Что такое Y-конденсаторы. Как они обеспечивают безопасность в импульсных блоках питания. Какие существуют типы Y-конденсаторов. Чем Y-конденсаторы отличаются от обычных конденсаторов. Как правильно выбрать и применить Y-конденсатор.
Что такое Y-конденсаторы и зачем они нужны
Y-конденсаторы — это специальные защитные конденсаторы, которые используются в импульсных блоках питания для подавления синфазных помех и обеспечения электробезопасности. Их основные функции:
- Фильтрация высокочастотных помех
- Подавление синфазных помех между первичной и вторичной обмотками трансформатора
- Обеспечение безопасного разделения высоковольтной и низковольтной частей схемы
В отличие от обычных конденсаторов, Y-конденсаторы спроектированы таким образом, чтобы при пробое они гарантированно переходили в состояние обрыва, а не короткого замыкания. Это критически важно для безопасности, так как предотвращает появление опасного напряжения на выходе блока питания при выходе конденсатора из строя.
Принцип работы Y-конденсаторов в импульсных блоках питания
Основной принцип работы Y-конденсаторов в импульсных блоках питания заключается в следующем:
- Конденсатор устанавливается между первичной (высоковольтной) и вторичной (низковольтной) обмотками трансформатора
- Он создает путь для прохождения высокочастотных синфазных помех в обход трансформатора
- При этом постоянный ток через конденсатор не проходит, обеспечивая гальваническую развязку
- Малая емкость (обычно 1-4.7 нФ) ограничивает ток утечки до безопасного уровня
Таким образом, Y-конденсатор эффективно подавляет помехи, но при этом сохраняет безопасное разделение первичной и вторичной цепей блока питания.
Основные типы и классификация Y-конденсаторов
Y-конденсаторы классифицируются на несколько типов в зависимости от рабочего напряжения и уровня безопасности:
- Y1 — до 500 В переменного тока, выдерживают импульсы до 8 кВ
- Y2 — до 300 В переменного тока, выдерживают импульсы до 5 кВ
- Y3 — до 250 В переменного тока (без указания импульсного напряжения)
- Y4 — до 150 В переменного тока, выдерживают импульсы до 2.5 кВ
Наиболее распространены Y2 конденсаторы, так как они подходят для большинства бытовых приборов, питающихся от стандартной сети 220-240 В. Y1 конденсаторы применяются в промышленном оборудовании с повышенными требованиями безопасности.
Чем Y-конденсаторы отличаются от обычных конденсаторов
Y-конденсаторы имеют ряд ключевых отличий от обычных конденсаторов:
- Гарантированный обрыв при пробое вместо короткого замыкания
- Повышенная надежность и устойчивость к перенапряжениям
- Малая емкость (обычно 1-4.7 нФ) для ограничения тока утечки
- Специальная конструкция для обеспечения высокой изоляции
Эти особенности делают Y-конденсаторы незаменимыми в схемах, где требуется надежное подавление помех при сохранении высокого уровня электробезопасности.
Как правильно выбрать Y-конденсатор для импульсного блока питания
При выборе Y-конденсатора для импульсного блока питания следует учитывать несколько ключевых параметров:
- Рабочее напряжение — должно соответствовать напряжению питающей сети
- Импульсное напряжение — зависит от ожидаемых перенапряжений в сети
- Емкость — обычно 1-4.7 нФ, влияет на эффективность подавления помех
- Тип Y1/Y2/Y3/Y4 — выбирается исходя из требований безопасности
- Сертификация — наличие необходимых сертификатов безопасности
Для большинства бытовых приборов оптимальным выбором будет Y2 конденсатор емкостью 2.2 нФ на рабочее напряжение 275 В AC. Для промышленного применения может потребоваться Y1 конденсатор с более высокими характеристиками.
