談談電容的ESR.

2021-02-14 電源研發精英圈

電容是一種容納電荷的器件，其主要作用是對電能進行存儲，並進行能量轉換。在學習電容相關知識時，大家可能會發現「ESR」這個詞出現的比較頻繁，但是從網絡上又找不到關於這個詞比較詳盡的解釋，所以資料看起來也只能一知半解。ESR是EquivalentSeriesResistance的縮寫，翻譯成中文就是「等效串連電阻」的意思。

　　從理論上來說，如果電容的性能近乎於完美，那麼它自身是不會造成能量損失的。但是實際上，因為製造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質有損耗，各種原因導致電容變得不「完美」。這個損耗在外部，表現為就像一個電阻跟電容串連在一起，所以就起了個名字叫做「等效串連電阻」。

　　ESR的出現導致電容的行為背離了原始的定義。

　　比如，我們認為電容上面電壓不能突變，當突然對電容施加一個電流，電容因為自身充電，電壓會從0開始上升。但是有了ESR，電阻自身會產生一個壓降，這就導致了電容器兩端的電壓會產生突變。無疑的，這會降低電容的濾波效果，所以很多高質量的電源一類的，都使用低ESR的電容器。

　　同樣的，在振蕩電路等場合，ESR也會引起電路在功能上發生變化，引起電路失效甚至損壞等嚴重後果。所以在多數場合，低ESR的電容，往往比高ESR的有更好的表現。不過事情也有例外，有些時候，這個ESR也被用來做一些有用的事情。

　　比如在穩壓電路中，有一定ESR的電容，在負載發生瞬變的時候，會立即產生波動而引發反饋電路動作，這個快速的響應，以犧牲一定的瞬態性能為代價，獲取了後續的快速調整能力，尤其是功率管的響應速度比較慢，並且電容器的體積/容量受到嚴格限制的時候。這種情況見於一些使用MOS管做調整管的三端穩壓或者相似的電路中。這時候，太低的ESR反而會降低整體性能。

　　ESR是等效「串連」電阻，這意味著將兩個電容串連，會增大這個數值，而並聯則會減少之。

　　實際上，需要更低ESR的場合更多，而低ESR的大容量電容價格相對昂貴，所以很多開關電源採取並聯的策略，用多個ESR相對高的鋁電解並聯，形成一個低ESR的大容量電容。犧牲一定的PCB空間，換來器件成本的減少，很多時候都是划算的。

　　和ESR類似的另外一個概念是ESL，也就是等效串聯電感。早期的卷制電感經常有很高的ESL，而且容量越大的電容，ESL一般也越大。ESL經常會成為ESR的一部分，並且ESL也會引發一些電路故障，比如串連諧振等。但是相對容量來說，ESL的比例太小，出現問題的機率很小，再加上電容製作工藝的進步，現在已經逐漸忽略ESL，而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。

　　順便，電容也存在一個和電感類似的品質係數Q，這個係數反比於ESR，並且和頻率相關，也比較少使用。

　　需要注意的是，如果電路中.(閱讀全部請點擊左下角的原文閱讀)

