クラスX及びクラスY安全コンデンサ
2021/01/29
コンデンサは、電源ラインの平滑化やフィルタリング、信号のバイパスなどのために、現代の回路や電子機器に欠かせない受動部品です。AC/DC EMCフィルタアプリケーションでは、AC電源ノイズをフィルタリングするためにクラスXとクラスYの2つの特殊なコンデンサが使用され、が般的に「安全コンデンサ」と呼ばれています。
クラスXまたはクラスYコンデンサを使用するケースと、これらの安全コンデンサが最新の回路設計に不可欠な理由について述べます。
クラスXコンデンサとは
クラスXコンデンサとは
一般的に「ライン・ツー・ライン」または「アクロス・ザ・ライン」コンデンサと呼ばれるクラスXコンデンサは、AC電源の差動モードノイズによるEMI/RFIを最小限に抑えるために使用されます。導通干渉、過電圧サージ、電圧過渡現象によって引き起こされる可能性のある悪影響を軽減するために、ラインとニュートラルの間に配置されます。しかし、クラスXコンデンサは回路にクリーンなAC信号を供給するためにACライン変動の影響を受け、コンデンサ能力の電圧または電力閾値を超えた場合に危険な状況を引き起こす可能性があります。過大な負荷がかかった場合、クラスXコンデンサは短絡故障を起こすように設計されており、サーキットブレーカーやヒューズを作動させて回路を遮断します。しかし、過電流保護装置が無い場合や反応しない場合、火災の危険性があります。
クラスYコンデンサとは
一般的に「ライン・ツー・グラウンド」または「ライン・バイパス」コンデンサと呼ばれるクラスYコンデンサは、通常、AC電源とグランドの間に配置され、コモンモードノイズによるEMI/RFノイズを処理するために使用されます。クラスYコンデンサは、伝導干渉、過電圧サージ、電圧過渡現象によるACライン変動の影響を受けますが、コンデンサの能力の閾値を超えて故障した場合、危険な状況に陥る可能性があります。クラスYのコンデンサは、クラスXのコンデンサとは異なり、フィルタリングされていないAC電源に回路が接続されるとオープン回路で故障するように設計されていますが、火災のリスクは低減されています。
安全コンデンサの種類
多くの安全性が重要なデバイスと同様、安全コンデンサの能力と閾値を示すためにさまざまな規格とそれぞれの分類が存在します。IEC 60384-14、UL 1414、UL 1283、CAN/CSA C22.2 No.1、CAN/CSA 384-14など、安全コンデンサを定義するために使用される様々な規格がありますが、最も一般的な規格であるIEC 60384-14では、故障前のピーク電圧パルスの様々なレベルごとに、クラスXとクラスYの安全上の分類を定義しています。
IEC 60384-14により、クラスXコンデンサのサブクラスは以下のようにランク付けされています。
IEC 60384-14 により、クラス-Y サブクラスは以下のようにランク付けされています。
クラスX・クラスYコンデンサの種類
クラスXおよびクラスY安全コンデンサは、AC信号をフィルタリングし、EMIを低減するために使用されます。しかし、そのためには、危険なACライン電圧に直接接続する必要があり、この条件で安全に動作可能であることを確実にするために「安全コンデンサ」として認定されている必要があります。安全専用フィルタリング回路に使用される安全コンデンサには、様々な形状のものがあります。排他的な使用にはなりませんが、セラミック表面実装およびセラミックディスクの安全コンデンサは一般的に干渉抑制ACラインフィルタリング用途に使用され、フィルムコンデンサは伝導ノイズ減衰用途に使用されることが多くなっています。
セラミックコンデンサとフィルムコンデンサは、どちらもクラスX、クラスYの両用途に使用できますが、セラミックコンデンサの方が適している場合もあれば、その形状や特性によってはフィルムコンデンサの方が良い場合もあります。セラミックコンデンサは、アンテナ結合、スイッチング電源などの一次・二次結合、高速スイッチング制御、モータ制御、リレー、スイッチング電源、インバータなどのライン外乱抑制に使用されることが多いです。一方、フィルムコンデンサは、容量性電源、エネルギーメータ、オートモーティブ、過酷な環境下での使用など、自己修復特性が有利な用途に使用されることが多くなっています。
結論
クラスXとクラスYのコンデンサは、デリケートな電子機器アプリケーションでEMIやRFIを削減するために、AC電源ラインをフィルタリングする用途で使用されます。クラスX、クラスY両方のコンデンサとも様々な分類があり、連続的なAC、ピークインパルス電圧や電圧過渡現象の様々なレベルに耐える異なる特性を持っています。アプリケーションに関わらず、安全コンデンサは信号に敏感な電子機器に電力を供給し、火災やショックの危険性を軽減するために不可欠です。
