Répondre aux exigences strictes pour les condensateurs de sécurité Y1

Ne négligez pas la sélection des condensateurs de sécurité pour les applications haute tension phase-terre. La norme internationale est complexe et stricte en ce qui concerne les tests et la certification des performances de sécurité des condensateurs de sécurité de type Y1 et des autres condensateurs fixes principalement utilisés dans les circuits connectés au secteur CA.

La norme CEI 60384-14 est largement adoptée ou adaptée dans les réglementations nationales du monde entier. Elle spécifie les exigences relatives aux condensateurs utilisés pour les applications phase-phase (classe X) et phase-terre (classe Y). Chaque catégorie comporte des sous-classes supplémentaires, et la classe Y1 est spécifique à la sécurité des utilisateurs et à la suppression des interférences électromagnétiques (EMI).

La sécurité est la préoccupation majeure de la norme de type Y1, et les condensateurs doivent être conçus pour être sécurisés même en cas de panne afin d'éviter les défaillances catastrophiques. Ils sont largement utilisés dans l'électronique grand public, comme les principaux appareils électroménagers, les dispositifs de maison intelligente, les systèmes CVC, les équipements médicaux et les systèmes de contrôle industriel.

Les condensateurs de type Y1 doivent pouvoir résister à des tensions de choc jusqu'à 8 kV, le plus souvent dans les alimentations à découpage et autres applications nécessitant une isolation à la terre.

C'est pourquoi il est essentiel pour les concepteurs de choisir les bons condensateurs de sécurité pré-certifiés en fonction des tensions nominales, des valeurs de capacité, des facteurs environnementaux et des exigences spécifiques à l'application. De plus, le placement des condensateurs Y1 sur une carte à circuit imprimé peut avoir un impact significatif sur les performances et les capacités de suppression des interférences électromagnétiques. Il est fortement conseillé de suivre les bonnes pratiques pour garantir un placement optimal des condensateurs et une efficacité maximale.

Exigences de test rigoureuses

L'utilisation de condensateurs de type Y1 pré-certifiés garantit qu'ils ont subi les procédures de test rigoureuses requises et qu'ils peuvent résister aux surtensions, fonctionner de manière fiable et être sécurisés même en cas de panne. Ils sont également conçus pour résister à des conditions environnementales difficiles, notamment aux vibrations et aux températures extrêmes.

Les condensateurs subissent des tests de rigidité diélectrique, de perte d'énergie et de capacité, de fuite de courant, de stabilité en température, de résistance à l'humidité et de choc thermique. Ils sont également soumis à des contraintes de tension à long terme, à des surtensions transitoires élevées, à l'inflammabilité, aux vibrations et aux chocs.

Les tests sont contrôlés et certifiés par des organismes indépendants comme Underwriters Laboratories aux États-Unis et des organismes similaires dans d'autres régions. Lors des audits effectués par les organismes de certification, les fabricants sont tenus de fournir les résultats complets des tests, les spécifications des matériaux et les registres de production. Une fois certifiés, ils peuvent être contrôlés par les autorités de surveillance du marché comme la commission américaine chargée de la sécurité des produits grand public.

Le non-respect des normes et des règles de certification peut entraîner le retrait de l'étiquetage de certification, des pénalités financières, des rappels de produits et même des interdictions de commercialisation.

Choix de diélectriques Y1

Les condensateurs de sécurité Y1 utilisent des matériaux en céramique ou en film polymère pour l'isolement diélectrique et le stockage d'énergie. Le type de matériau affecte les performances, notamment la capacité et la stabilité thermique.

Les condensateurs en céramique offrent typiquement une capacité inférieure, de l'ordre de quelques picofarads (pF) à quelques nanofarads (nF), assurent une suppression des interférences électromagnétiques à haute fréquence lorsqu'une capacité inférieure est acceptable, et sont généralement disponibles dans des tailles plus compactes. Ils conviennent donc à des applications telles que les alimentations à découpage, les circuits automobiles, les circuits d'attaque LED et une gamme croissante de dispositifs grand public.

Les condensateurs à film prennent en charge une plage de capacité plus vaste, de l'ordre du nF à un microfarad (µF) ou plus, et sont largement utilisés pour les applications avec un stockage d'énergie plus important ou un filtrage à des fréquences plus basses. Plus grands et plus volumineux, ils sont souvent utilisés lorsque la taille est un facteur moins critique, comme dans les applications industrielles et haute puissance.

