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什麼是安規電容 X 電容 Y電容?
在交流電源輸入端,一般需要增加3個安全電容來抑製EMI傳導幹擾。交流電源輸入分為3個端子:火線(L)/零線(N)/地線(G)。在火線和零線抑製之間並聯的電容,一般稱之為X電容。由於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電容同樣也屬於安全電容之一。根據實際需要,X電容器的容值允許比Y電容器的容值大,但此時必須在X電容器的兩端並聯一個安全電阻,用於防止電源線拔插時,由於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,在兩秒鍾內,電源線插頭兩端帶電的電壓(或對地電位)必須小於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並接的電容,一般統稱為Y電容。 這兩個Y電容器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。它們都屬於安全電容,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)。 |
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X電容和Y電容的等級
根據IEC 60384-14,電容器分爲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電容底下又分爲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電容底下又分爲Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差別在於: 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 |
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X安規電容與Y安規電容的應用
X安規電容與Y安規電容,它們用在電源濾波器裏,產生電源濾波作用,分別對共模,差模干擾起濾波作用. 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。基於漏電流的限製,Y電容值不能太大,一般X電容是uF級,Y電容是nF級。X電容抑製差模干擾,Y電容抑製共模干擾。 Y 電容的電容量必須受到限製,從而達到控製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係統EMC性能影響的目的。 GJB151規定Y電容的容量應不大於0.1uF。Y電容除符合相應的電網電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機械性能方麵有足夠的安全餘量,避免在極端惡劣環境條件下出現擊穿短路現象,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.抑製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,不僅僅隻有正常電壓,還必須考慮到異常的脈衝電壓(如閃電)的產生,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於在不同國家有嚴格規定,故必須使用經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: 對於X2類抑製電源電磁干擾用電容器應適用於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的脈衝電壓。 對於Y2類抑製電源電磁干擾用電容器應適用於在電容器失效時不會導致電擊危險的場合,用於電源跨線路連接時,能承受5kV的脈衝電壓衝擊,不致發生擊穿現象。 |
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何謂電容?
在電路學裏,給定電勢差,電容器儲存電荷的能力,稱為電容(capacitance),標記為C。採用國際單位制,電容的單位是法拉(farad),標記為F。 平行板電容器是一種簡單的電容器,是由互相平行、以空間或介電質隔離的兩片薄板導體構成。假設這兩片導板分別載有負電荷與正電荷,所載有的電荷量分別為、,兩片導板之間的電勢差為,則這電容器的電容為 - 。
1法拉等於1庫侖每伏特,即電容為1法拉的電容器,在正常操作範圍內,每增加1伏特的電勢差可以多儲存1庫侖的電荷。 電容器所儲存的能量等於充電所做的功。思考前述平行板電容器,搬移微小電荷元素從帶負電薄板到帶正電薄板,每對抗1伏特的電勢差,需要做功: - 。
將這方程式積分,可以得到儲存於電容器的能量。從尚未充電的電容器()開始,搬移電荷從帶負電薄板到帶正電薄板,直到這兩片薄板分別擁有電荷量、,所需要做的功為 - ;
其中,是儲存的能量。 |
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塑膠電容器(X1,X2,Y1,Y2)的單位
一般來說,1法拉算是很大的電容,大多數用於電子電路的電容器,其電容會小於法拉幾個數量級。所以,常用的單位有較小的「微法拉」(microfarad,μF),等於法拉;以及「納法拉」(nanofarad,nF),等於法拉;以及更小的「皮法拉」(picofarad,pF),等於法拉。 |
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小尺寸安規電容器
我們專為客戶開發的小尺寸安規電容器,不但可以減少體積大小,對於客戶端的應用更是能縮小PCB板的尺寸. 目前致力於PITCH:7.5mm的X2小尺寸安規電容器應用於power line communication可說是相當的普遍. 小尺寸安規電容器的規格,2200PF(0.0022UF)~150000PF(0.15UF)/300VAC, PITCH=7.5mm. |
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薄型PFC塑膠電容
我們專為客戶開發的薄型塑膠電容器,不但可以減少體積大小,對於客戶端的應用更是能縮小PCB板的尺寸. 薄型電容器目前應用於LIGHTING 產業,尤其是LED 的PFC迴路上,可說是相當的普遍.故有PFC電容器之稱.
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Y2 Metallized Polypropylene 與 Y2 Ceramic 的差異?
薄膜Y電容與陶瓷Y電容的比較如下: 薄膜Y電容有低漏電流的特性, 其漏電流值約為陶瓷Y電容的1/10. 薄膜Y電容可做到最大0.1UF, 而陶瓷Y電容最大僅能到0.01UF. 薄膜Y電容,溫度VS容值的特性跟NPO幾乎一樣穩定.
以下是有關陶瓷Y電容 材質vs 容值變化率:
Y5V 材質 ,價格最便宜,容值變化率約最大-90%,也就是說當溫度到達85度C, 以一顆 1000P的電容, 電容值剩下約100PF.
Y5U 材質 ,價格比Y5V貴,容值變化率約最大-60%,也就是說當溫度到達85度C, 以一顆1000P的電容, 電容值剩下約400PF.
Y5P 材質 ,價格又比Y5V貴,容值變化率約最大-10%,也就是說當溫度到達85度C, 以一顆1000P的電容, 電容值剩下約900PF.
SL材質 ,價格只比NPO便宜一點, 容值變化率約為-240PPM, 也就是說當溫度到達85度C,以一顆1000P的電容, 電容值還剩下約976PF.缺點是只能做到220pf.
NPO(CGO) 材質, 價格最貴, 容值變化率約為+-0, 也就是說當溫度到達85度C, 以一顆100P的電容, 電容值幾乎不會掉.但是缺點是只能做到100pf左右.
所以選用的材料,就看設計者的應用了.
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