Особенности применения Y-конденсаторов в импульсных блоках питания
При использовании Y-конденсаторов в импульсных блоках питания важно соблюдать следующие правила:
- Устанавливать конденсатор максимально близко к трансформатору
- Использовать короткие и толстые проводники для подключения
- Не превышать максимально допустимое рабочее напряжение
- Учитывать возможные перенапряжения в сети
- При необходимости использовать два последовательно соединенных конденсатора
Правильное применение Y-конденсаторов позволяет эффективно подавить помехи и обеспечить высокий уровень безопасности импульсного блока питания.
Стандарты безопасности и сертификация Y-конденсаторов
Y-конденсаторы подлежат обязательной сертификации по стандартам безопасности. Основные применимые стандарты:
- IEC/EN 60384-14 — международный стандарт для конденсаторов безопасности
- UL 1414 и UL 1283 — стандарты США для конденсаторов в сетевых фильтрах
- CSA C22.2 — канадские стандарты безопасности электрооборудования
- CQC, VDE, ENEC — сертификации в различных странах
При выборе Y-конденсатора следует убедиться в наличии необходимых сертификатов безопасности для вашего региона и области применения. Это гарантирует соответствие конденсатора всем требованиям по надежности и безопасности.
Y-конденсаторы для импульсных блоков питания
Недавно я делал обзор очередной вариации «народного БП» на 24В 5А, и там как обычно оказалось, что конденсатор между первичкой и вторичкой стоит обычный, не Y.
Камрад dens17 подкинул мне ссылку на правильные конденсаторы в правильном магазине.
Я тут хотел пораспинаться и поделать умный вид на тему что такое Y-конденсаторы и для чего они нужны. А потом подумал, и пришел к выводу что всё уже рассказано до меня, а копипастить нет смысла, лучше привести пару ссылок. Если коротко — то в импульсных блоках питания имеет значение паразитная межобмоточная емкость трансформатора. Из-за неё на выход БП пролазят помехи. Для борьбы с этим ставятся конденсаторы, соединяющие первичную и вторичную обмотки блока питания. При этом на выход пролазит заодно и первичное напряжение, из-за чего при прикосновении к контакту казалось бы низковольтного БП может ощутимо «щипать». Так вот для того чтобы никого не убило при пробое такого конденсатора, если он вдруг уйдет не в обрыв а в короткое замыкание — и применяют безопасные Y-конденсаторы.
А теперь перейдем к героям обзора.
Маркировка
Как видим, заявлено X1/Y1 и 440/250-400В, ну и емкость 2.2нФ. К сожалению, о принадлежности конденсаторов к классам X1 и Y1 я могу поверить только на слово, ибо у меня нет оборудования для проверки, а могу проверить только размеры и емкость, ну и положиться на продавца, точнее поставщика MglclgM, который, повторюсь, неоднократно подтвердил свою благонадежность и качество товара.
Расстояние между ногами 10мм, общая высота порядка 11мм, диаметр 8мм, толщина 5мм. Емкость:
Ну и перепаяем БП.
Было:
Стало:
Я просверлил отверстие 0.
8мм, чутка не попал с расстоянием, правда, да и фиг с ним. Можно и просто ноги согнуть акуратно — ничего ему не будет. Параноики могут срезать немного фольги с платы для увеличения зазора и покрыть сверху паяльной маской, а лучше каким-нить высоковольтным лаком.
Собственно, никакого влияния на работу БП в штатных условиях данный конденсатор не оказывает. Замена — чисто увеличение потенциальной безопасности и стремление хоть чутка «приблизиться к феншую». То есть, сейчас я буду знать что я поставил вместо обычного — Y-конденсатор, который хоть и не проверен на 100%, но имеет маркировку и куплен у правильного продавца, то есть всяко лучше чем было 😉
Можно также купить аналогичные конденсаторы в оффлайне при наличии условного чипа-дипа в условной шаговой доступности, либо выпаять из комповых БП забесплатно, я в курсе, спасибо 😉
Почему конденсаторы X и Y называются специальными конденсаторами? — Знания
Конденсатор безопасности
Причина, по которой предохранительные конденсаторы называются правилами техники безопасности, заключается в том, что они используются в таких случаях: после выхода конденсатора из строя он не вызовет поражения электрическим током и не поставит под угрозу личную безопасность.
