详解Y电容接最好效果及安规电容缺陷规避

Y电容是接触到的一个非常关键的元器件，它对EMI的贡献是相当的大的，但是它是一个较难把控的元器件，在EMI传播路径中需要联系到很多的寄生参数才能够去分析。在做EMI实验时，往往Y电容对共模干扰的高频段影响比较大，所以我们首先要找到开关电源中的高频干扰源。最常见最熟悉的高频干扰源有两个，以反激为例，一是原边的开关MOS，二是副边的整流二极管，如下图

高频振铃1：MOS管关断时的振荡，高频振铃2：副边整流二极管关断时的振荡。

首先分析一下高频干扰1（原边开关MOS管的干扰），干扰源为Q1，如下图

在分析之前说明一下，输出的电解电容在高频的情况下内阻极低可视为两端短路。

MOS管Q1的振荡，电压为上正下负，噪声从D出发。第一条通路是从D→Cm→散热器→Ce→大地PE→N→输入电容地→回到S极，第二条通路是从D→Cm→散热器→Ce→大地PE→L→输入电容正→输入电容地→回到S极，第三条通路是从D→变压器→Ctx→Cj→Cd→散热器→Ce→大地PE→N→输入电容地→回到S极，第四条通路是从D→变压器→Ctx→Cj→Cd→散热器→Ce→大地PE→L→输入电容正→输入电容地→回到S极。整流管D1的振荡，电压为右正左负，噪声从Cj出发。

安规电容器由作为负电极的铝制圆筒制成，其填充有液体电解质，并插入作为正电极的弯曲铝带中。还需要对其进行DC电压处理，以在正电极片上形成氧化物膜作为介质。它具有容量大，漏电大，稳定性差，正极性和负极性等特点，适用于电源滤波或低频电路。使用时，请勿反转正极和负极。铝电解电容器成本低，因此一直是电源的常用选择。

然而，它们具有有限的寿命并且易受高温和低温的极端条件的影响。铝电解电容器在浸渍有电解质的纸张的两侧放置金属箔。该电解质在电容器的寿命期间蒸发，改变其电性质。如果电容器发生故障，它将发生剧烈反应：电容器中的压力增加，迫使其释放出易燃的、腐蚀性气体。

电解质蒸发的速率与电容器温度密切相关。对于每10摄氏度的工作温度下降，电容器的寿命加倍。电容器的额定寿命通常是其最大额定温度的结果。典型的额定寿命是在105摄氏度下1000小时。当选择这些电容器用于长寿命应用时， LED的寿命为25,000小时，电容器的寿命就成了问题。为了达到25,000小时的寿命，该电容器需要的工作温度不超过65摄氏度。该操作温度特别具有挑战性，因为在该应用中环境温度将超过125摄氏度。

市场上有一些高温额定电容器，但在大多数情况下，铝电解电容器将成为LED灯泡寿命的瓶颈部件。长寿命大型品铝电解的温度依赖性实际上会影响电容器额定电压的降低。您可能想到的第一件事是增加电容器的额定电压，以最大限度地减少介电失效的可能性。但是，这样做会导致电容器的等效串联电阻（ESR）更高。由于电容通常具有高纹波电流应力，因此这种高电阻会引入额外的内部功耗并增加电容器温度。随着温度升高，故障率增加。实际上，铝电解电容器通常仅使用其额定电压的约80％。