談談電容的ESR.

2021-02-24 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

  • 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。
  • 解讀電容的ESR是個什麼玩意 ?
    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。
  • 鋁電解電容的ESR到底是多少呢?
    不過,我找到一個尼吉康nichicon的一個通用電解電容的文件,電解電容的ESR隨頻率升高是降低的,變化率並不大,ESR從120Hz變到100Khz,ESR只下降了一半(如果看到了我前面陶瓷電容的文章,會發現陶瓷電容下降
  • 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
  • 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
  • 陶瓷電容的ESR是如何形成的
    本文引用《無源濾波元器件-電容的介紹和深入認識》百度上的華為資料《陶瓷電容的基礎知識》茂研科技
  • 由電解電容ESR參數引發的電路故障
    ,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」。鋁電解電容還包括存在於溼的電解質溶液的電阻、以及含有高電平「水」的鋁氧化物(水合氧化鋁)中的電阻等。下圖表示了電解電容ESR的形成因素。
  • 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、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. 顧名思義, 電容本身會有一個等效串聯電阻, 那麼電容的等效電路就變成了:
  • 深刻談談旁路電容和去耦電容
    ,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關於旁路電容的深度對話對於以上的文章,我是很佩服的,我按照它們的思路把問題推演和考證了一下,參考了一些數據,自己推導一下電容模型的阻抗曲線,試圖做的就是讓問題更明顯一些。
  • 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
    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。
  • 談談旁路和去耦合電容-原理部分
    看了很多關於旁路電容和去藕電容的文章,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 關於旁路電容的深度對話 對於以上的文章,我是很佩服的,我按照它們的思路把問題推演和考證了一下
  • 電容是怎麼放大電壓的?
    電容器雖然在只能夠存儲電荷,但是它在電路中可謂是「一個活躍分子」,在很多地方都能發揮到獨特的作用,比如電風扇的啟動需要電容來完成、要改善電路中的用電質量和提高電氣設備的用電效率可用電容來改善和提高設備的功率因數、三相電機的制動也可以用電容來完成,甚至電容在傳感器技術裡面都會用到的,比如我們常用的話筒就是用電容式傳感器製作的,我們叫它是「電容式」話筒。
  • 齊芯達電容:電容的作用及使用注意事項詳細講解
    從理論上(即假設電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。但實際上超過1uF的電容大多為電解電容,有很大的電感成份,所以頻率高后反而阻抗會增大。有時會看到有一個電容量較大電解電容並聯了一個小電容,這時大電容通低頻,小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低,通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過,電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000uF)濾低頻,小電容(20pF)濾高頻。
  • 電容的作用詳解
    什麼地方都有如果用得不好,死得難看的,所以首先介紹電容的作用。作為無源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種: 1、應用於電源電路,實現旁路、去藕、濾波和儲能方面電容的作用,下面分類詳述之:1)濾波濾波是電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上(即假設電容為純電容)說,電容越大,阻抗越小,通過的頻率也越高。
  • 負荷達到多少電容櫃才補償?
    大家都知道我們所使用的用電器具大部分都是電感性的,比如家裡所用的洗衣機、電風扇、空調和冰箱等;工廠裡所用的各種拖動機構也大部分都是電感性的,比如變壓器、異步電動機、步進電機與伺服電機等等,下面我們談談關於電路補償的一些問題。