Y电容对电源的影响
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交流电源输入分为3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G).在火线和地线之间以及在零线和地线之间并接的电容,一般统称为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.它们都属于安全电容,从而要求电容值不能偏大,而耐压必须较高.一般情况下,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(472).特别指出:作为安全电容的Y电容,要求必须取得安全检测机构的认证.Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志(如UL、CSA等标识)和耐压AC250V或AC275V字样.然而,其真正的直流耐压高达5000V 以上. 必须强调,Y电容不得随意使用标称耐压AC250V或者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,同样需要符合相关安全标准.X电容同样也属于安全电容之一.根据实际需要,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在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%.作为安全电容之一的X电容,也要求必须取得安全检测机构的认证.X电容一般都标有安全认证标志和耐压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 或者DC400V之类的的普通电容来代用.通常,X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容.这种类型的电容,体积较大,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,除了电容耐压无法满足标准之外,纹波电流指标也难以符合要求.安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kV ⅢX2 ≤2.5kV ⅡX3 ≤1.2kV I安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围Y1 双重绝缘或加强绝缘≥ 250VY2 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY3 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY4 基本绝缘或附加绝缘 <150V好文!能不能说明一下X/Y电容对EMI特性的影响啊?谢谢回复第2贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第3贴2006-09-15 11:00X电容接在L,N之间,降低的是差模部分的一些干扰.差模主要集中在1M以下的频率.Y电容是L,N与大地PE之间的,主要是为高频信号提供最快捷的回路通道,降低高频信号给系统带来的影响. X电容一般取值在100nF~2.2U之间,我一般用470nF,差模部分干扰严重的时候我一般用680nF.但是我见过别人用2.2UF的,似乎过于奢侈.因为这个电容是很贵的.Y电容取值切不可过大,一般有1nF,2.2nF,4.7nF可供选择.我一般选用2.2nF.Y电容选取切要注意.并不是越大越好,建议不要超过10nF,取值太大,与大地之间的漏电流就会变大,不符合安规的要求,会有安全隐患.比如有些电器,用起来有时候麻手,就是这个原因.至于X,Y电容消除干扰的原理,本贴暂不作讨论.大家只要了解一下,X电容主要消除1M一下差模部分的干扰,Y电容是消除1M以上高频部分的干扰就可以了.回复第3贴编辑好评(0) 差评(0)heaven_meng 等级: 论坛积分:138 发贴数:521 第5贴2006-09-15 14:22我记得在用用X电容是,其植小于0.22uF是可以不用外接电阻,大于或等于时一定要接,是吗?回复第5贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第6贴2006-09-15 14:42X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%.