X电容和Y电容在开关电源中运用

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.
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.
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 I
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
X/Y电容对EMI特性的影响
X电容接在L,N之间,降低的是差模部分的一些干扰.差模主要集中在1M以下的频率.
Y电容是L,N与大地PE之间的,主要是为高频信号提供最快捷的回路通道,降低高频信号给系统带来的影响.
X电容一般取值在100nF~2.2U之间,我一般用470nF,差模部分干扰严重的时候我一般用680nF.但是我见过别人用2.2UF的,似乎过于奢侈.因为这个电容是很贵的.
Y电容取值切不可过大,一般有1nF,2.2nF,4.7nF可供选择.我一般选用2.2nF.
Y电容选取切要注意.并不是越大越好,建议不要超过10nF,取值太大,与大地之间的漏电流就会变大,不符合安规的要求,会有安全隐患.比如有些电器,用起来有时候麻手,就是这个原因