閱讀全文點左下角的閱讀原文

（繼續下到底...）

相關焦點

  • 談談電容
    本文將談談電容，介紹電容的知識和如何選型。談談電感 - 硬體之路 - 知乎專欄一、電容的基本原理電容，和電感、電阻一起，是電子學三大基本無源器件；電容的功能就是以電場能的形式儲存電能量。規格書二、電容的工藝與結構根據電容公式，電容量的大小除了與電容的尺寸有關，與電介質的介電常數(Permittivity)有關。
  • 射頻電容ESR
    低損耗射頻電容的優點 在所有射頻電路設計中，選用低損耗（超低ESR）片狀電容都是一項重要考慮。以下是幾種應用中低損耗電容的優點。在手持可攜式發射設備的末級功率放大器內使用低損耗電容作場效應電晶體源極旁路和漏極耦合，可以延長電池壽命。ESR高的電容增加I2ESR損耗，浪費電池能量。
  • 電容ESR研究
    在通過電容的電流越來越高的情況下，假如電容的ESR值不能保持在一個較小的範圍，那麼就會產生比以往更高的漣波電壓(理想的輸出直流電壓應該是一條水平線，而漣波電壓則是水平線上的波峰和波谷
  • 簡單談一談電容ESR
    電容的ESRESR是英語EquivalentSeries Resistance的縮寫，意為等效串聯電阻。自身不會產生任何能量損耗的完美電容只存在於理論，實際的電容總是存在著一些缺陷。這個損耗，在外部的表現就像一個電阻跟電容串聯在一起。另一方面，由於引線、卷繞等物理結構因素，電容內部還存在著電感成分。
  • 說說電容的ESR的來龍去脈
    理論上，一個完美的電容，自身不會產生任何能量損失，但是實際上，因為製造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質有損耗，各種原因導致電容變得不「完美」。這個損耗在外部，表現為就像一個電阻跟電容串連在一起，所以就起了個名字叫做「等效串連電阻」。    ESR的出現導致電容的行為背離了原始的定義。
  • ESR/ESL/電容容量
    ESR的出現導致電容的行為背離了原始的定義。ESR是等效「串聯」電阻，意味著，將兩個電容串聯，會增大這個數值，而並聯則會減少之。和ESR類似的另外一個概念是ESL，也就是等效串聯電感。ESL (Equivalent Series Inductance )就是等效電感參數。
  • 不同種類電容的ESR曲線研究
    可以看出，具有LOW ESR性能的鋁固體聚合物導體電容(左邊)，其消除漣波電壓的性能最強，鉭二氧化錳電容(右邊)性能次之，鋁電解液電容(中間)表現最差。同時最後的數值還將受溫度影響，這點我們還將在後面詳細說明。第5頁：注意你的室溫 溫度與電容性能的密切關係 電容的性能並非一成不變，而是會受到環境的影響，而對電容影響最大的就是溫度。
  • 為什麼電容的ESR不標示出來?
    引言 似乎所有的電源工程師談起電解電容的好壞的時候，最後總是少不了一句，要選擇ESR參數低一點的電容云云，但，公司採購員按這個要求去採購電容的時候，只能選擇好品牌，因為採購員心裡知道，好品牌的電容ESR參數才低，因，電解電容的ESR值從不標示出來。
  • 電解電容在低溫下的ESR問題分析!
    在我們使用電解電容的時候，我們常常關心到電解電容的容量，工作頻率，使用壽命，高頻特性；電解電容的使用紋波電流，溫升情況及計算壽命參數等等；對於電解電容在開關電源的使用時，我們經常推薦使用高頻低阻抗的電解電容參數，往往廠家推薦的高頻低阻抗是在常溫下（18－25℃）的參數；在實際的應用中，我們消費類產品為了滿足全球工作的氣候範圍對產品的測試有要求更低的溫度範圍，比如零下20℃！
  • 電路基礎之電容的ESR知識點剖析
    理論上，一個完美的電容，自身不會產生任何能量損失，但是實際上，因為製造電容的材料有電阻，電容的絕緣介質有損耗，各種原因導致電容變得不「完美」。這個損耗在外部，表現為就像一個電阻跟電容串聯在一起，所以就起了個名字叫做「等效串聯電阻」。如果覺得還是太抽象，給你個直觀的解釋。
  • 電解電容的ESR,想說三句話!