Конденсаторы безопасности включают конденсаторы X и Y. Отличие обычных конденсаторов в том, что даже после отключения внешнего источника питания внутренний заряд, накопленный в обычных конденсаторах, сохраняется в течение длительного времени, а предохранительные конденсаторы не появляются. проблема. Большинство предохранительных конденсаторов синего, желтого, серого и красного цвета.
1. Конденсатор безопасности X
Конденсатор X подключен к двум линиям силовой линии, то есть между» LN" ;. Конденсатор X может подавлять помехи в дифференциальном режиме. Обычно используются металлизированные пленочные конденсаторы емкостью мкФ. Конденсаторы X в основном квадратные, что по форме напоминает коробку. На его поверхности обычно нанесены знаки сертификации безопасности, выдерживаемое напряжение (обычно AC300V или AC275V), в соответствии со стандартами и другой информацией. Хотя конденсаторы X представляют собой тип конденсаторов CBB, не каждый конденсатор CBB может использоваться в качестве конденсаторов X и должен соответствовать стандартам безопасности.
2. Защитный конденсатор типа Y
Конденсаторы типа Y обычно представляют собой керамические конденсаторы, которые обычно появляются группами. Большинство из них имеют сплющенный вид с синим цветом, который может подавлять синфазные помехи. Емкость Y-конденсатора нФ. Из-за ограничения тока утечки емкость Y не может быть большой. Конденсаторы типа Y в основном подходят для изоляции. Согласно стандарту IEC, минимальный электрический зазор продуктов Y1 составляет 8,0 мм, а электрический зазор продуктов Y2 — не менее 6,3 мм. В качестве изолирующих изделий безопасное расстояние должно быть достаточным, чтобы избежать дуги при приложении высокого напряжения.
Выбор конденсатора безопасности
1. Выбор давления
Конденсаторы безопасности типа X делятся на три типа по выдерживаемому напряжению: X1, X2 и X3. Допустимые пиковое импульсное напряжение и уровни перенапряжения в классе безопасности предохранительных конденсаторов: 2,5 кВ ＜ X1≤4,0 кВ, X2≤2,5 кВ, X3≤1,2 кВ.
Уровень безопасности предохранительного конденсатора Y-типа: Y1≥250V, допустимое пиковое импульсное напряжение> 8кВ; 150V≤Y2≤300V, допустимое пиковое импульсное напряжение> 5 кВ, Y4 2,5 кВ
В разных схемах выбираются предохранительные конденсаторы с разным выдерживаемым напряжением, которое не может быть слишком большим или слишком маленьким. Для конденсаторов X часто используются конденсаторы X2.
2. Тип сертификации
Независимо от компонентов, если они формальные, они должны быть сертифицированы. Сертификация безопасности также включает в себя сертификацию безопасности продукции, экологическую сертификацию и энергетическую сертификацию. В разных странах действуют разные правила безопасности, некоторые требуют обязательной сертификации, и существует множество сертификатов, таких как сертификация CQC в Китае, сертификация VDE в Германии, сертификация UL в США, сертификация ENEC в Европейском союзе, сертификация KC в Южной Корее, и т. д. При выборе предохранительных конденсаторов следует выбирать разные сертифицированные компоненты для разных случаев и стран.
Применение конденсатора безопасности
Применение предохранительных конденсаторов очень широко, они широко используются в мелкой бытовой технике, энергетической продукции, электромеханических двигателях, светодиодном освещении, зарядных устройствах, источниках бесперебойного питания и т. Д.
1. Применение конденсатора безопасности X
● Подавление электромагнитных помех.
Защита от электромагнитных помех — наиболее распространенная функция конденсаторов X. Обычно между нейтральным проводом и токоведущим проводом подключаются два контакта. Он подходит для высокочастотных цепей постоянного и переменного тока, импульсных цепей связи и перемычек, которые могут выдерживать удары перенапряжения. Обычно используется параллельно с резистором, цель состоит в том, чтобы разрядить заряд;
● RC понижающий
Понижение сопротивления-емкости также часто используется в конденсаторах X, особенно для недорогих продуктов. Принцип работы понижающего конденсатора заключается в использовании емкостного реактивного сопротивления, генерируемого конденсатором при определенной частоте сигнала переменного тока, для ограничения максимального рабочего тока.
