电容的@@等效串联@@电阻@@@@@@ESR
普遍的@@观点是@@@@：一个@@@@等效串联@@电阻@@@@@@（ESR）很小的@@相对@@较大容量的@@外部电容能很好地吸收快速转换时的@@峰值@@@@（纹波@@）电流@@。但是@@@@，有时这样的@@选择容易引起稳压器@@（特别是@@线性稳压器@@ LDO）的@@不稳定@@，所以必须合理选择小容量和@@大容量电容的@@容值@@@@@@。永远记住@@，稳压器就是@@一个@@@@放大器@@，放大器可能出现的@@各种情况它都会出现@@。由@@于@@ DC/DC 转换器的@@响应速度相对@@较慢@@，输出去耦电容在负载阶跃的@@初始阶段起主导的@@作用@@@@，因此需要额外大容量的@@电容@@来减缓相对@@于@@@@ DC/DC 转换器的@@快速转换@@，同时用@@高@@频电容减缓相对@@于@@大电容的@@快速变换@@。通常@@，大容量电容的@@等效串联@@电阻@@@@@@应该选择为@@合适的@@值@@@@，以便使输出电压@@的@@峰值@@和@@毛刺在器件的@@@@Dasheet 规定之内@@。高@@频转换中@@，小容量电容在@@ 0.01μF 到@@0.1μF 量级就能很好满足要求@@。表贴陶瓷电容或@@者@@多层陶瓷电容@@（MLCC）具有更小的@@@@ ESR。另外@@，在这些容值@@@@下@@，它们的@@体积和@@@@ BOM 成本都比较合理@@。如果局部低@@频去耦不充分@@，则从低@@频向高@@频转换时将引起输入电压@@降低@@@@。电压@@下降过程可能持续数毫秒@@，时间长短主要取决于稳压器调节增益和@@提供较大负载电流@@的@@时间@@。用@@ ESR 大的@@电容@@并联@@比用@@@@ ESR 恰好那么@@低@@的@@单个@@电容当然更具成本效益@@。然而@@@@,这需要你在@@ PCB 面积@@、器件数目与成本之间寻求折衷@@。
深入理解电容器@@的@@等效串联@@电阻@@@@@@（ESR）
电容器@@的@@主要技术@@指标有电容量@@、耐压值@@@@、耐温值@@@@。除了@@这三个@@主要指标外@@，其他指标中较重要的@@就是@@等效@@串联@@电阻@@@@@@（ESR）了@@。有的@@电容@@器上有一条金色的@@带状线@@，上面印有一个@@@@大大的@@空心字母@@“I”，它表示@@该电容属于@@LOW ESR低@@损耗电容@@。有的@@电容@@还会标出@@ESR值@@（等效串联@@电阻@@@@），ESR越低@@@@，损耗越小@@，输出电流@@就越大@@，电容器@@的@@品质越高@@@@。ESR 是@@Equivalent Series Resistance的@@缩写@@，即@@“等效串联@@电阻@@@@”。理想的@@电容@@自身不会有任何能量损失@@，但实际上@@，因为@@制造电容的@@材料有电阻@@@@，电容的@@绝缘介质有损耗@@。这个@@损耗在外部@@，表现为@@就像一个@@@@电阻@@跟电容串联@@在一起@@，所以就称为@@@@“等效串联@@电阻@@@@”。和@@ESR类似的@@另外@@一个@@@@概念是@@@@ESL，也就是@@等效@@串联@@电感@@。早期@@的@@卷制电感经常有很高@@的@@@@ESL，容量越大@@的@@电容@@@@，ESL一般也越大@@。ESL经常会成为@@@@ESR的@@一部分@@，并且@@ESL会引起串联@@谐振等现象@@。但是@@@@相对@@电容量来说@@，ESL的@@比例很小@@，出现问题的@@几率很小@@，后来由@@于@@电容制作工艺的@@提高@@@@@@，现在已经逐渐忽略@@ESL，而@@把@@ESR作为@@除容量@@、耐压值@@@@、耐温值@@@@之外选用@@电容器@@的@@主要参考因素了@@@@。