所以一定要接.680nF以上的时候我才接,一般我不接.另外,线路本身也有内阻,母线上的大的电解电容自身也有ESR,所以一般我都不接,会影响效率的.回复第6贴编辑好评(0) 差评(0)deep_thought 等级: 论坛积分:208 发贴数:328 第7贴2006-09-15 20:11我记得IEC60950规定容量大于0.1uF的要接电阻放电,有放电常数要求.回复第7贴编辑好评(0) 差评(0)greatcn 等级: 论坛积分:28 发贴数:386 第9贴2006-09-15 21:13我只是说我的经验.100nF没有必要加放电电阻.回复第9贴编辑好评(0) 差评(0)lose52068 等级: 论坛积分:138 发贴数:174 第15贴2007-08-01 13:47 七学到了知识,谢谢但我还想问下,关于Y电容的选取,什么时候选Y1,什么时候选Y2选择Y2的时候是否需要用两个串联? 另外1NF 2.2NF 4.7NF 该怎么选呢?回复第15贴编辑好评(0) 差评(0)benchen 等级: 论坛积分:37 发贴数:14 第18贴2007-08-09 23:08 四X cap 主要消switching frequency的奇數諧波,一般common choke都要搭配X cap使用Y cap 的功能要仔細了解,其主要功用是跨primary and secondary ,做虛接地用, 也就是當高頻noise時,讓2側成為同電位狀態,讓2次側的noise不是floating狀態,一浮接,那就是一個很大的dbuV,影響EMI很大回复第18贴编辑好评(0) 差评(0)fbzping 等级: 论坛积分:30 发贴数:56 第4贴2006-09-15 11:59good回复第4贴编辑好评(0) 差评(0)lformat 等级: 论坛积分:23 发贴数:45 第8贴2006-09-15 20:19very goodUp !~~~回复第8贴编辑好评(0) 差评(0)kelly_liu 等级: 论坛积分:119 发贴数:27 第10贴2007-01-05 11:43大师级人物回复第10贴编辑好评(0) 差评(0)张克克等级: 论坛积分:390 发贴数:449 第11贴2007-01-05 22:35长知识了,学习中……回复第11贴编辑好评(0) 差评(0)ltewu 等级: 论坛积分:6 发贴数:8 第12贴2007-01-07 20:30 十看了你的贴,现在对XY电容又有了信的认识回复第12贴编辑好评(0) 差评(0)pudafu1 等级: 论坛积分:117 发贴数:74 第13贴2007-01-08 09:12 九好贴!顶!回复第13贴编辑好评(0) 差评(0)jonis 等级: 论坛积分:45 发贴数:8 第14贴2007-01-08 21:31 八真的不錯啊讓我知道了XY電容的取值問題回复第14贴编辑好评(0) 差评(0)小浩等级: 论坛积分:106 发贴数:92 第16贴2007-08-09 08:46 六顶回复第16贴编辑好评(0) 差评(0)310555397 等级: 论坛积分:3 发贴数:46 第17贴2007-08-09 17:19 五顶......回复第17贴编辑好评(0) 差评(0)江湖电源等级: 论坛积分:812 发贴数:743 第19贴2007-08-10 08:01 三好贴回复第19贴编辑好评(0) 差评(0)lose52068 等级: 论坛积分:138 发贴数:174 第20贴2007-08-11 08:24 二但我还想问下,关于Y电容的选取,什么时候选Y1,什么时候选Y2选择Y2的时候是否需要用两个串联? 另外1NF 2.2NF 4.7NF 该怎么选呢?回复第20贴编辑好评(0) 差评(0)liufeng1000 等级: 论坛积分:1 发贴数:1 第21贴2007-08-11 14:53 一。
y电容在电器中的作用电容是一种存储电荷的器件,其作用是在电路中储存和释放电能。
在电器中,y电容起着重要的作用,可以说是电器运行的关键之一。
y电容在电器中能够起到滤波的作用。
在电源中,常常会有一些高频杂波和电压干扰,这些干扰会对电器的正常工作造成影响。
而通过在电路中加入y电容,可以将这些杂波滤除,使得电器能够获得更加稳定的电压和电流供应,从而保证电器的正常运行。
y电容还可以在电器中实现电能的传递和转换。
