满足 Y1 安全电容器的严格要求

作者： Pete Bartolik

在为高压线对地应用选择安全电容器时，不应有任何疏忽。在 Y1 类安全电容器以及其他主要用于交流电源连接电路的固定电容器的安全性能测试和认证方面，国际标准的规定非常复杂且严格。

IEC 60384-14 标准被世界各国广泛采用或改编为国家法规。该标准规定了用于线对线（X 类）和线对地（Y 类）应用的电容器要求。每一类都有额外的子类，其中 Y1 专门针对用户安全和电磁干扰 (EMI) 抑制。

安全是 Y1 型标准的首要关注点，电容器必须设计为安规电容器，以防止灾难性故障。这种电容器广泛应用于消费电子产品，如主要家电、智能家居设备、暖通空调系统、医疗设备和工业控制系统。

Y1 型电容器必须能够承受高达 8kV 的脉冲电压，最常见于开关电源和其他需要接地隔离的应用中。

这就是为什么设计人员必须根据电压额定值、电容值、环境因素和具体的应用要求，选择正确的预认证安全电容器。此外，印刷电路板 (PCB) 上 Y1 电容器的放置位置会显著影响性能和 EMI 抑制能力。强烈建议遵循最佳实践，以确保最佳电容器放置，从而实现最大效益。

严格的测试要求

使用预认证 Y1 型电容器可确保其已通过所需的严格测试流程，能够抵御浪涌、可靠运行并实现故障安全。这类电容器还可以耐受恶劣的环境条件，包括振动和极端温度。

电容器会经过介电强度、电容和能量损失、漏电流、温度稳定性、耐湿性和热冲击测试。此外，电容器还会受到长期电压应力、高压瞬变、可燃性、振动和冲击的影响。

测试由独立的组织或机构监控和认证，例如美国保险商实验室以及其他地区的类似机构。在认证机构审核时，制造商必须提供完整的测试结果、材料规格和生产记录文件。获得认证后，可能会受到美国消费品安全委员会等市场监督机构的监控。

不遵守标准和认证规则可能导致撤销认证标签、经济处罚、产品召回甚至市场禁令。

Y1 的介电材料选择

Y1 安全电容器利用陶瓷或聚合物薄膜材料进行电介质绝缘和能量存储。材料类型会影响定容器性能，包括电容值和热稳定性。

陶瓷电容器通常具有皮法拉 (pF) 至低纳法拉 (nF) 范围内的较低电容值，在可接受较低电容的情况下抑制高频 EMI，并且通常外形更紧凑。.因此，陶瓷电容器适用于开关电源、汽车电路、LED 驱动器以及越来越多的消费设备等应用。

薄膜电容器拥有更大的电容范围，从 nF 到微法拉 (µF) 或更大，广泛用于较高能量储存或较低频率滤波的应用。但由于体积较大且笨重，这种电容器通常用于尺寸不太重要的场合，例如工业和大功率应用。

Murata Electronics 的 DK1 系列陶瓷电容器

随着产品供应商推出更小的设备，电容器也必须不断发展，以便以更小的尺寸保持高性能。[Murata Electronics]提供一系列 Y1 陶瓷表面贴装安全电容器，专为薄型、紧凑型 AC/DC 开关电源应用而设计。

Murata 的 [DK1 系列]Y1 陶瓷电容器的尺寸为 11.4 mm x 6 mm，高度仅为 2.5 mm，让设计人员有机会实现小型电源应用（图 1）。尽管这些器件结构紧凑，但其电容值范围为 10 pF 至 1500 pF，可用的 Y1 额定电压范围为 250 VAC(RMS) 至 500 V ACRMS) 。

图 1：Murata DK1 系列 Y1 电容器为设计人员提供了扁平紧凑的表面贴装选项（长 = 11.4 mm、宽 = 6 mm、厚 = 2.5 mm）。（图片来源：Murata Electronics）

DK1 系列器件经过高应力条件下的长期可靠性测试，具有优异的耐热、耐湿、耐电应力性能，其工作可用温度范围是 -40°C 至 +125°C。该系列具有高绝缘电阻，超过 6000 兆欧 (MΩ)，可确保电源、工业控制器和医疗设备的稳定性和安全性。

DK1 系列 Y 电容器也可用作 X 类电容器，以提供额外的安全裕度，且具有比 X1 和 X2 电容器更高的浪涌系数。X1 电容器高达 4 kV，而 X2 电容器高达 2.5 kV。通过 Y1 和 X1/X2 认证的电容器可以缓解全球市场的设计和库存管理挑战。虽如此，设计人员也应该评估成本、电容要求和认证，以确保双重认证的安全电容器是满足应用要求的正确选择。

Murata 的 DK1 系列电容器选择多样，可广泛用于消费电子产品、工业设备和其他需要强大安全功能的空间受限型设计。以下电容器体现了这一范围：

• [DK1B3EA101K86HAH01]（图 2）具有 100 pF 的低电容和 300 VAC 额定电压，成为滤除高频 EMI 的良好选择，同时不会影响信号处理电路、高速数据和通信设备等应用中的电路性能。
• [DK1E3EA102M86HAH01]的电容为 1000 pF，额定电压为 400 V AC 。这款电容器最适合要求中高 EMI 抑制、宽频滤波，以及在高电压或工业级环境中具有恢复功能的应用。
• [DK1B3EA471K86RAH01]的电容为 470 pF，实现了更高的噪声抑制和安全性平衡。这款电容器适用于要求噪声滤波和电压稳定的应用，例如工业设备和带电机的消费电器的 AC/DC 电源。该器件的额定电压为 300 V AC 。

图 2：Murata 的 DK1B3EA101K86HAH01 的低电容可提供 EMI 滤波，而不会影响性能。（图片来源：Murata Electronics）

结语

Y1 安全电容器对于高电压应用至关重要，经过严格测试，可确保能够承受脉冲电压，能够可靠运行，以及在恶劣环境条件下在各种应用中实现故障安全。Murata Electronics 的 DK1 系列陶瓷 Y1 电容器为设计人员提供了具有多种电容值和电压额定值选择的紧凑型扁平解决方案。

审核编辑 黄宇