串联@@等效电阻@@@@@@ESR的@@单位是@@毫欧@@@@（mΩ）。通常@@钽电容的@@@@ESR通常@@都在@@100毫欧@@以下@@，而@@铝电解电容则高@@于这个@@数值@@@@，有些种类电容的@@@@ ESR甚至会高@@达数欧@@姆@@。ESR的@@高@@低@@@@，与电容器@@的@@容量@@、电压@@、频率@@及温度都有关系@@，当额定电压@@固定时@@，容量愈大@@ ESR愈低@@@@。同样当容量固定时@@，选用@@高@@的@@额定电压@@的@@品种也能降低@@@@ ESR；故选用@@耐压高@@的@@电容@@确实有许多好处@@；低@@频时@@ESR高@@，高@@频时@@ESR低@@；高@@温也会造成@@ESR的@@升高@@@@。
现在电子@@技术@@正朝着低@@电压@@高@@电流@@电路的@@设计方向发展@@，供应给元器件的@@电压@@呈现越来越低@@@@的@@趋势@@，但对@@功率的@@要求却丝毫没有降低@@@@。按@@P=UI的@@公式来计算@@，要获得同样的@@功率@@，电压@@降低@@了@@@@，那就必须得增大电流@@@@。例如@@INTEL、AMD的@@最新款@@CPU，电压@@均小于@@2V，和@@以前@@3、 4V的@@电压@@相比低@@得多@@。但另一方面这些芯片由@@于@@晶体管和@@频率@@的@@激增@@，需求的@@功耗却是@@增大了@@许多@@，对@@电流@@的@@要求就越来越高@@了@@@@。例如@@两颗功率都是@@@@70W的@@ CPU，前者电压@@是@@@@3.3V，后者电压@@是@@@@1.8V。那么@@，前者的@@电流@@@@I=P/U=70W/3.3V=21.2A；而@@后者的@@电流@@@@I=P/U=70W /1.8V=38.9A，将近是@@前者电流@@的@@两倍@@。在通过电容的@@电流@@越来越高@@的@@情况下@@，假如电容的@@@@ESR值@@不能保持在一个@@@@较小的@@范围@@，那么@@就会产生更高@@的@@纹波@@电压@@@@@@@@（理想的@@输出直流电压@@应该是@@一条水平线@@，而@@纹波@@电压@@@@则是@@水平线上的@@波峰和@@波谷@@）,因此就促使工程师在设计时@@，要使用@@最小的@@@@ESR电容器@@。
ESR值@@与纹波@@电压@@@@的@@关系可以用@@公式@@V=R（ESR）×I表示@@。这个@@公式中的@@@@V就表示@@纹波@@电压@@@@@@，而@@R表示@@电容的@@@@ESR，I表示@@电流@@@@。可以看到@@@@，当电流@@增大的@@时候@@，即@@使在@@ESR保持不变的@@情况下@@，纹波@@电压@@@@也会成倍提高@@@@@@，因此采用@@更低@@@@ESR值@@的@@电容@@是@@势在必行的@@@@。此外@@，即@@使是@@相同的@@纹波@@电压@@@@@@@@，对@@低@@电压@@电路的@@影响也要比在高@@电压@@情况下更大@@。例如@@对@@于@@@@3.3V的@@CPU而@@言@@，0.2V纹波@@电压@@@@所占比例较小@@，不足以形成很大的@@影响@@，但是@@@@对@@于@@@@1.8V的@@CPU，同样是@@@@0.2V的@@纹波@@电压@@@@@@，其所占的@@比例就足以造成数字电路的@@判断失误@@。
例如@@《电子@@报@@》2007年第@@26期@@17版的@@@@《由@@NCP1200构成的@@@@12V、1A开关电源@@》的@@文章中@@，对@@开关变压器次级二极管整流后的@@@@LCπ型滤波器中电容@@C6、C7的@@要求就是@@@@“要选用@@等效串联@@电阻@@@@小的@@优质电解电容@@，等效电阻@@@@不仅会影响转换率还会影响输出纹波@@电压@@@@@@。”
ESR 是@@等效@@“串联@@”电阻@@，将两个@@电容串联@@@@，会使@@ESR值@@增大@@，而@@并联@@则会使@@之减小@@。因此在需要更低@@@@ESR的@@场合@@，而@@低@@@@ESR的@@大容量电容价格又相对@@昂贵的@@情况下@@，用@@多个@@@@ESR相对@@高@@的@@铝电解电容并联@@@@，形成一个@@@@低@@@@ESR的@@大容量电容也是@@一种常用@@的@@办法@@。很多开关电源@@采取的@@电容@@并联@@的@@策略@@，以牺牲一定的@@@@PCB空间@@，换来器件成本的@@减少@@。
