為保護(hù)電路和人員，電動(dòng)汽車 / 混動(dòng)汽車 （EV / HEV） 車載充電器對(duì)安規(guī)電容器提出更加嚴(yán)格的要求。

用于抑制電磁干擾的電容器，也稱安規(guī)電容器，是電池組和電源中的永久固定物。隨著開關(guān)電源廣泛用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、電視和手機(jī)充電器等眾多應(yīng)用，安規(guī)電容器已在每個(gè)家庭中使用。由于汽車電氣化及電源電壓日益提高，安規(guī)電容產(chǎn)品正在越來(lái)越多的應(yīng)用于汽車工業(yè)，并對(duì)此提出了新的要求。

在全球市場(chǎng)中，汽車制造商面臨汽車電氣化程度越來(lái)越高的壓力。這不僅意味著需要安裝新的輔助駕駛系統(tǒng)，而且需要在市場(chǎng)上推出電動(dòng)汽車 （EV），無(wú)論混合動(dòng)力汽車 （HEV） 還是全電動(dòng)汽車。

立法機(jī)構(gòu)正在推動(dòng)這一趨勢(shì)， 為減少二氧化碳的排放創(chuàng)造條件。以電化學(xué)能量存儲(chǔ)系統(tǒng)取代傳統(tǒng)汽油或柴油燃料系統(tǒng)是使用電動(dòng)汽車的前提。眾所周知，電動(dòng)汽車的電池不是用油氣充電，而是在電源插座或充電樁上采用直流電壓充電。因此，車輛需要具有相應(yīng)AC/DC轉(zhuǎn)換功能的電子充電裝置，即所謂的車載充電器 （OBC）。

這方面，這類充電器可以比作手機(jī)與其電源的關(guān)系，只是功率更高，并且可在更惡劣的環(huán)境下工作，因?yàn)槠嚳赡茉诤涞奈鞑麃?、炎熱的沙漠、潮濕的熱帶、崎嶇不平的道路上行駛。因此，汽車工業(yè)安規(guī)電容器的某些要求是不同的，這就是為什么 OBC 必須使用特殊的符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的安規(guī)電容器。

一般要求

安規(guī)電容器將高頻干擾信號(hào)—電磁干擾 （EMI） 和射頻干擾 （RFI） —傳輸?shù)降妆P接地或中性導(dǎo)體上，從而使干擾短路。降低 EMI 可確保汽車電子部件的電磁兼容性 （EMC）。此外，安規(guī)電容器必須能夠攔截過(guò)高的脈沖電壓，防止耦合到供電系統(tǒng)中。安規(guī)電容器分為兩類—X 類電容器和 Y 類電容器 。

X類安規(guī)電容器

X類安規(guī)電容器跨接在火線和零線之間。這種情況下，電容器故障不會(huì)導(dǎo)致觸電的危險(xiǎn)。X 類器件還可細(xì)分為 X1 和 X2 電容器。根據(jù)規(guī)定，X1 類電容器必須能夠承受 4KV 的電壓脈沖，X2 電容器必須能夠承受 2.5 kV 的脈沖。

Y類安規(guī)電容器

Y類安規(guī)電容器跨接在火線和設(shè)備外殼之間或零線和設(shè)備外殼之間。這種情況下，基本絕緣缺失，安規(guī)電容器發(fā)生故障時(shí)，人會(huì)處于危險(xiǎn)之中。因此，Y 類安規(guī)電容器必須具備較高的電氣安全性。Y 類器件還可細(xì)分為 Y1 和 Y2 安規(guī)電容器。Y1安規(guī)電容器必須能夠承受 8kV 電壓脈沖，Y2 安規(guī)電容器必須能夠承受 5kV 脈沖。

除符合 IEC 60384-14 標(biāo)準(zhǔn)，安規(guī)電容器還必須經(jīng)過(guò)官方機(jī)構(gòu)的測(cè)試認(rèn)證，如歐洲 ENEC，美國(guó) Underwriter Laboratories，Inc. （UL），加拿大 CSA Group，中國(guó) CQC （中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心）。

安規(guī)電容器的分類

安規(guī)電容器有各種類型，包括薄膜電容器、片式陶瓷電容器和多層陶瓷電容器：

1薄膜電容器

具有高容值， 容量穩(wěn)定，可用溫度范圍內(nèi)損耗因數(shù)穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。此外，金屬化薄膜電容器具有自愈性的優(yōu)點(diǎn)。在膜片發(fā)生故障擊穿的情況下，如果施加電壓會(huì)產(chǎn)生小電弧，導(dǎo)致薄膜鋁涂層受損點(diǎn)周圍氧化。這樣可以隔離損壞點(diǎn)，防止更嚴(yán)重的損壞。由于具有自愈性，薄膜電容器是 X 類電容器的首選。

2片式陶瓷電容器

耐壓最高，是 Y1 類應(yīng)用的首選解決方案。

3多層電容器

占位面積小，高度低，是節(jié)省有限基板空間應(yīng)用，降低裝配成本的理想之選。多層電容器采用可靠的貴金屬電極 （NME） 設(shè)計(jì)和濕法工藝制造，在高達(dá) +125 °C 的工作溫度下具有良好的散熱性能，提高惡劣環(huán)境中的可靠性。

