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話說電容之十：電源輸入端的 X,Y 安全電容

知識百科

在交流電源輸入端 ， 一般需要增加三個電容來抑制EMI 傳導干擾 。
交流電源的輸入一般可分為三根線：火線(L)/零線(N)/地線(G) 。 在火線和地線之間及在零線和地線之間并接的電容 ， 一般稱之為Y 電容 。 這兩個Y電容連接的位置比較關鍵 ， 必須需要符合相關安全標準 ， 以防引起電子設備漏電或機殼帶電 ， 容易危及人身安全及生命 ， 所以它們都屬于安全電容 ， 要求電容值不能偏大 ， 而耐壓必須較高 。 一般地 ， 工作在亞熱帶的機器 ， 要求對地漏電電流不能超過0.7mA;工作在溫帶機器 ， 要求對地漏電電流不能超過0.35mA 。 因此 ， Y 電容的總容量一般都不能超過4700pF 。
特別提示：Y 電容為安全電容 ， 必須取得安全檢測機構的認證 。 Y 電容的耐壓一般都標有安全認證標志和AC250V 或AC275V 字樣 ， 但其真正的直流耐壓高達5000V 以上 。 因此 ， Y 電容不能隨意使用標稱耐壓AC250V ， 或DC400V之類的普通電容來代用 。
在火線和零線抑制之間并聯的電容 ， 一般稱之為X 電容 。 由于這個電容連接的位置也比較關鍵 ， 同樣需要符合安全標準 。 因此 ， X 電容同樣也屬于安全電容之一 。 X 電容的容值允許比Y 電容大 ， 但必須在X 電容的兩端并聯一個安全電阻 ， 用于防止電源線拔插時 ， 由于該電容的充放電過程而致電源線插頭長時間帶電 。 安全標準規定 ， 當正在工作之中的機器電源線被拔掉時 ， 在兩秒鐘內 ， 電源線插頭兩端帶電的電壓(或對地電位)必須小于原來額定工作電壓的30% 。
【話說電容之十：電源輸入端的 X,Y 安全電容】同理 ， X 電容也是安全電容 ， 必須取得安全檢測機構的認證 。 X 電容的耐壓一般都標有安全認證標志和AC250V 或AC275V 字樣 ， 但其真正的直流耐壓高達2000V 以上 ， 使用的時候不要隨意使用標稱耐壓AC250V ， 或DC400V 之類的的普通電容來代用 。
X 電容一般都選用紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容 ， 這種電容體積一般都很大 ， 但其允許瞬間充放電的電流也很大 ， 而其內阻相應較小 。 普通電容紋波電流的指標都很低 ， 動態內阻較高 。 用普通電容代替X 電容 ， 除了耐壓條件不能滿足以外 ， 一般紋波電流指標也是難以滿足要求的 。
實際上 ， 僅僅依賴于Y 電容和X 電容來完全濾除掉傳導干擾信號是不太可能的 。 因為干擾信號的頻譜非常寬 ， 基本覆蓋了幾十KHz 到幾百MHz ， 甚至上千MHz 的頻率范圍 。 通常 ， 對低端干擾信號的濾除需要很大容量的濾波電容 ， 但受到安全條件的限制 ， Y 電容和X 電容的容量都不能用大;對高端干擾信號的濾除 ， 大容量電容的濾波性能又極差 ， 特別是聚脂薄膜電容的高頻性能一般都比較差 ， 因為它是用卷繞工藝生產的 ， 并且聚脂薄膜介質高頻響應特性與陶瓷或云母相比相差很遠 ， 一般聚脂薄膜介質都具有吸附效應 ， 它會降低電容器的工作頻率 ， 聚脂薄膜電容工作頻率范圍大約都在1MHz 左右 ， 超過1MHz 其阻抗將顯著增加 。
因此 ， 為抑制電子設備產生的傳導干擾 ， 除了選用Y 電容和X 電容之外 ， 還要同時選用多個類型的電感濾波器 ， 組合起來一起濾除干擾 。 電感濾波器多屬于低通濾波器 ， 但電感濾波器也有很多規格類型 ， 例如有：差模、共模 ， 以及高頻、低頻等 。 每種電感主要都是針對某一小段頻率的干擾信號濾除而起作用 ， 對其它頻率的干擾信號的濾除效果不大 。 通常 ， 電感量很大的電感 ， 其線圈匝數較多 ， 那么電感的分布電容也很大 。 高頻干擾信號將通過分布電容旁路掉 。 而且 ， 導磁率很高的磁芯 ， 其工作頻率則較低 。 目前 ， 大量使用的電感濾波器磁芯的工作頻率大多數都在75MHz 以下 。 對于工作頻率要求比較高的場合 ， 必須選用高頻環形磁芯 ， 高頻環形磁芯導磁率一般都不高 ， 但漏感特別小 ， 比如 ， 非晶合金磁芯 ， 坡莫合金等 。