不过一定等效串联@@电阻@@@@的@@存在也有好的@@方面@@。比如@@在稳压电路中@@，有一定@@ESR的@@电容@@，在负载发生瞬变的@@时候@@，会立即@@产生波动而@@引发反馈电路动作@@，这个@@快速的@@响应@@，以牺牲一定的@@@@瞬态性能为@@代价@@，获取了@@后续的@@快速调整能力@@，尤其是@@功率管的@@响应速度比较慢@@，而@@且在电容器@@的@@体积@@、容量受到@@严格限制的@@情况@@。这种情况多见于一些使用@@@@MOS管做调整管的@@三端稳压器或@@相似的@@电路中@@，采用@@太低@@的@@@@ESR电容器@@反而@@会降低@@整体的@@性能@@。
多个@@小电容并联@@@@取代大电解电容的@@作用@@@@
这种用@@法常见于开关电源@@部分@@，作用@@是@@高@@频滤波@@。多个@@电容并联@@主要是@@为@@了@@降低@@电容的@@等效阻抗@@，因为@@并联@@@@。用@@小容量的@@陶瓷电容代替了@@电解电容@@，增加了@@寿命@@。电解电容的@@寿命只有几千小时@@，而@@陶瓷电容的@@寿命有几十万小时@@。防止趋附效应的@@原理是@@增加导线的@@表面积@@@@。多个@@电容只能降低@@线路可靠性@@，而@@不可能增加大电容的@@高@@频性能很差@@。通常@@电容越大@@，其谐振频率@@越低@@@@@@@@。一旦超过谐振频率@@@@，电容将表现成一个@@@@电感@@，完全起不到@@滤波的@@作用@@@@，如果用@@@@N个@@小电容并联@@@@，由@@于@@每个@@小电容的@@谐振频率@@都很高@@@@，就没有这样的@@问题了@@@@，同样容量的@@电容@@@@，并联@@越多的@@小电容越好@@， 耐压值@@@@、耐温值@@@@、容值@@@@、ESR(等效电阻@@@@)等是@@电容的@@几个@@重要参数@@，对@@于@@ESR自然是@@越低@@@@越好@@。ESR与电容的@@容量@@、频率@@、电压@@、温度等都有关系@@。当电压@@固定时候@@，容量越大@@，ESR越低@@@@。在板卡设计中@@@@采用@@多个@@@@小电容并连多是@@出与@@PCB空间@@的@@限制@@，这样有的@@人就认为@@@@，越多的@@并联@@小电阻@@@@，ESR越低@@@@，效果越好@@。理论上是@@如此@@，但是@@@@要考虑到@@电容接脚焊点的@@阻抗@@，采用@@多个@@@@小电容并联@@@@@@，效果并不一定突出@@。
●ESR越低@@@@，效果越好@@。
结合我们上面的@@提高@@@@的@@供电电路来说@@，对@@于@@输入电容来说@@，输入电容的@@容量要大一点@@。相对@@容量的@@要求@@，对@@ESR的@@要求可以适当的@@降低@@@@。因为@@输入电容主要是@@耐压@@，其次是@@吸收@@MOSFET的@@开关脉冲@@。对@@于@@输出电容@@来说@@，耐压的@@要求和@@容量可以适当的@@降低@@一点@@。ESR的@@要求则高@@一点@@，因为@@这里要保证的@@是@@足够的@@电流@@通过量@@。但这里要注意的@@是@@@@ESR并不是@@越低@@@@越好@@，低@@ESR电容会引起开关电路振荡@@。而@@消振电路复杂同时会导致成本的@@增加@@。板卡设计中@@，这里一般有一个@@@@参考值@@@@，此作为@@@@188足彩外围@@app 选用@@参数@@，避免消振电路而@@导致成本的@@增加@@。
●好电容代表着高@@品质@@。
“唯电容论@@”曾经盛极一时@@，一些厂商和@@媒体也刻意的@@把这个@@事情做成一个@@@@卖点@@。在板卡设计中@@@@，电路设计水平是@@关键@@。和@@有的@@厂商可以用@@两相供电做出比一些厂商采用@@四相供电更稳定的@@产品一样@@，一味的@@采用@@高@@价电容@@，不一定能做出好产品@@。衡量一个@@@@产品@@，一定要全方位多角度的@@去考虑@@，切不可把电容的@@作用@@有意无意的@@夸大@@.