在电路中,y电容可以将电能从一个位置传递到另一个位置。
例如,在电源和电路之间,y电容可以作为电能传递的媒介,将电源提供的电能传递到电路中,从而使得电路中的元件得到正常的工作电压。
此外,在一些电器中,y电容还可以将交流电转换为直流电,或者将直流电转换为交流电,从而适应不同的工作需求。
y电容还可以在电器中实现电路的启动和保护。
在一些电动设备中,启动时需要较大的电流来推动设备的起动,这时可以通过在电路中加入y电容,利用其储存和释放电荷的特性,提供较大的电流输出,从而实现设备的启动。
同时,y电容还可以在电路中起到保护的作用。
在电路中,当电压突变或者电流过大时,y电容可以吸收这些过电压或过电流,保护其他电器元件不受损坏。
y电容还可以在电器中实现信号的传输和处理。
在一些通信设备中,y电容可以作为电路的耦合元件,将信号从一个电路传递到另一个电路。
同时,y电容还可以对信号进行滤波和调节,使得信号能够更好地适应接收电路的要求,从而实现信号的稳定传输和处理。
y电容在电器中起到了多种作用。
它可以滤除电源中的杂波和干扰,保证电器的正常工作;它可以实现电能的传递和转换,适应不同的工作需求;它可以实现电路的启动和保护,保护其他电器元件的安全;它还可以实现信号的传输和处理,保证信号的稳定传输和处理。
在电器中,y电容的作用不可忽视,它是电器运行的重要组成部分。
Y1Y2电容基本知识资料
Y1电容是一种陶瓷电容器,被设计为在交流电路中起到抑制干扰并
提供安全隔离的作用。
它一般用于电源输入环节,具有高电压稳定性和抑
制电磁干扰的能力。
Y1电容的额定电压一般为250VAC,容量通常在
0.001μF到0.47μF之间。
Y1电容与电源线之间使用金属电极连接,并在其引线上加入保护管,以提供足够的电气隔离和安全性。
此外,Y1电容还需要通过一系列严格
的安全测试和标准,如耐压测试、阻燃性测试等。
它们的标记为“Y1”或“X1”,代表了不同的浪涌等级。
Y2电容也是一种陶瓷电容器,但它被设计为在交流电路中起到抑制
干扰的作用,而不提供安全隔离。
Y2电容一般用于电源输出环节,具有
自愈性和抗高温性能。
Y2电容的额定电压一般为250VAC,容量通常在
0.001μF到2.2μF之间。
与Y1电容类似,Y2电容的引线上也加有保护管,以提供电气隔离和
安全性。
此外,Y2电容也需要通过一系列严格的安全测试和标准,如耐
压测试、阻燃性测试等。
它们的标记为“Y2”或“X2”,代表了不同的浪
涌等级。
Y1和Y2电容器的主要功能是用于滤波作用,阻止高频噪声和干扰信
号进入电源线,从而保护电子设备免受电磁干扰的影响。
它们可以有效地
抑制射频噪声和过电压,提高电子产品的可靠性,降低故障率。
共模电感y电容共模电感和Y电容是电子电路中常用的无源元件,它们在电路中起到滤波、隔离和抑制干扰的作用。
共模电感主要用于抑制共模干扰,而Y电容则用于抑制差模干扰。
本文将对共模电感和Y电容的原理、特性和应用进行详细介绍。
一、共模电感1. 原理共模电感(Common Mode Choke)是一种用于抑制共模干扰的电感器。
共模干扰是指两个输入端或两个输出端之间的干扰信号,这种干扰信号在同一时刻同时作用于两个输入端或输出端,导致电路性能下降。
共模电感通过产生一个与共模干扰信号相反的磁场,从而抵消共模干扰信号,达到抑制干扰的目的。
2. 特性共模电感的主要特性包括:高阻抗、低漏感、高饱和电流、良好的温度稳定性等。
这些特性使得共模电感在抑制共模干扰方面具有很好的效果。
3. 应用共模电感广泛应用于各种电子设备中,如通信设备、计算机、家用电器等。
在这些设备中,共模电感可以有效地抑制电源线、信号线等线路上的共模干扰,提高设备的可靠性和稳定性。
二、Y电容1. 原理Y电容(Y Capacitor)是一种用于抑制差模干扰的电容器。
差模干扰是指两个输入端或两个输出端之间的干扰信号,这种干扰信号在不同时刻分别作用于两个输入端或输出端,导致电路性能下降。
Y电容通过产生一个与差模干扰信号相反的电场,从而抵消差模干扰信号,达到抑制干扰的目的。
2. 特性Y电容的主要特性包括:高电容值、低损耗、良好的频率特性、高电压耐受能力等。
这些特性使得Y电容在抑制差模干扰方面具有很好的效果。
3. 应用Y电容广泛应用于各种电子设备中,如通信设备、计算机、家用电器等。
在这些设备中,Y电容可以有效地抑制电源线、信号线等线路上的差模干扰,提高设备的可靠性和稳定性。
三、共模电感和Y电容的组合应用在实际电路设计中,共模电感和Y电容经常组合使用,以实现更好的干扰抑制效果。
