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ESR
閱讀�24568�(shí)間:2010-12-09 11:26:54

  ESR是Equivalent Series Resistance的縮�,即“等效串�(lián)電阻�。理想的電容自身不會(huì)有任何能量損�,但�(shí)際上,因?yàn)橹圃祀娙莸牟牧嫌须�?,電容的絕緣介質(zhì)有損�。這�(gè)損耗在外部,表�(xiàn)為就像一�(gè)電阻跟電容串�(lián)在一起,所以就稱為“等效串�(lián)電阻�。有的電容還�(huì)�(biāo)出ESR值(等效串聯(lián)電阻�,ESR越低,損耗越�,輸出電流就越大�電容�的品�(zhì)越高�

成因

  任何一�(gè)電容都會(huì)存在ESR,在電容電極之間始終都存在著一�(gè)電氣性的電阻,如金屬引腳電阻、電極極板電�、以及它們之間的連接電阻等等�

  鋁電解電容還包括存在于濕的電解質(zhì)溶液的電�、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��

ESR的成因

選用低電容的原因

  �(xiàn)在電子技�(shù)正朝著低電壓高電流電路的�(shè)�(jì)方向�(fā)展,供應(yīng)給元器件的電壓呈�(xiàn)越來越低的趨�(shì),但�(duì)功率的要求卻絲毫沒有降低。按P=UI的公式來�(jì)�,要獲得同樣的功�,電壓降低了,那就必須得增大電流。例如INTEL、AMD的款CPU,電壓均小于2V,和以前3� 4V的電壓相比低得多。但另一方面這些芯片由于晶體管和頻率的激增,需求的功耗卻是增大了許多,對(duì)電流的要求就越來越高了。例如兩顆功率都�70W的CPU,前者電壓是3.3V,后者電壓是1.8V。那�,前者的電流I=P/U=70W/3.3V=21.2A;而后者的電流I=P/U=70W/1.8V=38.9A,將近是前者電流的兩倍。在通過電容的電流越來越高的情況�,假如電容的ESR值不能保持在一�(gè)較小的范�,那么就�(huì)�(chǎn)生更高的紋波電壓(理想的輸出直流電壓�(yīng)該是一條水平線,而紋波電壓則是水平線上的波峰和波谷),因此就促使工程師在設(shè)�(jì)�(shí),要使用最小的ESR電容��

  ESR值與紋波電壓的關(guān)系可以用公式V=R(ESR)×I表示。這�(gè)公式中的V就表示紋波電�,而R表示電容的ESR,I表示電流。ESR較高的電�,隨著內(nèi)部發(fā)熱越來越�(yán)�,電解液干枯的速度加快,形成惡性循�(huán),并�(dǎo)致電路故�??梢钥吹剑?dāng)電流增大的時(shí)�,即使在ESR保持不變的情況下,紋波電壓也�(huì)成倍提高,因此采用更低ESR值的電容是勢(shì)在必行的�

一定量好處

  不過一定等效串�(lián)電阻的存在也有好的方�。比如在�(wěn)壓電路中,有一定ESR的電�,在�(fù)載發(fā)生瞬變的�(shí)�,會(huì)立即�(chǎn)生波�(dòng)而引�(fā)反饋電路�(dòng)�,這�(gè)快速的響應(yīng),以犧牲一定的瞬態(tài)性能為代�(jià),獲取了后續(xù)的快速調(diào)整能�,尤其是功率管的響應(yīng)速度比較�,而且在電容器的體�、容量受到嚴(yán)格限制的情況。這種情況多見于一些使用MOS管做�(diào)整管的三端穩(wěn)壓器或相似的電路�,采用太低的ESR電容器反而會(huì)降低整體的性能�

變化因素

  首先,管腳引腳和電容電極極板金屬的電阻可以忽略,�?yàn)樗鼈兌挤浅P ?/FONT>

  造成高ESR的兩�(gè)常見因素是:

  1)不良的電氣連接�

  2)電解溶液的干枯�

  �(duì)�1�,新、舊電解電容都有可能出現(xiàn);對(duì)�2)多�(shù)都是�(fā)生在舊電解電容上�

  不良的電氣連接問題主要是由于連接于電容內(nèi)部的管腳引線不是鋁金屬材�,而且一直以來鋁是不可焊的材��

  �(duì)于鋁�(zhì)的電極極板材料和銅質(zhì)的管腳材料來�,其電氣連接主要采用所謂的“焊接”和�(jī)械壓接方�。但是這兩種方式都�(huì)�(chǎn)生較高的ESR�

  隨著電解液水分的揮發(fā),ESR也隨之增大�

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