元器件（上）：X电容

我想以这篇文章开启一个系列，介绍各种电子元件：二极管、电容、电阻、压敏电阻等等。
元件种类实在太多，而且各不相同。我总觉得，等我把它们都介绍完，肯定又会有新东西问世：）
这个系列就从X类电容开始吧，正好这篇文章也可以作为我上一篇Y类电容文章的补充。

总的来说，这些文章都算是视频内容的补充。我不写脚本，通常只是讲自己知道的东西，所以难免会有一些疏漏，或者和文字版有所出入。不过我会尽量减少这种情况。
这个系列不只会介绍元件本身，还会讲它们适合用在电子电路的哪些位置、为什么适合，以及可能的替代方案。
如果你对某些特定元件感兴趣，我会尽量优先制作相关视频。所以欢迎留言提问。

X类电容通常与Y类电容配合使用。它们都常用作滤波器中的抑制干扰元件。当然，两种电容也完全可以单独使用。

它们看起来像是不同颜色的小方块，通常为灰色、蓝色或黄色。每个电容上都必须有相应的标识。


电网中有不少高频干扰和纹波，因此X类电容的作用就是尽可能将它们旁路掉，本质上是让干扰通过电容形成回路。电源一侧的干扰也是如此。图中展示了干扰的路径，以及它如何到达电容。
图左侧可以看到一个阻值为560 kΩ的电阻。这个电阻用于在断电后给电容放电。如果不装这个电阻，电源断开后再碰到电源插头的触点，就可能被电到。电击不算严重，但很不舒服。以前有人拿来一台JVC摄像机，它的电源就特别会“咬人”。


X类电容与普通电容的区别在于：
1. 在交流电网电压下工作性能更好
2. 能承受高压尖峰
3. 不易自燃。

原则上可以用普通电容替代，但这只是不得已的做法；此外，替换用的电容额定电压至少要达到630 V。有人可能会告诉你，装400 V的也行，很多人都这么做过，而且一直能用。别听他们的，最低630 V！
所以，正确的做法是安装左图中的那种电容。


对进口电容（说白了就是中国电容）尤其要小心。左图中是红色电容。我不止一次见过它们炸裂的样子，它们完全有可能引发火灾。


简单说说标识。
X1 – 用于接入三相电网的工业设备。这类电容保证能够承受4 kV的电压尖峰。
X2 – 最常见的类型。用于电网额定电压不超过250 V的家用电器，可承受最高2.5 kV的电压尖峰。
Y1 – 适用于电网额定电压不超过250 V的场合，可承受最高8 kV的脉冲电压。
Y2 – 最常见的类型，可用于电网电压不超过250 V的场合，可承受5 kV的脉冲电压。

小提示
1. Y类电容可以代替X类电容，但不能用X类电容代替Y类电容。
2. Y类电容的电容量通常远小于X类电容。
3. 对X类电容来说，电容量越大越好；而Y类电容的电容量则应尽可能小。典型的2.2 nF电容，如果同时触碰电源输出端和接地物体，已经会让人明显感觉到电击。

选择X类电容的电容量很简单，越大越好。用于普通家用设备时，任何等级都可以。

有时Y类电容的外壳会和X类电容一样，使用时要注意。


另外，正如我上面所说，Y类电容可以代替X类电容，而且有时甚至会标注双重类别。甚至Y2电容也可以放心地代替X1电容。
左边这个看起来应该是合适的电容，但由于没有Y类标识，最好不要使用，至少不要用在绕组之间。


你们肯定会问，为什么用X、Y，而不是比如W和Z？我试着解释一下我对这种标识原则的理解。
在电路板上，X类电容的安装方式如图所示，也就是说，它的一端通过一条走线接到输入端，另一端则通过另一条走线接到输出端。 这样做是为了尽量缩短导线，因为电流总是沿着最短路径流动。


不过，如果把这些导线放大仔细看，就会发现X电容的接法像字母X，而Y电容的接法自然就像字母Y。
我不敢说设计时就是这么考虑的，但看起来确实挺合理的：）


下面举例看看这些电容在实际电源中的样子。
左边是卫星接收机的电源，右边是显示器的电源。前者在扼流圈前后都用了电容，后者只在扼流圈前用了电容。第一种方案的抗干扰效果稍好一些，不过第二种方案多了一个扼流圈，可以降低干扰水平。


扼流圈就在电容左下方一点。这里用的是X2级电容，容量为0.22 µF。


再看一个例子，这是电脑电源。


这里输入端同样装有一只X2级电容，容量也是0.22 µF。不过这只是巧合，因为卫星接收机电源里的电容容量是0.1 µF。


这就是我前面提到的那些不太常见的Y型电容。我以前没注意到它们竟然采用了这么特别的封装，最近才发现。
顺便说一下，电路板左侧可以看到电源制造商Astec的标识。当年它生产的电源质量非常好，你们可能也见过它家的手机充电器（比如西门子手机的充电器）。不过后来这家厂商退出了消费电子市场，真是可惜，他们的产品质量相当出色。不仅如此，他们甚至还生产自己的芯片。


说到电源，其实不只是电源。正如我之前写过的，X级电容非常可靠，所以在扔掉旧电源之前，不妨看看能不能把里面的电容拆下来，它们很可能仍然完好。
总的来说，各种电源和其他设备都是不错的零件来源，尤其是只需要一两件零件的时候。有时把它们保持原样存放也很方便。
比如下面这个待机电源电路，可以把所有元件拆下来，拼出一个小功率的5/12 V电源，用来给Arduino之类的设备供电。


或者这个输出级。这里可以放心拆下磁芯，用在各种电压转换器和滤波器上，非常方便。尤其是共稳压扼流圈可能会很有用。
电解电容也可能派得上用场，但如果电源是“中国产”的，最好别用里面的电容，很多都是垃圾。


既然说到了电源滤波器，那就给大家看看这个滤波器。它大概来自某台苏联时期的显示器，是我今天在阳台上找到的。
可以看到一个大铁盒，端面上有两个保险丝（开关电源最好成对安装保险丝），还有一个出乎意料的标准现代电源接口。


拆开后我惊呆了，简直就是典型中国廉价货的风格：外壳很大，里面却只有三个元件，而且真的是字面意义上的三个——扼流圈、电容和电阻。


估计接在这个滤波器后面的电源功率有100-150 W。现在这么大的外壳里，完全可以装下一台带滤波器的电源。照片里放了一台100 W电源作对比。


有些电源里还会遇到这种很方便的滤波器。这里同样只有三个元件：扼流圈、电容和电阻。把接口换成输入接口后就能直接使用，体积小、效果好，还免费。


就说到这里，其他内容可以看视频。正如我之前说的，欢迎大家提出想法、问题和评论，能和观众、读者互动，感觉要愉快得多：）