クラスXコンデンサとは
クラスXコンデンサとは
一般的に「ライン・ツー・ライン」または「アクロス・ザ・ライン」コンデンサと呼ばれるクラスXコンデンサは、AC電源の差動モードノイズによるEMI/RFIを最小限に抑えるために使用されます。導通干渉、過電圧サージ、電圧過渡現象によって引き起こされる可能性のある悪影響を軽減するために、ラインとニュートラルの間に配置されます。しかし、クラスXコンデンサは回路にクリーンなAC信号を供給するためにACライン変動の影響を受け、コンデンサ能力の電圧または電力閾値を超えた場合に危険な状況を引き起こす可能性があります。過大な負荷がかかった場合、クラスXコンデンサは短絡故障を起こすように設計されており、サーキットブレーカーやヒューズを作動させて回路を遮断します。しかし、過電流保護装置が無い場合や反応しない場合、火災の危険性があります。
クラスYコンデンサとは
一般的に「ライン・ツー・グラウンド」または「ライン・バイパス」コンデンサと呼ばれるクラスYコンデンサは、通常、AC電源とグランドの間に配置され、コモンモードノイズによるEMI/RFノイズを処理するために使用されます。クラスYコンデンサは、伝導干渉、過電圧サージ、電圧過渡現象によるACライン変動の影響を受けますが、コンデンサの能力の閾値を超えて故障した場合、危険な状況に陥る可能性があります。クラスYのコンデンサは、クラスXのコンデンサとは異なり、フィルタリングされていないAC電源に回路が接続されるとオープン回路で故障するように設計されていますが、火災のリスクは低減されています。
安全コンデンサの種類
多くの安全性が重要なデバイスと同様、安全コンデンサの能力と閾値を示すためにさまざまな規格とそれぞれの分類が存在します。IEC 60384-14、UL 1414、UL 1283、CAN/CSA C22.2 No.1、CAN/CSA 384-14など、安全コンデンサを定義するために使用される様々な規格がありますが、最も一般的な規格であるIEC 60384-14では、故障前のピーク電圧パルスの様々なレベルごとに、クラスXとクラスYの安全上の分類を定義しています。
IEC 60384-14により、クラスXコンデンサのサブクラスは以下のようにランク付けされています。
- サブクラスX3 - 1.2kV以下のピーク電圧パルス
- サブクラスX2 - 2.5kV以下のピーク電圧パルス
- サブクラスX1 - 2.5kV以上4.0kV以下
IEC 60384-14 により、クラス-Y サブクラスは以下のようにランク付けされています。
- サブクラス Y4 - 150VAC 以下
- サブクラスY3 - 150VAC以下、最大250VACまで
- サブクラスY2 - 150VAC以下、最大300VACまで
- サブクラス Y1 - 500VAC以下
クラスX・クラスYコンデンサの種類
クラスXおよびクラスY安全コンデンサは、AC信号をフィルタリングし、EMIを低減するために使用されます。しかし、そのためには、危険なACライン電圧に直接接続する必要があり、この条件で安全に動作可能であることを確実にするために「安全コンデンサ」として認定されている必要があります。安全専用フィルタリング回路に使用される安全コンデンサには、様々な形状のものがあります。排他的な使用にはなりませんが、セラミック表面実装およびセラミックディスクの安全コンデンサは一般的に干渉抑制ACラインフィルタリング用途に使用され、フィルムコンデンサは伝導ノイズ減衰用途に使用されることが多くなっています。
セラミックコンデンサとフィルムコンデンサは、どちらもクラスX、クラスYの両用途に使用できますが、セラミックコンデンサの方が適している場合もあれば、その形状や特性によってはフィルムコンデンサの方が良い場合もあります。セラミックコンデンサは、アンテナ結合、スイッチング電源などの一次・二次結合、高速スイッチング制御、モータ制御、リレー、スイッチング電源、インバータなどのライン外乱抑制に使用されることが多いです。一方、フィルムコンデンサは、容量性電源、エネルギーメータ、オートモーティブ、過酷な環境下での使用など、自己修復特性が有利な用途に使用されることが多くなっています。
結論
クラスXとクラスYのコンデンサは、デリケートな電子機器アプリケーションでEMIやRFIを削減するために、AC電源ラインをフィルタリングする用途で使用されます。クラスX、クラスY両方のコンデンサとも様々な分類があり、連続的なAC、ピークインパルス電圧や電圧過渡現象の様々なレベルに耐える異なる特性を持っています。アプリケーションに関わらず、安全コンデンサは信号に敏感な電子機器に電力を供給し、火災やショックの危険性を軽減するために不可欠です。
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