开关电源中用的Y电容X5R X7R Y5V COG 详解

       我们在开关电源整改的时候，发现应用中的Y电容会随着温度的变化，Y电容的容量会逐渐变小！从而测试传导、辐射的时候会出现在预热10分钟后，测试传导会有在冷机前测试传导差异巨大，最多时有10dB多！那么我们应该怎么样去选择这个Y电容呢，是不是有一种Y电容不会因为温升的问题，导致容量变小呢？下面就为大家介绍下这个Y电容。

       在我们选择Y电容时，不知道大家是否有注意到电容的X5R，X7R，Y5V，COG这些参数，这类参数描述了电容采用的电介质材料类别，温度特性以及误差等参数，不同的值也对应着一定的电容容量的范围。具体来说，就是：X7R常用于容量为3300pF~0.33uF的电容，这类电容适用于滤波，耦合等场合，电介质常数比较大，当温度从0°C变化为70°C时，电容容量的变化为±15%；Y5P与Y5V常用于容量为150pF~2nF的电容，温度范围比较宽，随着温度变化，电容容量变化范围为±10%或者+22%/-82%。对于其他的编码与温度特性的关系，大家可以参阅下表一。例如，X5R的意思就是该电容的正常工作温度为-55°C~+85°C，对应的电容容量变化为±15%。

表一 电容的温度与容量误差编码



下面我们仅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V来介绍一下它们的性能和应用 以及采购中应注意的订货事项以引起大家的注意。不同的公司对于上述不同性能的电容器可能有不同的命名方法，这里我们引用的是AVX公司的命名方法，其他公 司的产品请参照该公司的产品手册。 NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要区别是它们的填充介质不同。在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同，随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

一 NPO电容器
NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器。它的填充介质是由铷、钐和一些其它稀有氧化物组成的。NPO电容器是电容量和介质损耗最稳定的电容器之一。在温度从-55℃到+125℃时容量变化为0±30ppm/℃，电容量随频率的变化小于±0.3ΔC。NPO电容的漂移或滞后小于±0.05%，
相对大于±2%的薄膜电容来说是可以忽略不计的。其典型的容量相对使用寿命的变化小于±0.1%。NPO电容器随封装形式不同其电容量和介质损耗随频率变化的特性也不同，大封装尺寸的要比小封装尺寸的频率特性好。NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容，以及高频电路中的耦合电容。

二 X7R电容器
X7R电容器被称为温度稳定型的陶瓷电容器。当温度在-55℃到+125℃时其容量变化为15%，需要注意的是此时电容器容量变化是非线性的。
X7R电容器的容量在不同的电压和频率条件下是不同的，它也随时间的变化而变化，大约每10年变化1%ΔC，表现为10年变化了约5%。
X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用，而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

三 Z5U电容器
Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。这里首先需要考虑的是使用温度范围，对于Z5U电容器主要的是它的小尺寸和低成本。对于上述三种陶瓷 单片电容起来说在相同的体积下Z5U电容器有最大的电容量。但它的电容量受环境和工作条件影响较大，它的老化率最大可达每10年下降5%。尽管它的容量不稳定，由于它具有小体积、等效串联电感（ESL）和等效串联电阻（ESR）低、良好的频率响应，使其具有广泛的应用范围。尤其是在退耦电路的应用中。
Z5U电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 +10℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -56% 介质损耗 最大 4%

四 Y5V电容器
Y5V电容器是一种有一定温度限制的通用电容器，在-30℃到85℃范围内其容量变化可达+22%到-82%。
Y5V的高介电常数允许在较小的物理尺寸下制造出高达4.7μF电容器。
Y5V电容器的取值范围如下表所示
Y5V电容器的其他技术指标如下:工作温度范围 -30℃ --- +85℃ 温度特性 +22% ---- -82% 介质损耗 最大 5%
贴片电容器命名方法可到AVX网站上找到。

NPO、X7R及Y5V电容的特性及主要用途
NPO的特性及主要用途：
属1类陶瓷介质，电气性能稳定，基本上不随时间、温度、电压变化，适用于高可靠、高稳定的高额、特高频场合。
特性：
电容范围 1pF～0.1uF (1±0.2V rms 1MHz)
环境温度： -55℃～+125℃ 组别：CG
温度特性： 0±30ppm/℃
损耗角正切值： 15x10-4
绝缘电阻： ≥10GΩ
抗电强度： 2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流：≤50毫安

X7R的特性及主要用途：
属2类陶瓷介质，电气性能较稳定，随时间、温度、电压的变化，其特性变化不明显，适用于要求较高的耦合、旁路、源波电路以及10兆周以下的频率场合。
特性：
电容范围 300pF～3.3uF (1.0±0.2V rms 1KHz)
环境温度： -55℃～+125℃ 组别：2X1
温度特性： ±15%
损耗角正切值： 100Volts: 2.5% max
50Volts: 2.5% max
25Volts: 3.0% max
16Volts: 3.5% max
10Volts: 5.0% max
绝缘电阻： ≥4GΩ或 ≥100S/C (单位：MΩ)
抗电强度： 2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流：≤50毫安

Y5V的特性及主要用途：
属 2类陶瓷介质，具有很高的介电系数，能较容易做到小体积，大容量，其容量随温度变化比较明显，但成本较低。广泛应用于对容量，损耗要求不高的场合。
特性：
电容范围 1000pF～22uF (0.3V 1KHz)
环境温度： -30℃～+85℃
温度特性： ±22%～-82%
损耗角正切值： 50Volts: 3.5%
25Volts: 5.0%
16Volts: 7.0%
绝缘电阻： ≥4GΩ或 ≥100S/C (单位：MΩ)
抗电强度： 2.5倍额定电压 5秒 浪涌电流：≤50毫安