共模电感和Y电容的组合可以有效地抑制电源线、信号线等线路上的共模干扰和差模干扰,提高设备的可靠性和稳定性。
X电容与Y电容的作用交流电源3个端子:火线(L)/零线(N)/地线(G)。
L和G之间以及在N和G之间并接的电容称为Y电容。
引起电子设备漏电或机壳带电。
电容要求,工作在亚热带的机器,对地漏电电流不能超过0.7mA;工作在温带机器,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(472).Y电容外观多为橙色或蓝色,一般都标有安全认证标志(如UL、CSA等标识)和耐压AC250V或AC275V字样.然而,其真正的直流耐压高达5000V以上。
L和NN之间并联的电容N称为X电容,X电容的容值允许比Y电容的容值大,但此时必须在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%.X电容有安全认证标志和耐压AC250V或AC275V字样,但其真正的直流耐压高达2000V以上。
通常,X电容多选用纹波电流比较大的聚脂薄膜类电容.这种类型的电容,体积较大,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。
安规电容是指用于这样的场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kVⅢX2 ≤2.5kVⅡX3 ≤1.2kV I安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围Y1 双重绝缘或加强绝缘≥ 250VY2 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY3 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY4 基本绝缘或附加绝缘 <150V。
X电容与Y电容的区别:1.X和Y电容都是安全电容,区别是X电容接在输入线两端用来消除差模干扰,Y电容接在输入线和地线之间,用来消除共模干扰;2. X电容采用塑封的方形高压CBB电容,CBB电容不但有更好的电气性能,而且与电源的输入端并联可以有效的减小高频脉冲对开关电源的影响。
3. Y电容---有高压瓷片的。
Y型电容连接在相线与地线之间。
为了不超过相关安全标准限定的地线允许泄漏值,这些电容的值大约在几nF。
一般地,Y电容应连接到噪声干扰较大的导线上;4. Y电容分为Y1电容和Y2电容,Y1属于双绝缘Y电容,用于跨接一二次侧.Y2则属于基本单绝缘Y电容,用于跨接一次侧对保护大地即FG线。
5. 安规电容是指用于这样场合,即电容器失效后,不会导致电击,不危及人身安全.6. X安规电容安全等级应用中允许的峰值脉冲电压过电压等级(IEC664)X1 >2.5kV ≤4.0kV SWX2 ≤2.5kV IY-F 6bXVX3 ≤1.2kV T.S7.Y安规电容安全等级绝缘类型额定电压范围Y1 双重绝缘或加强绝缘≥ 250VY2 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY3 基本绝缘或附加绝缘≥150V ≤250VY4 基本绝缘或附加绝缘 <150V8.X电容抑制差模干扰 Y电容抑制共模干扰9.根据IEC 60384-14,电容器分为X电容及Y电容,9.1X电容是指跨于L-N之间的电容器。
9.2. Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器。
(L=Line, N=Neutral,G=Ground) 。
9.2.1.)加Y-CAP最重要的目的是为了过EMI9.2.2.)现在大多人不想加Y-CAP,有两点:a.是为了降低成本,一个Y-CAP有0.3RMB,现在大家都在进行NO Y设计b.我们的开关电源在一些音频设备上使用时有很多的困扰,比如mp3用开关电源就没有用线性电源好,固定台电话,ADSL用开关电源就会有噪音;9.3. 安规对Y-CAP没有说一定要加,只要你的EMI能过就可以,Y-CAP太大会影响漏电流等级,例如X1/X2/X3。
电源无Y电容设计怎样兼顾EMI摘要:本篇文章的主角Y电容是硬件工程师再熟悉不过的元件了,那么Y电容在电源中的作用是什么?Y电容的取舍到底应该考虑哪些因素,下面就来一起分析一下。