В то же время резистивный элемент включен последовательно с конденсатором, и напряжение, получаемое на обоих концах резистивного элемента, и потребляемая им мощность полностью зависят от характеристик резистивного элемента. Следовательно, емкостное понижение на самом деле является использованием емкостного реактивного сопротивления для ограничения тока, а конденсатор фактически играет роль в ограничении тока и динамическом распределении напряжения между конденсатором и нагрузкой. Как показано ниже
● Фильтр
Конденсаторы безопасности X2 могут использоваться как фильтры постоянного тока и могут использоваться параллельно.
2. Конденсатор безопасности Y
Многие изолированные импульсные источники питания используются для добавления Y-конденсаторов на первичной и вторичной обмотках, чтобы создать контур для синфазного тока вторичной обмотки и первичной обмотки, чтобы уменьшить влияние синфазного тока на выход. Конденсатор Y включен последовательно между высоковольтной землей и низковольтной землей.
Иногда два Y-конденсатора используются последовательно для увеличения выдерживаемого напряжения между высоковольтной землей и низковольтной землей. Иногда выдерживаемого напряжения недостаточно, что приводит к соблюдению правил техники безопасности. Конденсатор не может передать выдерживаемое напряжение. В качестве Y-образных конденсаторов можно выбрать высоковольтные керамические конденсаторы. Конденсаторы типа Y обычно подключаются в четырех ситуациях:
● Входная клемма образует фильтр с катушкой индуктивности синфазного режима, а L и N добавляются к PE соответственно;
● Подключите положительный и отрицательный полюсы большого накопительного конденсатора к PE;
● Выходной конец добавлен к PE;
● Первичная и вторичная стороны трансформатора соединены поперек.
Назад к основам: что такое Y-конденсаторы?
Артикул
Электронное оборудование, подключенное к сети переменного тока, может создавать синфазные электрические помехи. Если позволить этому течь обратно в линию электроснабжения, это может нарушить работу другого оборудования, также подключенного к той же линии.
Какое решение?
Производители встраивают в свои системы конденсаторную фильтрацию линий электропередач, чтобы отделить любой такой синфазный шум, создаваемый источником питания оборудования, и предотвратить его попадание на другое оборудование через линию электроснабжения. Надежность этих конденсаторов имеет решающее значение для безопасности пользователей оборудования.
Когда надежность конденсатора становится критической для безопасности?
Конденсаторы сетевого фильтра классифицируются как X-конденсаторы или Y-конденсаторы. X-конденсаторы подключаются между линией и нейтралью для защиты от дифференциальных помех. Их выход из строя не создает условий для опасного поражения электрическим током, хотя и может создать опасность возникновения пожара. Однако Y-конденсаторы предназначены для фильтрации синфазных помех и подключаются между линией и шасси; в случае короткого замыкания они создают риск поражения пользователя электрическим током.
Как Y-конденсаторы спроектированы и используются для обеспечения безопасности?
Y-образные конденсаторы разработаны в соответствии с повышенными стандартами электрической и механической надежности.
Значения емкости также ограничены, чтобы уменьшить ток, проходящий через конденсатор при подаче переменного напряжения, и уменьшить накопленную энергию до безопасного предела при подаче постоянного напряжения. Конденсаторы должны быть протестированы в соответствии с применимыми стандартами, чтобы квалифицировать их для использования в качестве Y-конденсаторов.
Какие европейские стандарты применимы?
Стандарт EN 132400 был выпущен 26 июня 1995 г. и заменил все европейские национальные стандарты, действовавшие на тот момент. Он был идентичен международному стандарту IEC 60384-14, 2-е издание 1993 года. С тех пор, чтобы сделать стандарты CENELEC и IEC идентичными как по названию, так и по спецификации, европейский стандарт EN 132400 был заменен стандартом EN 60384-14, который идентичен Международный стандарт МЭК 60384-14. Любой европейский национальный орган может выдавать разрешения, действительность которых признается органами всех других стран-членов CENELEC без необходимости повторных испытаний.
