X-정격 커패시터: 트랜스포머리스 전원 공급 장치에 안전한 통합

커패시터는 전자공학의 성배입니다. 결국 LED 조명, 신호 처리, 전원 공급, 상업용 전자제품 등에서 이러한 전자 부품을 찾을 수 있습니다. 커패시터는 필터처럼 작동합니다. 그리고 회로의 노이즈 문제를 제거하는 데 도움이 됩니다. 하지만 어떤 방향으로든 연결할 수 있는 장치가 필요한 전력 시스템 애플리케이션을 다루고 있다면 X-정격 커패시터가 이상적입니다.

이 기사에서는 X-정격 커패시터에 대해 광범위하게 논의하겠습니다. 또한 장치의 특징, 사양, 응용 분야 등에 대해 배우게 됩니다.

준비되셨다면 진행해 보겠습니다!

X-정격 커패시터란?

X-정격 탄탈륨 커패시터

출처: Wikimedia Commons

X-정격 커패시터는 비극성 전자 장치입니다. 그리고 항복 전압 트랜스포머처럼 동작합니다. 따라서 전자 회로에서 고전압 AC를 저전압 AC로 강압하는 데 도움이 됩니다. 이 산업용 커패시터는 비극성이므로 모든 방향으로 연결할 수 있습니다.

X-정격 커패시터의 특징과 사양

X 축방향 커패시터

출처: Wikimedia Commons

X-정격 커패시터의 특징은 다음과 같습니다:

커패시터에 자가 치유 기능이 있습니다
에폭시 코팅이 되어 있습니다
RoHS 지침 준수
일반 커패시터 이상의 탁월한 전기적 특성
장치에 금속화 폴리에스터 필름이 있습니다

또한 X-정격 커패시터의 사양은 다음과 같습니다:

정격 전압: 250 VDC, 1000 VDC, 400 VDC, 100 VDC, 1250 VDC, 630 VDC, 85°C 이상에서 1.25%/°C 강압 시 정격 전압 250 VAC, 125 VAC 등
정전용량 범위: 0.0010µF ~ 10µF (E12)
-100VDC, 250 VDC, 400 VDC, 630 VDC, 1000 VDC, 1250 VDC의 카테고리 온도 범위: -40°C ~ +105°C. 이 값에는 유닛 표면 온도 상승이 포함됩니다.
정전용량 허용오차: ±10% (K), ±5% (J)
125 VAC, 250 VAC의 카테고리 온도 범위: -40°C ~ +85°C
내전압:

단자 사이: 정격 전압(VAC) x 230% 60초

단자-케이스: 1500 VAC 60초

단자-케이스 연결: 1500 VAC 60초

평가 전압 125 VAC, 250 VAC

평가 전압 1000 VDC, 1250 VDC

단자 사이: 정격 전압(VDC) x 175% 2~5초 또는 1000 VAC

평가 전압 100V ~ 630 VDC

단자 사이: 정격 전압(VDC) x 150% 60초

클래스-X 및 클래스-Y 커패시터 정격

클래스-X와 클래스-Y는 특수 주전원 커패시터입니다. 이 커패시터들은 안전 인증된 미국 표준과 유럽 표준을 충족합니다. 또한 다양한 전자 장치에서 AC 라인 필터링에 사용할 수 있습니다.

클래스-X 커패시터 (EIA 색상 코드 커패시터)

출처: Wikimedia Commons

또한 클래스-X를 전자기 간섭 및 무선 주파수 간섭 억제 커패시터라고도 부를 수 있습니다. 또는 EMI/RFI 억제 커패시터라고 부를 수 있습니다. 여기서 RFI는 EMI보다 더 높은 주파수 커패시터 값을 가집니다.

클래스-Y 커패시터 (은운모 커패시터)

출처: Wikimedia Commons

클래스-Y를 AC 라인 필터 안전 커패시터라고도 부를 수 있습니다. 또한 두 특수 클래스 커패시터 모두 EMI/RFI 생성과 수신 공진 주파수와 관련된 부작용을 줄입니다.

이 커패시터들이 EMI/RFI 필터링을 실행하기 전에 AC 부하 전원 입력에 직접 연결해야 합니다. 결과적으로 커패시터가 전압 과도 현상과 과전압(파워 서지)에 노출될 수 있습니다. 그래서 커패시터가 고장날 수 있습니다.

커패시터 연결 후에는 어떻게 되는가?

클래스-X 커패시터(라인 간 커패시터)를 라인과 중성선 사이에 두면 단락 고장이 날 수 있습니다. 이는 과전압으로 인해 발생할 수 있습니다. 또한 고장으로 과전류 보호 장치(회로 차단기 또는 퓨즈)가 열립니다. 결과적으로 커패시터가 고장나도 감전 위험을 경험하지 않을 수 있습니다.

또한 라인을 접지 커패시터 또는 클래스-Y 커패시터를 바와 접지 사이에 두면 단락 고장이 날 수 있습니다. 결과적으로 접지 연결 손실로 인해 치명적인 감전이 발생합니다.

하지만 제조업체는 이 커패시터를 개방 고장 나도록 설계했기 때문에 이게 문제입니다. 커패시터는 고장으로 인한 노이즈와 간섭을 빠르게 필터링합니다. 또한 감전 위험도 없습니다.

클래스-X와 클래스-Y 커패시터는 다음 기준으로 분류할 수 있습니다:

견딜 수 있는 피크 임펄스 전압
피크 전압 또는 정격 피크 펄스 전압

표는 커패시터 분류를 요약합니다:

서브클래스 (IEC 60384-14)	내구 시험 전 피크 임펄스	피크 전압 펄스 (동작 중)
X1	4kV (C ≤ 1µF), 4/√C kV (C > 1µF)	>2.5kV ≤ 4.0kV
X2	2.5kV (C ≤ 1µF), 2.5/√C kV (C > 1µF)	≤2.5kV
X3	<1.2kV	해당 없음

서브클래스 (IEC 60384-14)	내구 시험 전 피크 임펄스	정격 전압
Y1	8kV	≤500VAC
Y2	5kV	150VAC ≤ V < 300VAC
Y3	해당 없음	150VAC ≤ V < 250VAC
Y4	2.5kV	<150VAC