汽車工業(yè)的特殊要求

用于 EV / HEV 充電設(shè)備的電容器類型取決于電路、預(yù)期電壓脈沖，以及施加在安規(guī)電容器兩端的交流電壓。圖 2 顯示各種安規(guī)電容器解決方案應(yīng)用領(lǐng)域容值和耐壓的關(guān)系。

圖2： 薄膜電容器、多層電容器與片式陶瓷電容器容值和耐壓的關(guān)系

（圖片來(lái)源：Vishay Intertechnology）

汽車級(jí)薄膜電容器、片式陶瓷電容器和多層電容器甚至超過(guò)汽車工業(yè)的要求。應(yīng)用要求及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)詳見下文。

汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

汽車電子委員會(huì) （AEC） 定義并發(fā)布汽車工業(yè)電子元件要求。AEC-Q200 要求描述了無(wú)源元件必須通過(guò)的測(cè)試。

例如，Vishay 提供兩個(gè)符合汽車工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的陶瓷電容器系列，分別是按照 Y1 類認(rèn)證的 AY1 系列和按照 Y2 類認(rèn)證的 AY2 系列，其他產(chǎn)品還包括符合汽車工業(yè)要求的 Y2 類 MKP3386Y2 和 F340Y2 系列薄膜電容器，X2 類 F339X2、MKP339 和 F1772 系列薄膜電容器，以及 X1 / Y2 和 X2 類多層電容器 – C0G （NP0） 和 X7R 介質(zhì) VJ 系列安全認(rèn)證電容器。

溫度設(shè)計(jì)要求

安規(guī)電容器需要適合不同的低溫和高溫設(shè)計(jì)要求。通常，陶瓷和多層電容器的工作溫度為 –55 °C 至 125 °C，薄膜電容器的工作溫度為 –55 °C 至 85 °C 或 105 °C。

隨著溫度的升高，器件失效概率增加，器件需要在允許的最大溫度下測(cè)試。也就是說(shuō)，電容器必須在最大設(shè)計(jì)電壓下至少測(cè)試 1，000 小時(shí)。Vishay 產(chǎn)品高于這些要求，AY2 陶瓷電容器產(chǎn)品線在同樣條件下可正常工作 3，000 小時(shí)，多層安規(guī)電容器在 150 °C，1.7 x AC 額定電壓下可正常工作 2，000 小時(shí)。

此外，陶瓷電容器元件必須在 –55 °C 至 125 °C，薄膜電容器元件必須在 –55 °C 至 85 °C 或 105 °C，經(jīng)受 1，000 次溫度循環(huán)。當(dāng)溫度循環(huán)大且變化快時(shí) （從最低上升到最高設(shè)計(jì)溫度不到一分鐘），電容器內(nèi)部熱膨脹或熱收縮可能導(dǎo)致裂紋或分層，或外殼與電容器分離。

汽車級(jí)電容器可在這些條件下正常工作。同時(shí)，適用于需要提高溫度波動(dòng)安全性的非汽車應(yīng)用。暴露在零度以下和長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光照射下的太陽(yáng)能電池板轉(zhuǎn)換器就是這種應(yīng)用的一個(gè)很好的例子。

防潮性設(shè)計(jì)

電容器需要具備防潮性。因此，陶瓷電容器必須在 85 °C 和 85 % 相對(duì)濕度，最大額定電壓條件下正常工作 1，000 小時(shí)。當(dāng)溫度和濕度增加時(shí)，水分通過(guò)擴(kuò)散穿過(guò)涂層材料，或者主要在涂層和未涂層之間轉(zhuǎn)移， 穿透殼體。滲透的濕氣會(huì)導(dǎo)致電容器短路。為防止這種情況并確保防潮，涂層材料和涂覆工藝需要適合汽車應(yīng)用。薄膜電容器的標(biāo)準(zhǔn)要求是 40 °C，相對(duì)濕度 93 %，額定電壓下為 1，000 小時(shí)。不過(guò)，Vishay 系列電容器適用于極端條件，高于 AEC-Q200 的要求，并通過(guò) 85 °C 和 85 % 相對(duì)濕度，額定電壓測(cè)試，如 F340Y2 為 1，000 小時(shí)，F(xiàn)339X2 為 500 小時(shí)。

機(jī)械性要求

汽車市場(chǎng)對(duì)電子元器件機(jī)械性要求也比其他應(yīng)用高，如抗振動(dòng)和機(jī)械沖擊的堅(jiān)固性。Vishay汽車級(jí)安規(guī)電容器滿足這一要求。

綜上所述，安規(guī)電容器分為 X 類和 Y 類，可濾除高頻干擾信號(hào) （EMC），保護(hù)電路和用戶免受高壓浪涌的傷害。符合汽車標(biāo)準(zhǔn)的電容器可在極端環(huán)境條件下使用。必須由授權(quán)機(jī)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)證，以保證關(guān)鍵的安全性。AEC 發(fā)布了汽車應(yīng)用必須通過(guò)的測(cè)試規(guī)范。

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