทดสอบเหล่านี้จะตรวจสอบความน่าเชื่อถือทางไฟฟ้าและทางกลของตัวเก็บประจุ เพื่อให้มั่นใจว่าทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือภายใต้สภาวะปกติและสภาวะสุดขั้ว
มาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับตัวเก็บประจุ Y
ในยุโรป มาตรฐานที่เกี่ยวข้องสำหรับตัวเก็บประจุ Y คือ EN 60384-14 มาตรฐานนี้ได้พัฒนามาจาก EN 132400 ก่อนหน้านี้และสอดคล้องกับมาตรฐานสากล IEC 60384-14 มาตรฐานนี้กำหนดการทดสอบและเกณฑ์ประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับตัวเก็บประจุที่ใช้ในแอปพลิเคชันการกรองสายไฟ ผู้ผลิตต้องปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยเพิ่มเติมของมาตรฐานเพื่อให้แน่ใจว่าตัวเก็บประจุ Y ของพวกเขาเหมาะสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันที่ความปลอดภัยของผู้ใช้มีความสำคัญ
นอกเหนือจากยุโรปแล้ว ภูมิภาคอื่นๆ ยังมีมาตรฐานความปลอดภัยและการทดสอบของตนเอง:
สหรัฐอเมริกา: UL 1414 (สำหรับการใช้งานข้ามสาย) และ UL 1283 (สำหรับตัวกรอง EMI)
แคนาดา: CAN/CSA C22.2 N°1 และ CAN/CSA 384-14
จีน: GB/T 14472
มาตรฐานระดับภูมิภาคเหล่านี้ทำให้มั่นใจได้ว่าตัวเก็บประจุ Y ที่ใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลกมีมาตรฐานความปลอดภัยที่คล้ายคลึงกัน
การจำแนกย่อยของตัวเก็บประจุ X และ Y
ตัวเก็บประจุถูกจัดประเภทเพิ่มเติมออกเป็นคลาสต่างๆ ตามข้อกำหนดและการใช้งานที่ตั้งใจไว้ ตัวอย่างเช่น ตัวเก็บประจุ X สามารถแบ่งย่อยออกเป็นประเภท X1, X2 และ X3 โดยแต่ละประเภทมีความสามารถในการจัดการแรงดันไฟฟ้าและไฟกระชากที่แตกต่างกัน ในทำนองเดียวกัน ตัวเก็บประจุ Y จะแบ่งออกเป็นหมวดหมู่ Y1, Y2, Y3 และ Y4
ตัวเก็บประจุ Y1 ได้รับการจัดอันดับสูงสุด 500VAC โดยมีแรงดันทดสอบสูงสุด 8kV
ตัวเก็บประจุ Y2 ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 150-300VAC โดยมีแรงดันทดสอบสูงสุด 5kV
ตัวเก็บประจุ Y3 ได้รับการจัดอันดับสูงสุด 250VAC แต่ไม่มีแรงดันทดสอบสูงสุดที่ระบุ
ตัวเก็บประจุ Y4 ได้รับการจัดอันดับสำหรับ 150VAC โดยมีแรงดันทดสอบสูงสุด 2.5kV
การเลือกคลาสของตัวเก็บประจุ Y ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของอุปกรณ์และลักษณะของฉนวนที่ต้องการ
มาตรฐานการทดสอบสำหรับตัวเก็บประจุ Y
ตัวเก็บประจุ Y ต้องผ่านการทดสอบหลายชุด รวมถึงการทดสอบแรงดันไฟกระชาก การทดสอบความทนทาน และการทดสอบการติดไฟ เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือที่จำเป็นซึ่งระบุไว้ใน IEC/EN 60384-14 การทดสอบเหล่านี้ช่วยระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นกับประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุภายใต้ความเครียด และทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถทนต่อไฟกระชากทางไฟฟ้า การใช้งานเป็นเวลานาน และสภาวะที่รุนแรงโดยไม่กระทบต่อความปลอดภัย
ประเภทของตัวเก็บประจุที่ใช้ในตัวกรองสาย
ตัวเก็บประจุหลักสองประเภทที่มักใช้ในแอปพลิเคชันการกรองสาย: ตัวเก็บประจุฟิล์มโลหะและตัวเก็บประจุเซรามิก
ตัวเก็บประจุเซรามิกมักมีราคาถูกกว่าแต่มีความเสถียรน้อยกว่าเมื่อเวลาผ่านไปและมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวภายใต้ความผันผวนของอุณหภูมิและความเครียดทางกล ความล้มเหลวของเซรามิกมักจะลัดวงจร ซึ่งอาจเป็นอันตรายได้หากตัวเก็บประจุเป็นประเภท Y
ในทางกลับกัน ตัวเก็บประจุกระดาษ/ฟิล์มโลหะมีความเสถียรและเชื่อถือได้มากกว่าเมื่อเวลาผ่านไป โหมดความล้มเหลวของพวกเขามักจะเป็นวงจรเปิด ทำให้ปลอดภัยกว่าในหลายๆ แอปพลิเคชัน
สำหรับตัวเก็บประจุ Y ประเภทฟิล์มโลหะมักเป็นที่ต้องการเนื่องจากมีความเสถียรมากกว่าและลักษณะความล้มเหลวที่ปลอดภัยกว่า
บทสรุป
บทบาทของตัวเก็บประจุ Y ในการกรองสายไฟไม่สามารถมองข้ามได้ ส่วนประกอบเหล่านี้มีความสำคัญต่อการแยกสัญญาณรบกวนโหมดร่วมและทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำงานได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพโดยไม่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์อื่นๆ ในแหล่งจ่ายไฟหลักเดียวกัน ผู้ผลิตต้องปฏิบัติตามมาตรฐานและขั้นตอนการทดสอบที่เข้มงวดเพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือของตัวเก็บประจุ Y ซึ่งท้ายที่สุดจะปกป้องทั้งอุปกรณ์และผู้ใช้จากอันตรายที่อาจเกิดขึ้น
