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电容ESR的意义 ——转载

工程师
2013-09-09 10:41:41     打赏

首先来说ESR。ESR是高频电解电容里面最重要的性能参数,很多电子元器件都强调“LOW ESR”这一性能特征,也就是ESR值很小的意思。那么,我们如何正确理解LOW ESR的实际意义呢?由于现在电子技术的发展,供应给硬件的电压正呈现越来越低的趋势,例如INTEL、AMD的最新款CPU,电压均小于2V,相比以前动辄3、4V的电压要低得多。但是,另一方面这些芯片由于晶体管和频率爆增,需求的功耗却是有增无减,因此按P=UI的公式来计算,这些设备对电流的要求就越来越高了。

    例如两颗功耗同样是70W的CPU,前者电压是3.3V,后者电压是1.8V。那么,前者的电流就是I=P/U=70W/3.3V大约在21.2A左右。而后者的电流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A,达到了前者的近一倍。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,那么就会产生比以往更高的涟波电压(理想的输出直流电压应该是一条水平线,而涟波电压则是水平线上的波峰和波谷)。

    此外,即使是相同的涟波电压,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涟波电压所占比例较小,还不足以形成致命的影响,但是对于1.8V的CPU而言,同样是0.2V的涟波电压,其所占的比例就足以造成数字电路的判断失误。

    那么ESR值与涟波电压的关系何在呢?我们可以用以下公式表示:

    V=R(ESR)×I

    这个公式中的V就表示涟波电压,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,涟波电压也会成倍提高,采用更低ESR值的电容是势在必行。这就是为什么如今的板卡等硬件设备上所用的电容,越来越强调LOW ESR的缘故。

衡量电容性能的几个重要性能参数

    关于电容的参数,我们将其分为“看得到的”和“看不到的”。所谓“看得到的”,就是印在电容表面的一些基本参数,这些参数在我们看到一颗电容之后往往可以直接得知。例如电容的容量(比如“470μF”等等)、容量偏差范围、耐温范围、电压值(比如“16V”)。

    所谓“看不到的”参数,就是我们需要根据电容的型号来查询的参数。例如我们常说的ESR值,如今已成为区别电容性能的重要参数,而我们在电容上是看不到这个参数的,我们得去相关的网站通过电容的型号来查询。类似的参数还有不少,其中包括如下一些:

    1.ESR值;
    2.能够耐受的涟波电流值;
    3.温度特性;
    4.损耗角的正切(TAN),相当于无功功率和有功功率的比值,这个值跟电容的品质以及发热量有关系,这个值越小电容性能越好。
    5.漏电流值:无论绝缘体多大,总是会有细微的电流漏过电容,这个值则代表具体漏过的多少。

    此外,ESL特性也是电容的性能指标之一。但是随着电容技术的发展,现在的高档电解电容,其ESL特性一般都很好,到10MHz、20MHz以上的时候往往才能体现出区别,因此也就失去了比较的意义。





关键词: 电容     意义     转载     参数     电压    

工程师
2013-09-09 10:45:21     打赏
2楼
小小电容学问大啊,可怜我的原理图什么时候才能竣工。哎!

专家
2013-09-09 10:51:40     打赏
3楼

加油,相信曙光在前面。

楼主在那个省份?


工程师
2013-09-09 11:27:59     打赏
4楼
谢谢鼓励,在山东

专家
2013-09-09 12:37:37     打赏
5楼

山东啥地方,我一直想去山东爬泰山


工程师
2013-09-09 14:09:41     打赏
6楼
好啊。一块去

工程师
2013-09-09 14:14:36     打赏
7楼
呵呵,怎么聊起旅游了。文档不错,esr是电容的重要指标,高频电路的时候需要关注

专家
2013-09-09 14:42:29     打赏
8楼

欧卡


专家
2013-09-09 14:42:47     打赏
9楼
工作生活两不误嘛

工程师
2013-09-22 11:37:56     打赏
10楼
嗯,又长知识了,谢谢。

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