Đặc điểm và ứng dụng của tụ điện an toàn

I. Đặc điểm cốt lõi (Sự khác biệt cơ bản so với tụ điện thông thường)

Đặc điểm về an toàn tụ điện xoay quanh từ “an toàn”:

1. Chế độ lỗi an toàn

Đặc điểm chính: Đây là tính năng quan trọng của tụ điện an toàn. Khi tụ điện bị hỏng do quá điện áp, quá nhiệt hoặc các lý do khác, nó được thiết kế để hoạt động ở chế độ chế độ mạch hở , thay vì chế độ ngắn mạch .

Tại sao điều này lại quan trọng?
Nếu tụ điện nối giữa dây có điện và dây trung tính (tụ X) hoặc giữa dây có điện/trung tính và đất (tụ Y) bị hỏng do đoản mạch, nó có thể bị điện giật, cháy hoặc hư hỏng thiết bị. Tuy nhiên, lỗi mạch hở chỉ dẫn đến mất chức năng lọc và sẽ không gây nguy hiểm về an toàn.

2. Sử dụng chất điện môi màng mỏng kim loại hóa

Màng polypropylen (MKP) hoặc polyester thường được sử dụng. Phương tiện này có đặc tính tự phục hồi : khi màng bị hỏng một phần, nhiệt sinh ra tại điểm đánh thủng sẽ làm bay hơi lớp mạ kim loại xung quanh, từ đó cô lập điểm sự cố, giúp tụ điện khôi phục một phần chức năng và duy trì ở trạng thái hở mạch thay vì bị đoản mạch vĩnh viễn.

3. Tiêu chuẩn cao về khả năng chịu áp lực và chống va đập

• Điện áp định mức cao: Thông thường có sẵn ở 250VAC, 275VAC, 310VAC, 440VAC, v.v.
• Khả năng chống điện áp tăng cao: Nó có thể chịu được các xung điện áp cao tức thời (chẳng hạn như sét đánh và đột biến chuyển mạch) vượt xa điện áp hoạt động. Ví dụ, tụ điện X1 có thể cần chịu được điện áp xung 4kV.
• Khả năng cách nhiệt cao: Đảm bảo dòng điện rò rỉ tối thiểu, điều này đặc biệt quan trọng đối với tụ điện Y.

4. Chứng nhận bảo mật bắt buộc

Tụ điện an toàn phải có chứng nhận an toàn từ quốc gia hoặc khu vực nơi chúng được sử dụng, chẳng hạn như:

• Trung Quốc: CQC (thành phần bảo mật của chứng nhận CCC)
• Bắc Mỹ: UL (Hoa Kỳ), cUL (Canada)
• Châu Âu: VDE (Đức), ENEC (Tiêu chuẩn chung Châu Âu)

Dấu chứng nhận được in trực tiếp trên thân tụ điện, là cơ sở nhận biết trực quan khi mua hàng.

II. Phân loại và ứng dụng

Tụ điện an toàn chủ yếu được phân loại thành tụ điện X và Tụ điện Y dựa trên vị trí kết nối và mức độ bảo vệ của chúng .

III. Hướng dẫn lựa chọn và sử dụng

1. Xác định loại dựa trên vị trí ứng dụng

• sử dụng một tụ điện X nằm giữa L và N; sử dụng tụ điện Y giữa L/PG hoặc N/PG. Không bao giờ trao đổi chúng hoặc thay thế bằng tụ điện thông thường.

2. Lựa chọn mức độ an toàn theo tiêu chuẩn an toàn

• Đối với các thiết bị có yêu cầu nghiêm ngặt về dòng điện rò rỉ đất (như thiết bị y tế và thiết bị cầm tay), Nên chọn Y1 .
• Y2 được khuyên dùng cho các thiết bị gia dụng nói chung và thiết bị CNTT.
• Đối với môi trường có điện áp đầu vào cao và sét đánh mạnh (chẳng hạn như thiết bị ngoài trời), hãy cân nhắc X1 ; để sử dụng trong nhà nói chung, sử dụng X2 .

3. Tập trung vào các thông số chính

• Điện áp định mức: Phải cao hơn điện áp hoạt động AC của mạch.
• Điện dung: Các giá trị phổ biến cho tụ điện X là 0,1μF, 0,22μF, 0,47μF, v.v.; Tụ Y có điện dung nhỏ hơn (thường ≤ vài nF) để điều khiển dòng rò.
• Chứng nhận an toàn: Xác nhận xem các nhãn hiệu chứng nhận cần thiết có hiện diện ở thị trường mục tiêu hay không.

4. Chú ý đến Nguyên tắc sử dụng

• tụ điện X: Bởi vì điện tích được lưu trữ sau khi cắt điện có thể gây ra điện giật, tụ điện X with a capacitance greater than 0.1μF must be connected in parallel with a discharge resistor (thường ở phạm vi megohm) để đảm bảo điện áp giảm xuống giá trị an toàn trong khoảng thời gian xác định (ví dụ: trong vòng 1 giây).
• tụ điện Y : Khi nối dây, dây dẫn phải càng ngắn càng tốt và đặt gần đầu nối đất của bộ lọc để nâng cao hiệu quả lọc tần số cao. Nhiều tụ điện Y phải được nối đất tại cùng một điểm (“mặt đất sạch”).

Tóm tắt

Tụ điện an toàn là người bảo vệ sự an toàn và tuân thủ EMC trong thiết kế nguồn điện. Bản chất của chúng là ưu tiên sự an toàn của người dùng cả trong trường hợp xảy ra lỗi và trong quá trình vận hành (lọc). Việc lựa chọn và sử dụng tụ điện X và Y đúng cách là điều không thể thiếu để bất kỳ thiết bị điện tử nào kết nối với lưới điện đều vượt qua các chứng nhận an toàn (như CCC, UL, CE) và các bài kiểm tra khả năng tương thích điện từ. Chúng phải được coi là thiết bị an toàn chứ không phải các thành phần lọc thông thường trong quá trình thiết kế.