Как насчет применимых стандартов в других регионах?
США: UL 1414 для сетевых приложений и UL 1283 для фильтров электромагнитных помех Канада: CAN/CSA C22.2N°1 и CAN/CSA 384-14 Китай: GB/T14472
Существуют ли какие-либо подклассы для X — и Y-конденсаторы?
EN 60384-14 определяет подклассы для обоих типов. Конденсаторы X1 используются для высокоимпульсных приложений, а конденсаторы типов X2 и X3 используются для приложений общего назначения с различными пиковыми импульсными рабочими напряжениями и пиковыми значениями импульсных напряжений. Y-конденсаторы, которые используются для шунтирования рабочей изоляции, классифицируются как Y1, Y2, Y3 или Y4 в зависимости от типа шунтированной изоляции, а также номинальных значений переменного и пикового напряжения. Конденсаторы класса Y1 рассчитаны на напряжение до 500 В AC с пиковым испытательным напряжением 8 кВ. Конденсаторы Y2 имеют номиналы от 150 до 300 В переменного тока и пиковое испытательное напряжение 5 кВ.
Конденсаторы Y3 рассчитаны на 250 В переменного тока без указания пикового испытательного напряжения. Конденсаторы Y4 рассчитаны на 150 В переменного тока с пиковым испытательным напряжением 2,5 кВ.
Какие важные испытания относятся к IEC/EN 60384-14?
К ним относятся испытания импульсным напряжением, выносливость и активная воспламеняемость. Применение и параметры этих испытаний зависят от классификации конденсаторов и подклассов.
Какие типы конденсаторов используются в сетевых фильтрах?
Два распространенных типа: металлизированная бумага/пленка и керамика. Для Y-образных конденсаторов керамические типы менее дороги, чем металлизированные пленочные, но нестабильны во времени и температуре и менее механически стабильны. Режим отказа керамики также имеет тенденцию к короткому замыканию, тогда как металлизированная бумага и пленка имеют тенденцию к обрыву цепи.
Как Y-конденсаторы используются с продуктами Vicor?
Продукция Vicor, в том числе FARM, ARM и AC Front End, имеет фильтры с Y-образными конденсаторами.
Обратитесь к Руководству по проектированию FARM и Руководству по применению для примера интегрального входного фильтра, состоящего из синфазного дросселя, Y-конденсаторов и X-конденсаторов.
Y Конденсатор — полное руководство Semipedia
16/12/2021, hardwarebee
Когда электронное оборудование подключено к сети переменного тока, могут генерироваться синфазные электрические помехи. Если это разрешено вернуться к линии электропитания, это может вызвать проблемы для другого оборудования, подключенного к той же линии. Конденсаторы Y используются для фильтрации синфазных помех.
Производители включают в свои системы конденсаторную фильтрацию линий электропередач, чтобы изолировать любые синфазные помехи, генерируемые источником питания устройства, от попадания в другое оборудование через линию электропередач. Безопасность пользователей оборудования зависит от надежности конденсаторов.
X-конденсаторы и Y-конденсаторы представляют собой два типа конденсаторов сетевого фильтра.
Для защиты от дифференциальных помех между линией и нейтралью подключаются X-конденсаторы. Их выход из строя не приводит к смертельному поражению электрическим током, но представляет опасность возгорания. Y-конденсаторы , с другой стороны, предназначены для фильтрации синфазных помех и связаны между линией и шасси; в случае их короткого замыкания пользователь рискует получить удар током.
Рисунок 1: Размещение предохранительных конденсаторов класса X (CX) и класса Y (CY).
Типы конденсаторов, используемых в линейных фильтрах
, это два обычных типа керамических бумажных колпачков/фильтров
. Керамические версии Y-конденсаторов менее дороги, чем металлизированные пленочные, однако они менее механически стабильны и нестабильны во времени и температуре. Керамические режимы отказа также с большей вероятностью будут короткозамкнутыми, тогда как режимы отказа металлизированной бумаги и пленки с большей вероятностью будут разомкнутыми.
