采用表面贴装MLCC的电容器可以防止电弧放电

随着vishay在高压多层陶瓷电容器(mlcc)技术上的一系列突破,vishsy制造出了一种新的表面贴装mlcc,比以往任何类型的电容器都更适合镇流器应用。这些新的hvarc guard电容器采用np0和x7r电介质,电压等级从直流250v到直流1000v。
在照明应用中hvarc guard电容器的优势
用于镇流器电路中的mlcc可以在空气中可承受超过1000vdc的高电压。典型照明镇流器的电路框图见图1。电容器容易产生表面闪络和内部击穿。只要出现这两种情况中的一种,由表面闪络引起的电路不稳定会引发故障,进而损坏周围的器件,即便此时电容器还能暂时保持正常的功能。hvarc guard电容器的独特设计可以防止闪络,同时可以使用更小尺寸的镇流器外壳。
图1 典型的电子镇流器电路
直到现在,在高压照明镇流器中使用的mlcc还是采用1210、1808和1812这样大尺寸的外壳。新型hvarc guard高压mlcc电容器可以取代在镇流器电路中的这些标准高压电容器,让工程师设计出更紧凑的电路,并降低器件成本。
在照明镇流器种用到的标准高压mlcc电容器和hvarc guard电容器。例如,一种常见的630v mlcc电容器的外壳为1206(0.126英寸x0.063英寸),可以用外壳尺寸为0805(0.079英寸x0.049英寸)的hvarc guard mlcc电容器来代替。使用hvarc guard电容器可以节约50%或更多的电路板空间。
hvarc guard表面安装型mlcc电容器具有小径向尺寸和高击穿电压的特点,非常适用于紧凑型电子荧光灯镇流器的高压逆变器部分。事实上,hvarc guard电容器的击穿电压是标准高压电容器的两倍。下面还提供了该电容器的更多电压特性信息。
用hvarc guard电容器省却昂贵的外层包封
直到现在,设计工程师还需要采取各种各样花费不菲的措施,例如外层包封,来防止在高压应用中的放电闪络。虽然包封会增加制造和设计成本,人们还是会经常采用这种方法来满足电器安全标准的要求。在一些应用中,人们还在使用老式带涂层和引线的通孔电容器,避免使用外层包封的器件。
vishay hvarc guard内部采取了特殊的防护结构,无需采用包封来防止表面电弧。hvarc guard可以很好地代替老式带涂层和引线的通孔电容器,由于省去了高成本的人工插装工序,因此可以大大节省制造成本。
hvarc guard电容器改善了电压击穿能力。
图中文字:average voltage breakdown in air(vdc):空气中的平均击穿电压(vdc)
与标准高压电容器相比,hvarc guard电容器提供了更好的击穿电压性能。上面的柱状图比较了标准的高压1812尺寸电容器与hvarc guard电容器在空气中的平均击穿电压。由于hvarc guard电容器防止了表面闪络,它们在空气中的击穿电压比传统的标准高压电容器高两倍。
在照明控制电路中使用hvarc guard电容器
在照明控制电路中,能量由整流后的ac主电路提供,如下面的框图所示。很多镇流器电路中还使用了前置转换器,转换器的功率因数接近于1。前置转换器的输出电压经过调节,精度非常高。荧光灯的灯丝需要预热,然后用非常高的启动/辉弧电压来点亮灯泡。当辉弧产生、灯泡导电时,基本等效电路看起来就象一个电感器,与并联的电阻器和电容器串联在一起。
图2 照明控制电路
输入电压来自于正弦波的ac市电。为把输入电流整形成接近线电压的波形,转换器会产生一个升压电感电流,就象整流后的输入电压。来自二极管整流桥的稳压电压被送到电路的镇流器部分。当镇流器部分开始工作以后,由电容缓冲器(csnubber)和二极管组成的电流泵会限制整流桥输出的上升和下降时间。缓冲器也被用来减少emi。
许多照明镇流器使用两个功率mosfet开关,如图2所示。mosfet交替驱动和导通变压器绕组。
做为标准照明镇流电路,这个基本电路已经使用很多年了,但是有几个缺点。电路没有自启动功能,也没有调光功能,为了能正常工作,还需要一个大变压器。
驱动ic的进步使照明镇流器发生了很大改进。这些电路可以根据逻辑电平/参考地输入,驱动低侧或高侧mosfet,而无需采用驱动变压器。图3中的例子显示了镇流器电路所需的各种电容器。
图3 实际的荧光灯镇流器电路

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