纹波@@电压@@@@，输出电容@@ESR
开关电源@@的@@输出纹波@@电压@@@@分两部分组成@@，其一是@@由@@电容充放电产生的@@容性纹波@@电压@@@@@@，其二为@@电容@@ESR产生的@@阻性纹波@@电压@@@@@@。 为@@了@@得到@@较小的@@由@@@@ESR产生的@@阻性纹波@@电压@@@@@@，听说可用@@多个@@@@电容并联@@起来@@，不知道若干个@@电容并联@@起来总的@@@@ESR具体如何变化@@，变小了@@我可以理解@@，但是@@@@变成什值@@了@@呢@@？ 比如@@，一个@@@@470uF的@@电解@@电容的@@@@ESR为@@0.1欧@@，那两个@@电解并联@@起来@@ESR是@@不是@@就是@@@@0.05欧@@了@@@@，我现在有点疑问@@，不知道用@@低@@@@ESR的@@陶瓷电容跟电解电容并联@@起来@@，有没有同样的@@效果呢@@。比如@@，我输出@@，经过计算@@，纹波@@要求电容@@ESR低@@于@@0.01欧@@，那照前面的@@想法@@，可能需要好几个@@的@@电解@@电容才能达到@@要求@@，如果我选择使用@@一个@@@@电解电容@@，然后给它并联@@若干个@@陶瓷电容@@103或@@者@@104，有没有效果@@。
答@@：如果要求@@esr很低@@@@，一般是@@选择大容量的@@@@MLCC（MULTILAYER CERAMIC CHIP CAPACITOR），不必用@@@@N个@@104并联@@。
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1 多只并联@@@@，确实可以降低@@@@ESR 具体计算方法@@，跟电阻@@并联@@的@@@@。
2 可以选择低@@@@ESR的@@电解@@，不过价格比较贵@@。
3 也可以选择薄膜电容代替@@。
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不同类型的@@电容@@并联@@@@。等效的@@@@ESR和@@电容值@@@@都是@@跟频率@@相关的@@@@。不是@@简单的@@@@ESR/n，C×n的@@。通常@@小@@ESR小容量的@@和@@大@@ESR，大容量的@@电容@@并联@@@@。ESR和@@电容都介于二者之间@@。你说的@@电解@@电容并低@@@@ESR的@@瓷片@@，对@@减小纹波@@是@@有效果的@@@@。
滤波电路@@ 几个@@电容并联@@和@@一个@@@@大电容@@（容量相等@@@@）有什么不同吗@@？
答@@：两者电容容量是@@相等@@的@@@@。但是@@@@现实中电容是@@有等效串联@@电感和@@等效串联@@电阻@@@@寄生参数@@，一个@@@@电容可以看做下图的@@模型@@，一个@@@@大电容的@@@@ESL和@@ESR是@@要比小容量的@@电容@@大的@@@@，而@@在同容量下@@ESL和@@ESR的@@数值@@越小电容的@@滤波能力就越强@@，所以多个@@电容并联@@和@@一个@@@@容量相等@@@@的@@大电容的@@主要区别是@@@@，多个@@电容并联@@的@@@@ESL和@@ESR要比一个@@@@容量相等@@@@大电容要低@@很多@@，滤波能力更强@@。你不妨先认为@@小容量的@@电容@@@@（假设@@100u）的@@ESL和@@ESR跟大电容@@（200u）的@@ESL和@@ESR相等@@，然后两个@@小电容并联@@@@后其等效电容等于@@200u，但是@@@@其@@ESL和@@ESR因为@@并联@@@@而@@减半@@，所以两个@@小电容并联@@@@的@@滤波能力更强@@@@。假如是@@此时四个@@并联@@@@，那么@@ESL和@@ESR就是@@大电容的@@四分之一@@。希望能帮到@@你@@。
简谈电容使用@@的@@误区@@
1.电容容量越大@@越好@@?