电源设计中Y电容是起到什么作用?EMI设计与那部分关系较大?哪些设计及应用中对漏电流比较关注?我们带着这些问题接着往下看。
到底他们三者间有什么样的联系与矛盾,本文会有你要的答案。
1.1 Y电容在电磁骚扰中的作用开关电源工作时,电源变压器的寄生电容将共模骚扰传递到后级电路上,经后级电路后,共模骚扰会通过与大地的寄生电容传递到大地,再由大地传递到传导测试仪器(LISN),最后回到初级,共模骚扰传输路径如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.1黑色箭头所示。
如果没有Y电容,绝大部分的共模骚扰都会经大地流经LISN回到初级,导致LISN检测到的传导骚扰超标。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.1 无Y电容传导骚扰传递方向故一般电源设计都会在初级整流地与次级地之间加入Y电容,如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.2所示,从图中看出,Cy将原来流经大地的共模干扰旁路到初级整流地,从而大幅减少流经大地的共模干扰。
如红色虚线标示的传输路径,通过增加外电容后,大大减少了LISN检测到的干扰噪声,从而使电源通过相关传导骚扰测试。
图错误!文档中没有指定样式的文字。
.2 加入Y电容传导骚扰传递方向因此,Y电容在电源中为初级和次级之间提供了一条共模噪声通路,使得大部分共模噪声在电源内部流动,减少了通过电源输入线及输出线向外传导及辐射的干扰。
1.2 Y电容导致的漏电流的影响加入Y电容后,我们需要考虑安规方面初次级的漏电流问题,以及由于漏电流存在导致的测量误差问题。
一般安规漏电流比较容易满足,而在一些测试系统或仪器中,如电能表、功率分析仪、电能检测系统等设备中,漏电流会流过采样电阻,从而影响电流的采用精度,具体如图错误!文档中没有指定样式的文字。
.3中右侧红色虚线所示。
y电容在电器中的作用电容是一种常见的电子元件,在电路中起着重要的作用。
y电容作为一种常用的电容器,广泛应用于各类电器中,发挥着重要的作用。
y电容在电器中起到了储能的作用。
当电源供电时,y电容会吸收电荷并储存起来,当电源断开时,y电容会释放储存的电荷,保证电路中的电能持续供应,从而使电器能够正常工作。
这种储能的作用在电器中尤为重要,尤其是对于需要稳定电流供应的电路来说,y 电容的作用不可或缺。
y电容还能起到滤波的作用。
在电器中,常常会出现电流或电压的波动现象,这会对电器的正常运行产生不利影响。
y电容可以通过吸收或释放电荷,平衡电流或电压的波动,从而减小波动对电器的影响。
特别是对于需要稳定电源的电器,y电容能够有效地减小电源波动,保证电器的正常运行。
y电容还具有隔直流和通交流的作用。
在电器中,很多电路需要将交流信号转换为直流信号,或者将直流信号转换为交流信号。
y电容可以通过吸收或释放电荷,使得电流只通过交流信号,而阻隔直流信号。
这就实现了交流信号和直流信号的分离,保证了电器正常工作。
y电容还可以用于电器中的保护作用。
在电路中,很多元件很容易受到过电压或过电流的损害,y电容可以作为一个保护元件,吸收过电压或过电流,保护其他元件的安全。
这种保护作用在电器中尤为重要,能够有效延长电器的使用寿命。
y电容还可以用于电器中的信号处理。
在电路中,很多信号需要经过处理才能得到需要的结果,y电容可以通过吸收或释放电荷,改变信号的幅度或频率,从而实现对信号的处理。
这种信号处理的作用在电器中尤为重要,能够提高电器的工作效率和精度。
总的来说,y电容在电器中起到了储能、滤波、隔直流和通交流、保护和信号处理等重要作用。
它不仅保证了电器的正常运行,还能提高电器的工作效率和精度。
因此,在设计和制造电器时,合理选用和使用y电容是非常重要的。
通过充分发挥y电容的作用,可以提高电器的性能和可靠性,满足人们对电器的各种需求。
x、y电容-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍整篇文章所要讨论的主题以及x和y电容的基本概念。
可以参考以下篇幅进行撰写:概述x和y电容是电子领域中常见的两种电容器,它们在电子设备和电路中扮演着重要的角色。
在本文中,将对x和y电容进行详细的介绍和分析,探讨它们的特点、应用和发展趋势。
x电容是一种具有特殊结构和性能的电容器。
它采用了特殊的材料和制造工艺,具有较高的电容量和较低的等效串联电阻。
