用HVArc Guard MLCC防止电容器电弧放电 电容器

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