高压贴片电容分类
一类为温度补偿型NPO介质
　　NPO又名COG电气性能最稳定，基本上不随温度、电压、时间的改变，属超稳定型、低损耗电容材料类型，
适用在对稳定性、可靠性要求较高的高频、特高频、甚高频电路中。
二类为高介电常数型X7R介质
　　X7R是一种强电介质，因而能制造出容量比NPO介质更大的电容器。这种电容器性能较稳定，随温度、电压
时间的改变，其特有的性能变化并不显著，属稳定电容材料类型，使用在隔直、耦合、傍路、滤波电路及可靠性
要求较高的中高频电路中。

三类为半导体型X5R介质
X5R具有较高的介电常数，常用于生产比容较大、标称容量较高的大容量电容器产品。但其容量稳定性较
X7R，容量、损耗对温度、电压等测试条件较敏感，主要用在电子整机中的振荡、耦合、滤波及傍路电路中。 　
　
优点：封装体积小,质量稳定，绝缘性能高，耐高压 　　
缺点：容量较小，目前最大100UF，易于被脉冲电压击穿。

性能参数：
1、材质NPO(COG).X7R.X5R.Y5V；
2、容量0.1PF-100PF-1NF-1UF-100UF；
3、电压6.3V-100V-1KV-2KV-5KV；
4、封装0201-0805-1206-1812-2225

安规电容：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。它包括X电容各Y电容两种类型，x电容是跨接在电力线两线（L-N）之间的电容，一般选用金属薄膜电容；Y电容是分别跨接在电力线两线和地之间（L-E，N-E）的电容，一般是成对出现。基于漏电流的限制，Y电容值不能太大，一般X电容是uF级，Y电容是nF级。X电容抑制差模干扰，Y电容抑制共模干扰。它们用在电源滤波器里,起到电源滤波作用,分别对共模（Y电容）,差模（X电容）干扰起滤波作用.



一、抑制电源电磁干扰用电容器
　　当在电源跨线电路中使用电容器来消除噪音时，不仅仅只有正常电压，还必须考虑到异常的脉冲电压（如闪电）的产生，这可能会导致电容器冒烟或者起火。所以，跨线电容器的安全标准对于在不同国家有严格规定，故必须使用经过安全认证的电容器。

二、不允许将直流电容器用作跨线电容器使用
     对于X2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，如电源跨线路连接，可承受2.5kV的脉冲电压。
     对于Y2类抑制电源电磁干扰用电容器应适用于在电容器失效时不会导致电击危险的场合，用于电源跨线路连接时，能承受5kV的脉冲电压冲击，不致发生击穿现象。

另外，依据IEC 60384-14电容分为X电容与Y电容！
1、X电容是指跨于L-N之间的电容器,
2、Y电容是指跨于L-G/N-G之间的电容器.
(L=Line, N=Neutral, G=Ground)

X电容底下又分为X1, X2, X3,主要差别在于:
1、X1耐高压大于2.5 kV, 小于等于4 kV,
2、X2耐高压小于等于2.5 kV,
3、X3耐高压小于等于1.2 kV

Y电容底下又分为Y1, Y2, Y3,Y4, 主要差别在于:
1、Y1耐高压大于8 kV,
2、Y2耐高压大于5 kV,
3、Y3耐高压 n/a
4、Y4耐高压大于2.5 kV

Y5U、Y5V、Y5P都是贴片陶瓷电容，并且都属于Class III，有效的工作温度范围-30~+85℃，不过可进一步细分为不同的等级。

Y5P的温度补偿性能最好，全温度范围内的电容值变化范围为±10%。
Y5U对温度变化无补偿性，全温度范围内的电容值变化范围为+22%/-56%。
Y5V对温度变化无补偿性，全温度范围内的电容值变化范围为+30%/-80%。

热稳定性非常稳定的Y5P的Y电容，强烈推荐大家使用！详细如下图所示：

Y5P Y Capacitance

一、耐压和脚距不同
Y1额定电压是400VAC 耐压可以达到4000VAC；
Y1的脚距通常都是10mm；
Y2 额定电压为250VAC 耐压可以达到2600VAC；
Y2的脚距通常都是7.5mm；

二、绝缘类型不同
Y1属于双重绝缘或者说加强绝缘；
Y2属于基本绝缘或附加绝缘;

三、使用场合不同
Y1电容用于跨接一二次侧；
Y2电容用于跨接一次侧对保护大地即FG线；
备注：FG即大地。

四、体积不同
容量相同的情况下，Y1电容体积要比Y2电容适当大一点。
至于Y电容的表示方法，则基本上差不多，常见的有：
Y1 102M400VAC
Y1 222M400VAC
Y1 472M400VAC
Y2 102M250VAC
Y2 222M250VAC
Y2 472M250VAC

电容的温度特性

https://www.emc.wiki/thread-5209-1-1.html

Y5U、Y5V、Y5P都是贴片陶瓷电容，并且都属于Class III，有效的工作温度范围-30~+85℃，不过可进一步细分为不同的等级。

Y5P的温度补偿性能最好，全温度范围内的电容值变化范围为±10%。
Y5U对温度变化无补偿性，全温度范围内的电容值变化范围为+22%/-56%。
Y5V对温度变化无补偿性，全温度范围内的电容值变化范围为+30%/-80%。