所謂安規電容，就是既能滿足電容特性，同時還能滿足在失效時不對人體造成傷害的一種電容器。當供電電源斷電后安規電容就會迅速釋放電荷，防止人體接觸時觸電。而且在安規電容失效后也不會對人體造成傷害。因此，安規電容一般放置在開關電源輸入接口處，其作用主要是安全和EMC兩個方面考慮。

一、基本定義與電路位置

1. X電容（X-Capacitor）

• 定義：X電容是跨接在火線（L）與零線（N）之間的電容器，用于濾除差模干擾（Differential Mode Noise）。
• 電路位置：位于電源輸入端的L-N之間，通常在EMI濾波器的前端。
• 作用：抑制電源線之間的高頻噪聲，提高電源的電磁兼容性（EMC）。

2. Y電容（Y-Capacitor）

• 定義：Y電容是跨接在火線/零線（L/N）與地線（PE/GND）之間的電容器，用于濾除共模干擾（Common Mode Noise）。
• 電路位置：連接在L-PE 或 N-PE 之間，通常位于EMI濾波器的后級。
• 作用：抑制設備內部電路與地之間的共模噪聲，同時防止高頻干擾通過地線耦合到外部。

二、工作原理與干擾類型

1. 差模 vs 共模干擾

• 差模干擾（Differential Mode）：發生在電源線之間（L-N），是兩根電源線相對于彼此的噪聲，通常由開關電源、整流器等非線性負載產生。
• 共模干擾（Common Mode）：發生在電源線與地之間（L-PE 或 N-PE），是電源線與地之間的共同噪聲，常由寄生電容、接地回路等引起。

2. X電容的作用原理

X電容直接跨接在L與N之間，相當于為差模噪聲提供了一條低阻抗的旁路路徑，使高頻噪聲被短路到地（通過后續的濾波電路），從而減少進入后續電路或電網的干擾。

3. Y電容的作用原理

Y電容連接在L/N與地之間，為共模電流提供泄放通路，將設備內部產生的共模噪聲通過電容耦合到地，避免其通過輻射或傳導影響其他設備或人體。

三、安全標準與耐壓等級

1. X電容的安全要求

• 失效模式風險：如果X電容失效（如短路），可能導致L與N之間直接短路，引發過電流或保險絲熔斷，但一般不會直接對人身安全造成致命威脅。
• 耐壓等級：X電容必須能承受電源線間的高電壓（通常是交流250V或更高），因此其額定電壓通常為 AC 275V 或以上。
• 安全認證標準：需符合如IEC 60384-14等安規標準，通常分為 X1、X2、X3 三類：
• X1：耐高壓沖擊，適用于嚴酷環境（如工業），耐瞬態過電壓 ≥4kV。
• X2：最常見，適用于一般家用/商用環境，耐瞬態過電壓 ≥2.5kV。
• X3：耐壓較低，一般用于特定低電壓場合（已較少使用）。

2. Y電容的安全要求

• 失效模式風險：Y電容連接在電源線與地之間，若其絕緣失效或擊穿，可能導致L/N與地短路，甚至使設備外殼帶電，造成觸電危險，因此對安全性要求極高。
• 耐壓等級：必須能承受高耐壓沖擊與漏電流限制，通常額定電壓較低，但耐壓沖擊要求更高。
• 安全認證標準：同樣遵循IEC 60384-14等標準，分為 Y1、Y2、Y3、Y4 四類：
• Y1：最高安全等級，耐壓沖擊 ≥8kV，用于高風險場合，漏電流要求極嚴格。
• Y2：常見于一般消費電子，耐壓沖擊 ≥5kV。
• Y3、Y4：較少使用，通常適用于特定區域或更低電壓應用。

四、功能與EMI濾波作用

1. X電容的功能

• 主要用于差模濾波，即抑制電源線之間的高頻噪聲。
• 常常與電感組成π型或L型濾波器，是EMI濾波電路的重要組成部分。
• 提高電源的傳導干擾（Conducted EMI）抑制能力，讓設備更易通過EMC測試。

2. Y電容的功能

• 主要用于共模濾波，即抑制電源線與地之間的干擾。
• 為共模電流提供低阻抗泄放路徑，防止噪聲通過地線傳播或輻射出去。
• 與X電容配合使用，共同構成完整的EMI濾波網絡，提高設備的抗干擾與抗輻射能力。

五、實際應用場景

1. X電容的典型應用

• 開關電源（如適配器、充電器、PC電源）
• AC-DC電源模塊輸入級
• 各類家電產品的電源輸入濾波
• 工業設備的EMI抑制電路

2. Y電容的典型應用

• 同樣廣泛應用于開關電源、充電器等設備的地線濾波
• 高要求設備如醫療儀器、通信設備，對共模噪聲抑制要求更高，常采用Y1電容
• 家電產品如電視機、洗衣機中的EMI濾波電路
• 任何需要通過EMC/安規認證（如CE、FCC、UL、GB等）的設備

六、選型與設計要點

1. X電容選型考慮

• 額定電壓：必須 ≥ 輸入交流電壓峰值（如220VAC → 峰值約310V，選275V或更高）
• 容量范圍：常見 0.1μF ~ 1μF，過大可能增加漏電流或影響耐壓
• 安全等級：一般選用X2電容（通用安全等級），特殊場合選用X1
• 考慮失效保護：有些設計中會在X電容上并聯放電電阻，確保斷電后電容快速放電，避免觸電

2. Y電容選型考慮

• 額定電壓：雖然工作電壓低，但必須滿足高耐壓沖擊要求
• 容量范圍：通常較小，如幾nF到幾十nF（如4.7nF、10nF、22nF等）
• 安全等級：一般消費電子用Y2，高安全要求設備（如醫療、戶外）用Y1
• 漏電流限制：Y電容容量過大會導致接地漏電流增加，影響設備安全，尤其在醫療和便攜設備中需謹慎

七、總結對比表

結語

X電容和Y電容雖同為安規電容，在電源EMI濾波電路中扮演“保駕護航”的角色，但它們的作用位置、安全要求與應用場景截然不同：

• X電容是線間守護者，主要用于抑制火線與零線之間的差模干擾，保障電源的干凈與穩定；
• Y電容則是地線衛士，重點防范火線/零線與地之間的共模干擾，確保設備不對人體與環境產生安全隱患。

正確理解它們的區別，合理選型與布局，是保障電子設備電磁兼容性（EMC）、電氣安全與可靠性的關鍵所在。在設計電源或EMI濾波電路時，X與Y電容的“默契配合”，將為設備的穩定運行與用戶的安全筑起堅實屏障。