Série DK1 en céramique de Murata Electronics

Étant donné que les fournisseurs de produits lancent des dispositifs de plus en plus petits, les condensateurs doivent également évoluer pour maintenir de hautes performances dans des empreintes réduites. Murata Electronics propose une gamme de condensateurs de sécurité Y1 en céramique à montage en surface, destinés aux applications d'alimentation à découpage CA/CC compactes et extra-plates.

Avec des dimensions de 11,4 mm x 6 mm et une hauteur de seulement 2,5 mm, la série DK1 de condensateurs Y1 en céramique de Murata offre aux concepteurs la possibilité de contribuer à des applications d'alimentation extra-plates (Figure 1). Malgré leur faible encombrement, ces composants offrent des valeurs de capacité de 10 pF à 1500 pF, avec des tensions nominales Y1 disponibles de 250 V_CA(RMS) à 500 V_CA(RMS).

Figure 1 : Les condensateurs Y1 série DK1 de Murata offrent aux concepteurs une option compacte et extra-plate à montage en surface (11,4 mm de long, 6 mm de large et 2,5 mm d'épaisseur). (Source de l'image : Murata Electronics)

La fiabilité à long terme des dispositifs série DK1 est testée dans des conditions de fortes contraintes. Ils offrent une résistance supérieure à la chaleur, à l'humidité et aux contraintes électriques. Ils fonctionnent dans une plage de températures utilisable de -40°C à +125°C. Leur résistance d'isolement élevée, supérieure à 6000 MΩ, garantit la stabilité et la sécurité des alimentations, des contrôles industriels et des dispositifs médicaux.

Les condensateurs Y série DK1 peuvent également être utilisés comme condensateurs de classe X pour offrir une marge de sécurité supplémentaire, en fournissant un facteur de surtension plus élevé que les condensateurs X1 (jusqu'à 4 kV) et X2 (jusqu'à 2,5 kV). Un condensateur certifié pour Y1 et X1/X2 peut faciliter la conception et la gestion des stocks sur les marchés mondiaux. Cependant, les concepteurs doivent évaluer le coût, les exigences de capacité et les certifications pour s'assurer que les condensateurs de sécurité à double certification constituent le bon choix pour leur application.

La série DK1 de Murata fournit un large éventail d'options qui offrent une grande polyvalence dans l'électronique grand public, les équipements industriels et d'autres conceptions à espace restreint exigeant des fonctionnalités de sécurité robustes. Les condensateurs suivants illustrent cette gamme :

• Le DK1B3EA101K86HAH01 (Figure 2) présente une faible capacité de 100 pF avec une tension nominale de 300 V_CA, ce qui en fait une bonne option pour filtrer les interférences électromagnétiques haute fréquence sans affecter les performances des circuits dans les applications telles que les circuits de traitement des signaux, et les équipements de données et de communication haute vitesse.
• Le DK1E3EA102M86HAH01 offre une capacité de 1000 pF et une tension nominale de 400 V_CA. Il est particulièrement adapté aux applications exigeant une suppression des interférences électromagnétiques modérées à élevées, un filtrage à large fréquence et une résilience dans les environnements industriels ou haute tension.
• Le DK1B3EA471K86RAH01 offre un équilibre entre sécurité et suppression accrue du bruit, avec une capacité de 470 pF. Il convient aux applications exigeant à la fois un filtrage antiparasite et une stabilité en tension, comme les alimentations CA/CC pour les équipements industriels et les appareils grand public équipés de moteurs. Il présente également une tension nominale de 300 V_CA.

Figure 2 : La faible capacité du DK1B3EA101K86HAH01 de Murata permet un filtrage des interférences électromagnétiques sans impact sur les performances. (Source de l'image : Murata Electronics)

Conclusion

Les condensateurs de sécurité Y1 sont essentiels pour les applications haute tension et ils font l'objet de tests rigoureux pour garantir qu'ils peuvent résister aux tensions de choc, fonctionner de manière fiable et être sécurisés même en cas de panne dans diverses applications exposées à des conditions environnementales difficiles. La série DK1 de condensateurs Y1 en céramique de Murata Electronics offre aux concepteurs une solution compacte et extra-plate dans une gamme polyvalente de valeurs de capacité et de tensions nominales.