很多人在电容的@@替换中往往爱用@@大容量的@@电容@@@@。我们知道虽然电容越大@@，为@@IC提供的@@电流@@补偿的@@能力越强@@。且不说电容容量的@@增大带来的@@体积变大@@，增加成本@@ 的@@同时还影响空气流动和@@散热@@。关键在于电容上存在寄生电感@@，电容放电回路会在某个@@频点上发生谐振@@。在谐振点@@，电容的@@阻抗小@@。因此放电回路的@@阻抗最小@@，补充能量的@@效果也最好@@。但当频率@@超过谐振点时@@，放电回路的@@阻抗开始增加@@，电容提供电流@@能力便开始下降@@。电容的@@容值@@@@越大@@，谐振频率@@越低@@@@@@，电容能有效补偿电流@@的@@频@@ 率范围也越小@@。从保证电容提供高@@频电流@@的@@能力的@@角度来说@@，电容越大越好的@@观点是@@错误的@@@@，一般的@@电路设计中都有一个@@@@参考值@@的@@@@。
2.同样容量的@@电容@@@@，并联@@越多的@@小电容越好@@?
耐压值@@@@、耐温值@@@@、容值@@@@、ESR(等效电阻@@@@)等是@@电容的@@几个@@重要参数@@，对@@于@@ESR自然是@@越低@@@@越好@@。ESR与电容的@@容量@@、频率@@、电压@@、温度等都有关系@@。当电压@@固定时候@@，容量越大@@，ESR越低@@@@。在板卡设计中@@@@采用@@多个@@@@小电容并连多是@@出与@@PCB空间@@的@@限制@@，这样有的@@人就认为@@@@，越多的@@并联@@小电阻@@@@，ESR越低@@@@，效果越好@@。理论上是@@如此@@，但是@@@@要考虑到@@电容接脚焊点的@@阻抗@@，采用@@多个@@@@小电容并联@@@@@@，效果并不一定突出@@。
3.ESR越低@@@@，效果越好@@?
相对@@容量的@@要求@@，对@@ESR的@@要求可以适当的@@降低@@@@。因为@@输入电容主要是@@耐压@@，其次是@@吸收@@MOSFET的@@开关脉冲@@。对@@于@@输出电容@@来说@@，耐压的@@要求和@@容量可以适当的@@降低@@一点@@。ESR的@@要求则高@@一点@@，因为@@这里要保证的@@是@@足够的@@电流@@通过量@@。但这里要注意的@@是@@@@ESR并不是@@越低@@@@越好@@，低@@ESR电容会引起开关电路振荡@@。而@@消振电路复杂同时会导致成本的@@增加@@。板卡设计中@@，这里一般有一个@@@@参考值@@@@，此作为@@@@188足彩外围@@app 选用@@参数@@，避免消振电路而@@导致成本的@@增加@@。
4.好电容代表着高@@品质@@?
“唯电容论@@”曾经盛极一时@@，一些厂商和@@媒体也刻意的@@把这个@@事情做成一个@@@@卖点@@。在板卡设计中@@@@，电路设计水平是@@关键@@。和@@有的@@厂商可以用@@两相供电做出比一些厂商采用@@四相供电更稳定的@@产品一样@@，一味的@@采用@@高@@价电容@@，不一定能做出好产品@@。衡量一个@@@@产品@@，一定要全方位多角度的@@去考虑@@，切不可把电容的@@作用@@有意无意的@@夸大@@。
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