Рисунок 2: Общие типы конденсаторов
Подклассификации Y-капаситора Класс-Y классифицируются на основе их пикового напряжения/ROD-Voltage/RATED Voltage, а также на атом же хорошо, как и на атом же хорошо, а также на атом же хорошо, а так же хорошо, как и на атомно, а так же хорошо, как и на атомно, а так же хорошо, как и на атомно, а так же хорошо, как и на атомно, а так же хорошо, как и на атомно, а так же хорошо, как и на атомно пиковое импульсное напряжение, которое они могут безопасно выдержать. Y-конденсаторы имеют подклассы, определенные IEC 60384-14. Y-конденсаторы классифицируются как Y1, Y2, Y3 или Y4 в зависимости от типа шунтирующей изоляции и номинальных значений переменного и пикового напряжения. Конденсаторы класса Y1 рассчитаны на напряжение до 500 В переменного тока и имеют пиковое испытательное напряжение 8 кВ. Конденсаторы Y2 имеют номинальное напряжение от 150 до 300 В переменного тока и пиковое испытательное напряжение 5 кВ.
Таблица 1. Рейтинги подклассов класса Y*
* Согласно Kemet применяются следующие международные стандарты:
- UL 1414: UL 1414 — американский стандарт для перекрестных линий.
- UL 1283: Стандарт для фильтров электромагнитных помех в США.
- CAN/CSA C22.2 № 1: приложения по всей линейке
- CAN/CSA 384-14: приложения по линии
Европейские стандарты для конденсаторов типа Y
Конденсаторы типа Y изготовлены в соответствии со строгими требованиями к электрической и механической надежности. Когда подается переменное напряжение, значения конденсатора регулируются для снижения тока, проходящего через конденсатор, а когда подается постоянное напряжение, значения конденсатора ограничиваются для сохранения энергии на безопасном уровне.
Для использования в качестве Y-конденсаторов конденсаторы должны быть испытаны в соответствии с подходящими стандартами.
Стандарт EN 132400 был опубликован 26 июня 19 г.95, и он заменил все предыдущие европейские национальные стандарты. Это было то же самое, что и международный стандарт IEC 60384-14 2-е издание 1993 года. С тех пор европейский стандарт EN 132400 был заменен стандартом EN 60384-14, который аналогичен международному стандарту IEC 60384-14, чтобы сохранить идентичные названия и спецификации стандартов CENELEC и IEC. Любой европейский национальный орган может предоставить разрешения, и действительность таких разрешений признается органами всех других стран-членов CENELEC, что устраняет необходимость повторного проведения испытаний.
Применимыми стандартами в других областях являются: UL 1414 для перекрестных соединений и UL 1283 для фильтров электромагнитных помех в США. CAN/CSA C22.2N°1 и CAN/CSA 384-14 в Канаде. ГБ/T14472 Китай.
IEC/EN 60384-14 включает критические испытания, такие как импульсное напряжение, долговечность и активная воспламеняемость.
Классификация и подкласс конденсаторов определяют применение и условия этих испытаний.
Применение конденсаторов класса Y
Наиболее часто используемые сертифицированные по безопасности конденсаторы относятся к подклассу Y2. Как правило, это те, которые вы захотите использовать, в зависимости от вашего приложения и требований. Это основано на том факте, что безопасные конденсаторы Y2 используются в повседневных продуктах, которые подключаются к стандартным бытовым настенным розеткам. Чтобы было ясно, вы должны выбирать конденсаторы класса Y в зависимости от цели и потребностей вашей конструкции, с конденсаторами Y2, подходящими для жилых помещений, и безопасными конденсаторами Y1, подходящими для промышленных приложений. Вы, конечно, можете использовать подкласс Y1 в непромышленных приложениях, но вы будете платить больше, а большие размеры могут быть неудобными.
Конденсатор X2 можно безопасно заменить конденсатором Y2, однако конденсатор Y2 не следует заменять конденсатором X2.
