原创 X电容和Y电容知识

 2010-1-22 11:13  1832 6 6 分类: 电源/新能源

  在交流电源输入端,一般需要增加3个安全电容来抑制EMI传导干扰。交流电源输入分为3个端子：火线（L）/零线（N）/地线（G）。在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为Y电容。这两个Y电容连接的位置比较关键,必须需要符合相关安全标准, 以防引起电子设备漏电或机壳带电,容易危及人身安全及生命。它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。

     一般情况下,工作在亚热带的机器,要求对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,要求对地漏电电流不能超过0.35mA。因此,Y电容的总容量一般都不能超过4700PF（472）。特别指出：作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证。Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志（如UL、CSA等标识）和耐压AC250V或AC275V字样。然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的普通电容来代用。在火线和零线抑制之间并联的电容,一般称之为X电容。由于这个电容连接的位置也比较关键,同样需要符合相关安全标准。X电容同样也属于安全电容之一。根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在X电容的两端并联一个安全电阻,用于防止电源线拔插时,由于该电容的充放电过程而致电源线插头长时间带电。

     安全标准规定,当正在工作之中的机器电源线被拔掉时,在两秒钟内,电源线插头两端带电的电压(或对地电位)必须小于原来额定工作电压的30%。作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证。X电容一般都标有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上,使用的时候不要随意使用标称耐压AC250V或者DC400V之类的的普通电容来代用。

通常,X电容多选用耐纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容。这种类型的电容,体积较大,但其允许瞬间充放电的电流也很大,而其内阻相应较小。普通电容纹波电流的指标都很低,动态内阻较高。用普通电容代替X电容,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求。

根據IEC 60384-14,電容器分為X電容及Y電容:
1. X電容是指跨於L-N之間的電容器,
2. Y電容是指跨於L-G/N-G之間的電容器.
(L=Line, N=Neutral, G=Ground)

X電容底下又分為X1, X2, X3,主要差別在於:
1. X1耐高壓大於2.5 kV, 小於等於4 kV,
2. X2耐高壓小於等於2.5 kV,
3. X3耐高壓小於等於1.2 kV

Y電容底下又分為Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在於: (耐直流电压等级)
1. Y1耐高壓大於8 kV,
2. Y2耐高壓大於5 kV,
3. Y3耐高壓 n/a
4. Y4耐高壓大於2.5 kV

它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模,差模工扰起滤波作用.

     安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全. 它包括了X电容和Y电容。x电容是跨接在电力线两线（L-N）之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般X电容是uF级，Y电容是nF级。X电容抑制差模干扰，Y电容抑制共模干扰。
安规电容安全等级
安规电容安全等级      应用中允许的峰值脉冲电压      过电压等级（IEC664）
X1                                 >2.5kV ≤4.0kV                           Ⅲ
X2                                 ≤2.5kV                                          Ⅱ
X3                                ≤1.2kV                                           ——
安规电容安全等级   绝缘类型                            额定电压范围
Y1                                  双重绝缘或加强绝缘                  ≥ 250V
Y2                                 基本绝缘或附加绝缘                  ≥150V ≤250V
Y3                                  基本绝缘或附加绝缘                  ≥150V ≤250V
Y4                                 基本绝缘或附加绝缘                 <150V

     Y 电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。GJB151规定Y电容的容量应不大于0.1uF。Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。
再补充一点选择应注意的地方：
一.抑制电源电磁干扰用电容器
     当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压，还必须考虑到异常的脉冲电压（如闪电）的产生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。所以，跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定，故必须使用经过安全认证的电容器。
二.不允许将直流电容器用作跨线电容器使用：
     对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5kV的脉冲电压。
     对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，用于电源跨线路连接时，能承受5kV的脉冲电压冲击，不致发生击穿现象