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电源输入端的 X,Y 安全电容

作者:管理员时间:2021-06-02 00:02 次浏览

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在交流电源输入端,一般需要增加三个电容来抑制 EMI 传导干扰。...

电源输入端的 X,Y 安全电容

  在交流电源输入端,一般需要增加三个电容来抑制 EMI 传导干扰。


电源输入端的 X,Y 安全电容


  交流电源的输入一般可分为三根线:火线(L)/零线(N)/地线(G)。在火线和地线之间及在零线和地线之间并接的电容,一般称之为 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,所以它们都属于安全电容,要求电容值不能偏大,而耐压必须较高。一般地,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

  特别提示:Y 电容为安全电容,必须取得安全检测机构的认证。Y 电容的耐压一般都标有安全认证标志和 AC250V 或 AC275V 字样,但其真正的直流耐压高达 5000V 以上。因此,Y 电容不能随意使用标称耐压 AC250V,或 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,同样需要符合安全标准。因此,X 电容同样也属于安全电容 之一。X 电容的容值允许比 Y 电容大,但必须在 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%。

  同理,X 电容也是安全电容,必须取得安全检测机构的认证。X 电容的耐压一般都标有安全认证标志和 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 DC400V 之类的普通电容来代用。

  X 电容一般都选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容,这种电容体积一般都很大,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,除了耐压条件不能 满足以外,一般纹波电流指标也是难以满足要求的。

  实际上,仅仅依赖于 Y 电容和 X 电容来完全滤除掉传导干扰信号是不太可能的。因为干扰信号的频谱非常宽,基本覆盖了几十 KHz 到几百 MHz,甚至上千 MHz 的频率范围。通常,对低端干扰信号的滤除需要很大容量的滤波电容,但受到安全条件的限制,Y 电容和 X 电容的容量都不能用大;对高端干扰信号的滤除,大容量电容的滤波性能又极差,特别是聚脂薄膜电容的高频性能一般都比较差,因为它是用卷绕工艺生产的,并且聚脂薄膜介质高频响应特性与陶瓷或云母相比相差很远,一般聚脂薄膜介质都具有吸附效应,它会降低电容器的工作频率,聚脂薄膜电容工作频率范围大约都在 1MHz 左右,超过 1MHz 其阻抗将显著增加。

  因此,为抑制电子设备产生的传导干扰,除了选用 Y 电容和 X 电容之外,还要同时选用多个类型的电感滤波器,组合起来一起滤除干扰。电感滤波器多属于低通滤波器,但电感滤波器也有很多规格类型,例如有:差模、共模,以及高频、低频等。每种电感主要都是针对某一小段频率的干扰信号滤除而起作用,对其它频率的干扰信号的滤除效果不大。通常,电感量很大的电感,其线圈匝数较多,那么电感的分布电容也很大。高频干扰信号将通过分布电容旁路掉。而且,导磁率很高的磁芯,其工作频率则较低。目前,大量使用的电感滤波器磁芯的工作频率大多数都在 75MHz 以下。对于工作频率要求比较高的场合,必须选用高频环形磁芯,高频环形磁芯导磁率一般都不高,但漏感特别小,比如,非晶合金磁芯,坡莫合金等。

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