X电容及Y电容

现代电路和电子应用中的电容是平滑和滤波电源线及旁路信号不可或缺的无源器件。在AC/DC EMC滤波的应用中，用来过滤交流电源噪声的两种特殊的X和Y电容通常统称为 “安规电容” 。

本文将说明如何使用X或Y电容，以及为何这些安规电容在现代电路设计中至关重要。

何谓X电容

X电容通常被称为 “线对线” 或 “跨线” 电容，用来减少由交流电源的差模噪声引起的EMI/RFI。X电容跨接在火线和零线之间以过滤传导干扰、电压浪涌和电压瞬变引起的负面影响。X电容提供干净的交流信号给电路因此会受到所有交流线路变化的影响，如果超出电容的电压或功率阈值可能会造成危险。X电容由于特殊的设计，其失效模式为短路，过应力下产生短路触发断路器或保险丝断开。如果没有安装过电流保护装置或未做出反应，X电容将潜藏引起火灾的巨大风险。

何谓Y电容

Y电容通常称为 “线对地” 或 “旁路” 电容，跨接在火线与地线之间以处理由共模噪声引起的EMI/RF。Y电容还可能因传导干扰、过电压浪涌和电压瞬变而受到交流线路变化的影响，如果超出电容阈值会导致电容故障并造成危险。Y电容的特殊设计与X电容不同，其失效模式为开路，导致电路会受到未滤波交流电源的影响。Y电容引起火灾的风险较低。

安规电容分类

X电容 (线对线)
Y电容 (线对地)

图片来源：All About Circuits

安规电容分类

与许多安全关键器件一样，安规电容的容量和阈值是以各种标准和相应的分类来标示。定义安规电容的标准有很多，例如IEC 60384-14、UL 1414、UL 1283、CAN/CSA C22.2 No.1和CAN/CSA 384-14。最常见的标准IEC 60384-14定义了X和Y电容安全等级的峰值脉冲电压。

根据IEC 60384-14，X电容的分类如下：

 - 分类X3 – 值脉冲电压小于或等于 1.2kV

 - 分类X2 – 峰值脉冲电压小于或等于2.5kV

 - 分类X1 – 峰值脉冲电压在2.5kV至小于或等于4.0kV之间

根据IEC 60384-14，Y电容的分类如下：

 - 分类Y4 – 额定电压小于 150VAC

 - 分类Y3 – 额定电压小于或等于150VAC至250VAC

 - 分类Y2 – 额定电压小于或等于150VAC至300VAC

 - 分类Y1 – 额定电压小于或等于500VAC

X和Y电容的类型

X和Y安规电容过滤交流信号并降低EMI，因此它们直接连接危险的交流电源电压，所以必须认证为 “安规电容” 以确保在此条件下安全工作。安全滤波电路中使用的安规电容有各种类型。虽然应用不仅于此，但陶瓷表面贴焊和陶瓷盘式安规电容通常用在抑制干扰、交流线路滤波的应用上，而薄膜电容通常用来衰减传导发射。

陶瓷电容或薄膜电容皆可作为X或Y电容，但电容的形状和特性等因素会使某一个类型的电容更适合某些应用。陶瓷电容常用在天线耦合、初级和次级耦合如开关电源，以及抑制线路干扰如电动机控制、继电器、开关电源和逆变器的高速开关控制。薄膜电容具有自愈特性，因此非常适合电容式电源、电表、汽车应用以及恶劣的环境条件。

结论

X和Y电容对交流电源线路进行滤波以降低敏感的电子应用的EMI和RFI。X和Y电容各有分类，具有承受不同等级的连续交流电、峰值脉冲电压和电压瞬变的能力。无论何种应用安规电容都是必不可少的，可以为信号敏感的电子设备供电，同时还能降低造成火灾或电击的风险。