電容作用以及X電容和Y電容的區(qū)別

作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種：

1、應用于電源電路，實現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲能方面電容的作用，下面分類詳述之：

1)濾波

濾波是電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上(即假設電容為純電容)說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容并聯(lián)了一個小電容，這時大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000uF)濾低頻，小電容(20pF)濾高頻。

曾有網(wǎng)友將濾波電容 比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。 它把電壓的變動轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。

2)旁路

旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放 電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大 電流毛刺時的電壓降。

3)去藕

去藕，又稱解藕。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負載。如果負載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻(特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈)，這種電流相對 于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結合起來將更容易理解。旁路電容實際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗泄防 途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10uF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動 電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質(zhì)區(qū)別。

4)儲能

儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000uF之間的鋁電解電容器(如EPCOS公司的 B43504或B43505)是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式， 對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。

2、應用于信號電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時間常數(shù)的作用：

1)耦合

舉個例子來講，晶體管放大器發(fā)射極有一個自給偏壓電阻，它同時又使信號產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合，這個電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件，如果在這個電阻兩端并聯(lián)一個電容，由于適當容量的電容器對交流信號較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應，故稱此電容為去耦電容。

2)振蕩/同步

包括RC、LC振蕩器及晶體的負載電容都屬于這一范疇。

3)時間常數(shù)

這就是常見的 R、C 串聯(lián)構成的積分電路。當輸入信號電壓加在輸入端時，電容(C)上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻(R)、電容(C)的特性通過下面的公式描述：

i = (V/R)e-(t/CR)

 

 

電容作用以及X電容和Y電容的區(qū)別

在交流電源輸入端,一般需要增加3個安全電容來抑制EMI傳導干擾。交流電源輸入分為3個端子：火線（L）/零線（N）/地線（G）。在火線和零線抑制之間并聯(lián)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,同樣需要符合相關安全標準。X電容同樣也屬于安全電容之一。根據(jù)實際需要,X電容的容值允許比Y電容的容值大,但此時必須在X電容的兩端并聯(lián)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(guī)定,當正在工作之中的機器電源線被拔掉時,在兩秒鐘內(nèi),電源線插頭兩端帶電的電壓(或?qū)Φ仉娢?必須小于原來額定工作電壓的30%。

在火線和地線之間以及在零線和地線之間并接的電容,一般統(tǒng)稱為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。它們都屬于安全電容,從而要求電容值不能偏大,而耐壓必須較高。一般情況下,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（472）。
特別指出：
作為安全電容之一的X電容,也要求必須取得安全檢測機構的認證。X電容一般都標有安全認證標志和耐壓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或者DC400V之類的的普通電容來代用。作為安全電容的Y電容,要求必須取得安全檢測機構的認證。Y電容外觀多為橙色或藍色,一般都標有安全認證標志（如UL、CSA等標識）和耐壓AC250V或AC275V字樣。然而,其真正的直流耐壓高達5000V以上。 必須強調(diào),Y電容不得隨意使用標稱耐壓AC250V或者DC400V之類的普通電容來代用。

通常,X電容多選用耐紋波電流比較大的聚脂薄膜類電容。這種類型的電容,體積較大,但其允許瞬間充放電的電流也很大,而其內(nèi)阻相應較小。普通電容紋波電流的指標都很低,動態(tài)內(nèi)阻較高。用普通電容代替X電容,除了電容耐壓無法滿足標準之外,紋波電流指標也難以符合要求。

根據(jù)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: (耐直流電壓等級)

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

它們用在電源濾波器里,起到電源濾波作用,分別對共模,差模工擾起濾波作用.

安規(guī)電容是指用于這樣的場合，即電容器失效后，不會導致電擊，不危及人身安全. 它包括了X電容和Y電容。

x電容是跨接在電力線兩線（L-N）之間的電容，一般選用金屬薄膜電容；Y電容是分別跨接在電力線兩線和地之間（L-E，N-E）的電容，一般是成對出現(xiàn)。基于漏電流的限制，Y電容值不能太大，一般X電容是uF級，Y電容是nF級。X電容抑制差模干擾，Y電容抑制共模干擾。

安規(guī)電容安全等級

安規(guī)電容安全等級 應用中允許的峰值脈沖電壓 過電壓等級（IEC664）
X1 ＞2.5kV ≤4.0kV Ⅲ
X2 ≤2.5kV Ⅱ
X3 ≤1.2kV ——

安規(guī)電容安全等級 絕緣類型 額定電壓范圍

Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥ 250V
Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V
Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V
Y4 基本絕緣或附加絕緣 ＜150V

Y 電容的電容量必須受到限制，從而達到控制在額定頻率及額定電壓作用下，流過它的漏電流的大小和對系統(tǒng)EMC性能影響的目的。
GJB151規(guī)定Y電容的容量應不大于0.1uF。Y電容除符合相應的電網(wǎng)電壓耐壓外，還要求這種電容器在電氣和機械性能方面有足夠的安全余量，避免在極端惡劣環(huán)境條件下出現(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象，Y電容的耐壓性能對保護人身安全具有重要意義。

再補充一點選擇應注意的地方：

一.抑制電源電磁干擾用電容器

當在電源跨線電路中使用電容器來消除噪音時，不僅僅只有正常電壓，還必須考慮到異常的脈沖電壓（如閃電）的產(chǎn)生，這可能會導致電容器冒煙或者起火。所以，跨線電容器的安全標準對于在不同國家有嚴格規(guī)定，故必須使用經(jīng)過安全認證的電容器。

二.不允許將直流電容器用作跨線電容器使用：

對于X2類抑制電源電磁干擾用電容器應適用于在電容器失效時不會導致電擊危險的場合，如電源跨線路連接，可承受2.5kV的脈沖電壓。

對于Y2類抑制電源電磁干擾用電容器應適用于在電容器失效時不會導致電擊危險的場合，用于電源跨線路連接時，能承受5kV的脈沖電壓沖擊，不致發(fā)生擊穿現(xiàn)象。

1. X電容，聚苯乙烯（薄膜乙烯）電容，聚苯乙烯 的耐電壓較高，適合EMI 電路的高壓脈沖吸收作用。

2.容量計算：一般兩級X電容，前一級用0.47uF,第二基用0.1uF；單級則用0.47uF.目前還沒有比較方便的計算方法。（電容容量的大小 和電源的功率無直接關系）

X電容所說的是峰值電壓，不是額定電壓，X電容一般用MPX（金屬化聚丙烯模電容）他們的額定電壓也是幾百伏，如一種X2標示為MPX-X2-250VAC/275VAC。

電容作用以及X電容和Y電容的區(qū)別