    似乎所有的硬體工程師談起電解電容的好壞的時候，最後總是少不了一句，要選擇ESR參數低一點的電容云云，，但，公司採購員按這個要求去採購電容的時候，只能選擇好品牌，因為採購員心裡知道，好品牌的電容ESR參數才低，因，電解電容的ESR值從不標示出來
  • 電容ESR是個啥?說它是幕後英雄不為過
    在學習電容相關知識時，大家可能會發現「ESR」這個詞出現的比較頻繁，但是從網絡上又找不到關於這個詞比較詳盡的解釋，所以資料看起來也只能一知半解。ESR是EquivalentSeriesResistance的縮寫，翻譯成中文就是「等效串連電阻」的意思。　　從理論上來說，如果電容的性能近乎於完美，那麼它自身是不會造成能量損失的。
  • ESR和ESL是如何影響電容的?
    ESR(Equivalent Series Resistance)如果你去看電容的datasheet(比如去Murata的關網隨便找一個), 每個非理想電容都會有一個叫ESR的指標.通常是在100mΩ ~ 1000mΩ不等, 具體數值大小根據電容種類和電容值大小來定, 這裡先不細說, 我會在之後比較不同電容的區別時詳細講解.那麼肯定會有人問這麼小的串聯電阻, 會有什麼大的影響麼? 不好意思, 還真會有, 在要求極其苛刻情況下還會把兩個電容並聯以減小ESR.
  • ESR、ESL,如何影響電容?一文解答!
    ESR(Equivalent Series Resistance)如果你去看電容的datasheet(比如去Murata的關網隨便找一個), 每個非理想電容都會有一個叫ESR的指標.通常是在100mΩ ~ 1000mΩ不等, 具體數值大小根據電容種類和電容值大小來定, 這裡先不細說, 我會在之後比較不同電容的區別時詳細講解.那麼肯定會有人問這麼小的串聯電阻, 會有什麼大的影響麼? 不好意思, 還真會有, 在要求極其苛刻情況下還會把兩個電容並聯以減小ESR.
  • 深刻談談旁路電容和去耦電容
    看了很多關於旁路電容和去耦電容的文章，有代表性的如下：退耦電容的選擇和應用十說電容關於旁路電容和耦合電容
  • 談談EMC的電容電感器件選擇知識
    談談EMC的電容電感器件選擇知識本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201609/304688.htm給大家介紹一下陶瓷電容器在EMI、IMC濾波基礎的知識
  • 超級電容標稱容量計算和ESR的計算
    打開APP 超級電容標稱容量計算和ESR的計算 胡薇 發表於 2018-04-17 10:15:23 超級電容(EDLC)和電池不同，隨著電荷放電電位下降。
  • 元件和線路的寄生參數對電容ESR和ESL的影響
    電容具有等效串聯電阻（ESR）和等效串聯電感（ESL）。例如，某VRM的輸出濾波電容（Bulk Capacitor）採用3280 μF的電解電容，其ESR ＝3 mΩ，ESL＝1 nH；解耦電容（DecoupingCapacitor）採用50 μF陶瓷電容，其ESR＝1 mΩ，ESL＝0.05 nH。　　當負載的工作模式轉換時，電流的轉換速率非常高，如為5 A／ns。
  • 很多電解電容廠商不給出ESR的內情曝光
    似乎所有的電源工程師談起電解電容的好壞的時候，最後總是少不了一句，要選擇ESR參數低一點的電容云云，但，公司採購員按這個要求去採購電容的時候，只能選擇好品牌，因為採購員心裡知道，好品牌的電容ESR參數才低，因，電解電容的ESR
  • 電容ESR很重要,可Datesheet中卻找不到……
    關鍵詞：電容等效串聯電阻, ESR, 電容, 理想電容通過Tan(δ)計算電容ESR電容等效串聯電阻（ESR）通常廣受關注，但它不會直接在參數數據或物料規格書中標註。 電容的總復阻抗在實-複數平面上表示為實數分量（ESR）和複數（無功）分量的矢量和，用以表示「理想」電容（ESR等元素在所有實際分量中均混合使用）。總阻抗與其複數分量之間的角稱為「損耗角」，該數值用於概括電容總阻抗的理想和非理想分量之間的比值。