Y 电容容量限制:为何大多不大于 0.1uF?

时间:2025-06-10

电子元器件的领域中,Y 电容是一个关键的存在。Y 电容属于安规电容的范畴,安规电容被应用于特定场合,当电容器失效时,不会引发电击危险,也不会对人身安全造成威胁。这一点与普通电容有着显著区别,普通电容在电源断开后,会在较长时间内保留一定的残留电压,一旦人体触碰,就可能发生电击事故,而安规电容则不会出现这种情况。


Y 电容多数呈现蓝色,不过也有黄色的。作为安全电容,Y 电容上一般会标注相关,如 CQC、VDE、UL 等,如图 1 所示。它通常连接在零线与地或者火线与地之间,例如图 2 展示的 I 级 EMI 滤波电路,其中 Y1 和 Y2 就是 Y 电容,通常采用两个串联的方式。根据耐高压能力,Y 电容可分为 Y1、Y2、Y4 三个等级,具体为:Y1 电容耐高压值>8 kV;5 kV<Y2 电容耐高压值<8 kV;2.5 kV<Y4 电容耐高压值<5 kV。


对于开关电源而言,Y 电容常连接在侧(初级)与二次侧(次级)之间,如图 3 所示,Y 电容器能够为侧耦合到二次侧的干扰电流提供回流路径。那么,为何 Y 电容的容量不能太大呢?我们知道,Y 电容对电磁兼容性(EMC)有很大帮助,由于它是共模电容,需要接地,因此会产生漏电流。以之前的 EMI 滤波电路为例,Y 电容漏电流的计算公式为 I = 2πfCU,其中 f 是市电频率,为 50Hz;C 为 Y 电容总容量,假设这里是 4700pF + 4700pF = 9400pF;U 为对地端电压,此处取 110V。经计算,漏电流可达 0.32mA。并且可以发现,漏电流与容量成正比关系,即容量越大,漏电流也就越大。


对于 220V/50Hz 交流电网供电的用电器,许多国家规定漏电流不得大于 1mA;对于手持式以及移动设备等其他用电产品,对漏电流也有不同的要求。所以,如果电源产品需要连接 Y 电容,其容量一般不会太大,有时甚至会去掉 Y 电容。这就是我们常见的 Y 电容容量基本不大于 0.1uF 的原因。


此外,从更深入的角度来看,过大的 Y 电容容量还可能会对电路的稳定性产生影响。在一些对电路稳定性要求极高的应用场景中,即使漏电流在规定范围内,过大的 Y 电容也可能引入额外的干扰,导致电路性能下降。而且,随着电子设备的不断小型化和集成化,对电容的尺寸和性能也提出了更高的要求。较小容量的 Y 电容在满足安全和性能要求的同时,更易于实现小型化设计,适应市场的发展趋势。



图 1:Y 电容上的相关



图 2:I 级 EMI 滤波电路



图 3:开关电源中 Y 电容的连接方式

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