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        安規電容電路詳細解說

        文章出處:東莞市瓷谷電子科技有限公司 發表時間:2019.10.14

        安規電容分為X電容和Y電容,它們用于EMI/RFI 抑制中。EMI(Electro Magnetic Interference)意為電磁干擾,RFI(Radio Frequency Interference)意為射頻干擾。

        圖2-89所示是X電容和Y電容應用電路,這是開關電源的220 V 交流輸入電路,也稱為瞬變濾波電路或稱為EMI濾波器。電路中的R1為壓敏電阻器,L1和L2是鐵氧體線圈,FU1為熔斷器。


        圖2-90是開關電源中的X電容器和Y電容器實物圖。


        EMI濾波器作用提示
        EMI濾波器設置在220 V交流電進線與整流電路之間,用來濾除市電網中的電壓瞬變和高頻干擾,同時也防止開關電源中的開關管產生的高頻干擾傳輸到市電網中,形成對其他用電器的高頻干擾。

        1.差模高頻干擾信號與X電容電路分析

        220 V 交流電進線為兩根,一是火線,二是零線。這兩根線上會產生兩種高頻干擾信號,即差模高頻干擾信號和共模高頻干擾信號,如圖2-91所示。

        從圖中可以看出,高頻干擾信號U1和U2方向相同,且它們大小相等,這樣的兩個信號稱為共模信號;高頻干擾信號U3和U4方向相反,且它們大小相等,這樣的兩個信號稱為差模信號。


        在電路中接入X電容C3后,由于高頻干擾信號頻率比較高,C3對高頻干擾信號的容抗小,這樣差模高頻干擾信號通過X電容C3成回路,如圖2-92所示,而不能加到后面的整流電路中,達到消除差模高頻干擾信號的目的。


        2.共模高頻干擾信號與Y電容電路分析

        圖2-93是Y電容消除共模高頻干擾信號示意圖,抑制共模高頻干擾信號必須用兩只Y電容,因為火線和零線上都有高頻干擾信號。


        火線上的共模高頻干擾信號通過Y電容C1到地線,零線上的共模高頻干擾信號通過Y電容C2到地線,這樣共模高頻干擾信號就不能加到后面的電路中,達到抑制共模高頻干擾信號的目的。

        X電容器要求提示
        對安規電容器的基本要求是,X或Y電容器失效后,不會導致電擊,也不危及人身安全,為此X電容器和Y電容器都需要取得安全檢測機構的認證,如 UL、CSA 等標識,并在電容器外殼上標出這些標記。圖2-94所示是X電容器和Y電容器實物照片。


        圖2-94 X 電容器和Y電容器實物照片

        X電容器通常是黃色的方形電容器,Y電容器則多為橙色或藍色的圓形電容器。安規電容器上會標出耐 壓 AC 250 V 或 AC 275 V, 但是它們真正的直流耐壓高達 5 000 V以上,所以不得隨意使用標稱耐壓AC 250 V 或 者 DC 400 V 之 類 的普通電容器代用。

        由于火線與零線之間直接接X電容器,它主要受電壓峰值的影響,為了避免短路,重點關心的參數是耐壓等級,在電容值上沒有定限制值。

        在安規標準中,安規電容器分有安全等級,即應用中允許的峰值脈沖電壓。X電容器按脈沖電壓大小分為X1、X2 和 X3 三種安全等級。它們的區別主要在耐壓參數上:

        X1 >2.5 kV,X1≤4.0 kV;

        X2 ≤2.5 kV;

        X3 ≤1.2 kV。

        Y電容器要求提示
        火線與地線直接接Y電容器,這時主要涉及漏電安全的問題,因此Y電容器重點關注的參數是絕緣等級,按絕緣等級分,Y電容器有多種:Y1、Y2、Y3和Y4。

        Y1電容器雙重絕緣或加強絕緣≥250 V,耐高壓大于8 kV;

        Y2電容器基本絕緣或附加絕緣≥150 V、 ≤250 V,耐高壓大于5 kV;

        Y3電容器基本絕緣或附加絕緣≥150 V、 ≤250 V;

        Y4電容器基本絕緣或附加絕緣<150 V,耐高壓大于2.5 kV。

        太大容量的Y電容器會在電源斷電后對人和元器件產生不良影響,所以Y電容器的電容量必須受到限制。規定Y電容器的容量應不大于0.1 mF。Y電容器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面有足夠的安全余量,避免在極端惡劣環境條件下出現擊穿短路現象,Y電容器的耐壓性能對保護人身安全具有重要意義。

        3.安規電容認證標記

        表2-11所示是主要國家安規電容認證標記。


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