x电容的结构通常包括两个平行的电极板,之间填充了一种绝缘介质。
这种结构使得x电容能够存储并释放大量的电荷,适用于各种电子设备和电路中的能量存储和传输。
与之相对应的是y电容,它是另一种常见的电容器类型。
y电容具有不同的结构和性能特点,广泛应用于电源滤波、信号耦合和噪声抑制等方面。
y电容通常采用两个平行的电极片和一种特殊的绝缘材料组成。
其主要功能是通过对电流和信号的传导和屏蔽来提高电子设备的性能并抑制本文将就x和y电容的介绍、特点、应用和发展趋势进行详细的分析。
通过比较这两种类型的电容器,我们可以更好地理解它们各自的优缺点,并对它们的未来发展进行展望。
总而言之,本文将对x和y电容进行全面深入的研究和探讨,旨在帮助读者更好地了解这两种常见电容器的特点、应用领域和未来趋势。
通过对比分析,我们可以更好地选择和应用x和y电容,推动电子领域的发展和进步。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下所示:1.2 文章结构本文将按照以下结构展开讨论x和y电容:第二部分将重点介绍x电容。
首先,我们将对x电容进行全面的介绍,包括其定义、原理和基本特性。
然后,我们将详细介绍x电容的主要特点,包括其容量、频率响应和耐压能力等方面。
接着,我们将探讨x电容在各个行业的应用领域,例如通信、电子、汽车等,并列举一些具体的实际案例。
最后,我们将展望x电容的未来发展趋势,包括技术改进和市场前景第三部分将侧重于y电容的讨论。
我们将通过介绍y电容的定义、原理和性质来帮助读者更好地理解它。
安规y电容
安规y电容是对汽车系统的重要一环,其建设有着重要意义。
安规y电容也是许多车辆安全认证的必要条件,因此其质量至关重要。
安规y电容主要由高强度塑料,铝和铜等金属材料制成,里面装有电容片。
它的工作原理是,当电源通过安规y电容时,电容片会对电流进行调节,然后转换成一种稳定的电压,给汽车电路提供安全保障。
安规y电容质量方面,首先要保证电容片不会出现任何漏电现象,其次要控制电容片的输出容量和压降。
容量和压降过大,会影响汽车电路发挥;容量和压降过小,会造成汽车电路负荷过大,影响使用寿命。
此外,电容片的噪音应保持在合理的范围内,以确保汽车的正常使用。
还有安规y电容外壳的选择,因为安规y电容外壳会影响电容片的散热,所以外壳的材料要满足要求,采用耐高温,非导电,防腐蚀等特性。
安规y电容的安装也是非常重要的,必须确保安装平整,牢固,并且安置的位置要准确,否则会影响它的正常运行。
此外,安装时还要注意电气绝缘,确保操作安全。
总之,安规y电容的质量至关重要,一般以按照国家标准认证来确保质量,确保电容的安全可靠性。
如果安装不当或质量不合格,会导致汽车电路短路,影响汽车的正常使用,甚至造成安全事故。
因此,使用安规y电容时,要求严格按照国家标准进行质量检查,确保质量
上乘。
EMI 及无Y 电容手机充电器的设计Adlsong摘要:本文首先介绍了关于EMI 常规知识以及在开关电源中使用的各种缓冲吸引电路。
然后介绍了在EMI 中和传导相关的共模及差模电流产生的原理,静点动点的概念,并详细的说明了在变压器的结构中使用补偿设计的方法。
最后介绍了EMI 的发射产生的机理和频率抖动及共模电感的设计。
目前,Y 电容广泛的应用在开关电源中,但Y 电容的存在使输入和输出线间产生漏电流。
具有Y 电容的金属壳手机充电器会让使用者有触电的危险,因此一些手机制造商目前开始采用无Y 电容的充电器。
然而摘除Y 电容对EMI 的设计带来了困难。
具有频抖和频率调制的脉宽调制器可以改善EMI 的性能,但不能绝对的保证充电器通过EMI 的测试,必须在电路和变压器结构上进行改进,才能使充电器满足EMI 的标准。
1 EMI 常识在开关电源中,功率器件高频开通关断的操作导致电流和电压的快速的变化是产生EMI 的主要原因。
在电路中的电感及寄生电感中快速的电流变化产生磁场从而产生较高的电压尖峰:dt Ldi u L L /=在电路中的电容及寄生电容中快速的电压变化产生电场从而产生较高的电流尖峰:dt Cdu i C C /=图 1: Mosfet 电压电流波形磁场和电场的噪声与变化的电压和电流及耦合通道如寄生的电感和电容直接相关。
直观的理解,减小电压率du/dt和电流变化率di/dt及减小相应的杂散电感和电容值可以减小由于上述磁场和电场产生的噪声,从而减小EMI干扰。
1.1 减小电压率du/dt和电流变化率di/dt减小电压率du/dt和电流变化率di/dt可以通过以下的方法来实现:改变栅极的电阻值和增加缓冲吸引电路,如图2和图3所示。
