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，Vishay公司推出了一款新的表面贴装MLCC，非常适合用于镇流器应用。这些创新的HVArc Guard电容器采用NP0和X7R电介质，可提供直流250V到直流1000V的电压等级。

在镇流器电路中使用的MLCC需要承受高达1000VDC的高电压。典型的照明镇流器电路框图如图1所示。然而，电容器容易发生表面闪络和内部击穿。一旦发生这些情况中的任何一种，由表面闪络引起的电路不稳定会导致故障，并可能损坏周围器件，即使电容器暂时仍能正常工作。HVArc Guard电容器通过其独特的设计防止了闪络，并能够使用更小尺寸的镇流器外壳。

以往在高压照明镇流器中使用的MLCC通常采用较大尺寸的外壳，如1210、1808和1812。而新型的HVArc Guard高压MLCC电容器可以替代这些传统高压电容器，使工程师能够设计更紧凑的电路，同时降低器件成本。

举例来说，通常使用的630V MLCC电容器外壳尺寸为1206（0.126英寸X0.063英寸），而可以用外壳尺寸为0805（0.079英寸X0.049英寸）的HVArc Guard MLCC电容器来替代。使用HVArc Guard电容器可以节省50%甚至更多的电路板空间。

HVArc Guard表面安装型MLCC电容器具有较小的径向尺寸和较高的击穿电压，非常适合用于紧凑型电子荧光灯镇流器的高压逆变器部分。实际上，HVArc Guard电容器的击穿电压是标准高压电容器的两倍。下面提供了更多关于该电容器的电压特性信息。

传统上，设计工程师为了防止在高压应用中出现放电闪络，需要采取各种昂贵的措施，比如外层包封。尽管包封会增加制造和设计成本，但人们常常采用这种方法以满足电器安全标准的要求。在某些应用中，还会使用老式的带涂层和引线的通孔电容器来避免使用外层包封的器件。

Vishay的HVArc Guard电容器采用特殊的防护结构，无需采用包封来防止表面电弧。因此，HVArc Guard电容器可以很好地替代传统的带涂层和引线的通孔电容器，并且由于省去了高成本的人工插装工序，大大降低了制造成本。

HVArc Guard电容器改善了电压击穿能力。

与传统高压电容器相比，HVArc Guard电容器提供了更好的击穿电压性能。上面的柱状图对比了标准高压1812尺寸电容器和HVArc Guard电容器在空气中的平均击穿电压。由于HVArc Guard电容器能够防止表面闪络，其在空气中的击穿电压是传统标准高压电容器的两倍。

在照明控制电路中，能量由整流后的交流主电路提供，如图2所示。许多镇流器电路还使用前置转换器，其功率因数接近于1。前置转换器的输出电压经过调节，具有高精度。荧光灯的灯丝需要预热，并使用非常高的启动/辉弧电压来点亮灯泡。一旦辉弧产生并灯泡导电，基本等效电路就变成了一个串联的电感、电阻和电容器。

图2 照明控制电路

输入电压来自交流电源的正弦波。为了将输入电流整形成接近线电压的波形，转换器产生一个升压电感电流，类似于整流后的输入电压。稳压电压从整流桥输出并输入到镇流器电路中。一旦镇流器电路开始工作，由电容缓冲器（Csnubber）和二极管组成的电流泵限制了整流桥输出的上升和下降时间。缓冲器还用于减少电磁干扰（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。

这是一个标准的照明镇流器电路，已经使用了很多年，但存在一些缺点。该电路没有自启动功能，也没有调光功能，而且为了正常工作，还需要一个大型变压器。

随着驱动集成电路的进步，照明镇流器得到了很大的改进。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，无需使用驱动变压器。图3中的示例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