增加栅极的电阻值可以降低开通时功率器件的电压变化率。
图3中,基本的RCD箝位电路用于抑止由于变压器的初级漏感在开关管关断过程中产生的电压尖峰。
L1,L2 和L3可以降低高频的电流的变化率。
L1和L2只对特定的频带起作用。
L3对于工作于CCM模式才有效。
R1C1,R2C2,R3C3,R4C4 和 C5可以降低相应的功率器件两端的高频电压的变化率。
所有的这些缓冲吸引电路都需要消耗一定功率,产生附加的功率损耗,降低系统的效率;同时也增加元件的数日和PCB的尺寸及系统的成本,因此要根据实际的需要选择使用。
图 3: 缓冲吸引电路1.2 减小寄生的电感和电容值开关器件是噪声源之一,其内部引线的杂散电感及寄生电容也是噪声耦合的通道,但是由于这些参数是器件固有的特性,电子设计和应用工程师无法对它们进行优化。
寄生电容包括漏源极电容和栅漏极的Miller电容。
变压器是另外一个噪声源,而初级次级的漏感及初级的层间电容、次级的层间电容、初级和次级之间的耦合电容则是噪声的通道。
初级或次级的层间电容可以通过减小绕组的层数来降低,增大变压器骨架窗口的宽度可在减小绕组的层数。
分离的绕组如初级采用三明治绕法可以减小初级的漏感,但由于增大了初级和次级的接触面积,因而增大了初级和次级的耦合电容。
采用铜皮的Faraday屏蔽可以减小初级与次级间的耦合电容。
Faraday屏蔽层绕在初级与次级之间,并且要接到初级或次级的静点如初级地和次级地。
Faraday屏蔽层使初级和次级的耦合系数降低,从而增加了漏感。
2 传导干扰2.1 LISNEMI测试由传导干扰CE和辐射干扰RE组成,这两种噪声分开的检测和评价。
对于不同的应用,不同的地区和国家都有相应的标准,这些标准对于频段的宽度和限制值都作了十分明确的定义。
例如对于手机充电器属于FCC15/EN55022 CLASS B,传导干扰测量的频率范围为0.15MHz到30MHz,辐射干扰测量的频率范围为30MHz到1GHz 。
具体的内容可以参考相关的标准FCC,CIRPR和EN等。
传导干扰指在输入和输出线上流过的干扰噪声,测试的方法见图4所示。
待测试的设备EUT通过阻抗匹配网络LISN(或人工电源网络)连接到干净的交流电源上。
图4: LISN 及EUT测试LISN的作用如下:1) 隔离待测试的设备EUT和交流输入电源,滤除由输入电源线引入的噪声及干扰。
2) EUT产生的干扰噪声依次通过LISN内部的高通滤波器和50 Ω电阻,在50 Ω电阻上得到相应的信号值送到接收机进行分析。
由图4可见:EUT放置在绝缘的测试台上,测试台下部装有接地良好的铁板,测试台及铁板的尺寸和安装都在特定的规定。
传导干扰来源于差模电流噪声和共模电流噪声,这两种类型的噪声干扰见图5所示。
Y电容直接和传导干扰相关。
图5: 差模电流和共模电流差模电流在两根输入电源线间反方向流动,两者相互构成电流回路,即一根作为差模电流的源线,一根作为差模电流的回线。
共模电流在两根输入电源线上同方向流动,它们分别与大地构成电流回路,即同时作为共模电流的源线或回线。
2.2 变压器模型变压器所包含的寄生电容的模型见图6中所示。
① Cp: 初级绕组的层间电容。
② Coe: 输出线到大地的电容。
③ Cme: 磁芯到大地的电容。
④ Ca: 最外层绕组到磁芯的电容。
⑤ Ct: 辅助绕组到次级绕组的电容。
⑥Cs: 初级绕组到次级绕组的电容.⑦ Cm: 最内层初级绕组到磁芯的电容。
图6: 变压器寄生电容2.3 差模电流差模电流噪声主要由功率开关器件的高频开关电流产生。
①功率器件开通在功率器件开通瞬间存在电流的尖峰,图7所示。
图7: 开通电流尖峰开通电流尖峰由三部分组成:(1) 变压器初级绕组的层间电容充电电流。
(2) MOSFET漏源极电容的放电电流。
(3) 工作在CCM模式的输出二极管的反向恢复电流。
开通电流尖峰不能通过输入滤波的直流电解电容旁路,因为输入滤波的直流电解电容有等效的串联电感ESL和电阻ESR,这样就产生的差模电流在电源的两根输入线间流动。
注意:MOSFET漏源极的电容的放电电流对差模电流噪声无影响,但会产生辐射干扰。
图 8: 功率器件开通瞬间的差模电流功率器件开通瞬间形成的差模电流为I DM 为:Cin R Cp DM I nI I I −+= 对于变压器而言,初级绕组两端所加的电压高,初级绕组的层数少,层间的电容越少,然而在很多应用中由于骨架窗口宽度的限制并为了保证合适的饱和电流,初级绕组通常用多层结构。
本设计针对四层的初级绕组结构进行讨论。
图9: 开关管开通时初级绕组层间电流流动方向对于常规的四层初级绕组结构,在开关管开通和关断的过程中,层间的电流向同一个方向流动。
在图9中,在开关管开通时,源极接到AB初级的地,B 点电压为0,A 点电压为Vin ,基于电压的变化方向,初级绕组层间电容中电流流动方向向下,累积形成的差模电流值大。
② 功率器件关断在功率器件关断瞬间,MOSFET 漏源极电容的充电,变压器初级绕组的层间电容放电,这两部分电流也会形成差模电流,如图10所示。
图10: 功率器件关断瞬间的差模电流功率器件关断瞬间形成的差模电流为I DM 为:Cin Cp g Cds DM I I I I I −−+=.图11: 开关管关断时初级绕组层间电流流动方向向上,累积形成的差模电流值大。
③功率开关工作于开关状态,开关电流(开关频率)的高次谐波也会因为输入滤波的直流电解电容的ESL和ESR形成差模电流。
图12: 开关电流形成的差模电流差模电流可以通过差模滤波器滤除,差模滤波器为由电感和电容组成的二阶低通滤波器。
从PCB设计而言,尽量减小高的di/dt的环路并采用宽的布线有利于减小差模干扰。
由于滤波器的电感有杂散的电容,对于高频的干扰噪声可以由杂散电容旁路,使滤波器不能起到有效的作用。
用几个电解电容并联可以减小ESL和 ESR,在小功率的充电器中由于成本的压力不会用X电容,因此在交流整流后要加一级LC滤波器,图13所示。
图13: DM滤波器如果对变压器的结构进行改进,如图14和15所示,通过补偿的方式可以减小差模电流。
注意:初级绕组的热点应该埋在变压器的最内层,外层的绕组起到屏蔽的作用。
动的方向,由图14和15所示可以看到,部分的层间电流由于方向相反可以相互的抵消,从而得到补偿。
图14: 新结构开关管开通时初级绕组层间电流流动方向图15: 新结构开关管关断时初级绕组层间电流流动方向2.4 共模电流共模电流在输入及输出线与大地间流动,其产生主要是功率器件高频工作时产生的电压的瞬态的变化。
共模电流的产生主要有下面几部分:① 通过MOSFET 源级到大地的电容Cde 。
如果改进IC的设计,如对于单芯片电源芯片,将MOSFET源极连接到芯片基体用于散热,而不是用漏极进行散热,这样可以减小漏极对大地的寄生电容。
PCB布线时减小漏极区铜皮的面积可减小漏极对大地的寄生电容,但要注意保证芯片的温度满足设计的要求。
②通过Cm 和Cme 产生共模电流。
③ 通过Ca 和 Cme 产生共模电流。
④ 通过Ct 和Coe 产生共模电流。
⑤ 通过Cs 和Coe 产生共模电流,这部分在共模电流中占主导作用。
减小漏极电压的变化幅值及变化率可减小共模电流,如降低反射电压,加大漏源极电容,但这样会使MOSFET 承受大的电流应力,其温度将增加,同时加大漏源极电容产生更大的磁场发射。
图16: 共模电流产生 图17: Y 电容作用电压如果系统加了Y 电容,由图17所示, 通过Cs 的大部分的共模电流被Y 电容旁路,返回到初级的地,因为Y 电容的值大于Coe 。
Y 电容必须直接并用尽量短的直线连接到初级和次级的冷点。
作为一个规则,如果开通叶MOSFET的dV/dt大于关断时的值,Y电容连接到初级的地。
反之连接到Vin。
强调:电压没有变化的点称为静点或冷点,电压变化的点称为动点或热点。
初级的地和Vin都是冷点,对于辅助绕组和输出绕组,冷点可以通过二极管的位置进行调整。
图18中,A,B和Vin为冷点,F,D,B和C为热点;而图19中,A,Vcc,Vin和Vo为冷点,D,F和G 为热点。
B图18: 冷点位置图19: 改变二极管后冷点位置去除Y电容无法有效的旁路共模电流,导到共模电流噪声过大,无法通过测试标准,设计的方法是改进变压器的结构。
一般的法加利屏蔽方法不能使设备在无Y电容的情况下通过EMI的测试。
由于MOSFET的漏极端的电压变化幅值大,主要针对这个部位进行设计。
永远注意:电压的变化是产生差模及共模电流的主要原因,寄生电容是其流动的通道。
前面提到Cm和Cme及Cme和Ca也会产生共模电流,初级层间电容的电流一部分形成差模电流,有一部分也会形成共模电流,这也表明差模和共模电流可以相互的转换。
如果按图20结构安排冷点(蓝色点)和绕组,在没有Y电容时,基于电压改变的方向可以得到初级绕组与次级绕组及辅助绕组和次级绕组层间电容的电流的流动方向,初级绕组和辅助绕组的电流都流入次级绕组中。