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電容器
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什么是ESR值,在電解電容的選型中地位重要嗎?

文章出處:作者:人氣:-發(fā)表時(shí)間:2021-03-11 15:04:00

  作為開(kāi)關(guān)電源的輸出整流濾波電容器,電容量往往是首要的選擇,鋁電解電容器的電容量完全可以滿足要求,而ESR則相對(duì)比較高??梢酝ㄟ^(guò)多只并聯(lián)的方法降低ESR。也可以選擇更大的電容量來(lái)降低ESR。

  ESR是高頻電解電容里面最重要的性能參數(shù),很多電容供應(yīng)商都強(qiáng)調(diào)“LOWESR”這一性能特征,也就是ESR值很小的意思。那么,我們?nèi)绾握_理解LOWESR的實(shí)際意義呢?由于現(xiàn)在電子技術(shù)的發(fā)展,供應(yīng)給硬件的電壓正呈現(xiàn)越來(lái)越低的趨勢(shì),例如FPGA、DSP、RAM系列的供電電壓都是很低,有的電路電壓小于2V,相比以前動(dòng)輒3、4V的電壓要低得多。但是,另一方面這些芯片由于晶體管和頻率爆增,需求的功耗卻是有增無(wú)減,因此按P=UI的公式來(lái)計(jì)算,這些設(shè)備對(duì)電流的要求就越來(lái)越高了。

  比如在電腦主板上,例如兩顆功耗同樣是70W的CPU,前者電壓是3.3V,后者電壓是1.8V。那么,前者的電流就是I=P/U=70W/3.3V大約在21.2A左右。而后者的電流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A,達(dá)到了前者的近一倍。在通過(guò)電容的電流越來(lái)越高的情況下,假如電容的ESR值不能保持在一個(gè)較小的范圍,那么就會(huì)產(chǎn)生比以往更高的漣波電壓(理想的輸出直流電壓應(yīng)該是一條水平線,而漣波電壓則是水平線上的波峰和波谷)。

電解電容

  此外,即使是相同的漣波電壓,對(duì)低電壓電路的影響也要比在高電壓情況下更大。例如對(duì)于3.3V的MCU而言,0.2V漣波電壓所占比例較小,還不足以形成致命的影響,但是對(duì)用于1.8V供電的FPGA、DSP而言,同樣是0.2V的漣波電壓,其所占的比例就足以造成數(shù)字電路的判斷失誤。

  那么ESR值與漣波電壓的關(guān)系何在呢?我們可以用以下公式表示:

  V=R(ESR)×I

  這個(gè)公式中的V就表示漣波電壓,而R表示電容的ESR,I表示電流??梢钥吹?,當(dāng)電流增大的時(shí)候,即使在ESR保持不變的情況下,漣波電壓也會(huì)成倍提高,采用更低ESR值的電容是勢(shì)在必行。這就是為什么如今的板卡等硬件設(shè)備上所用的電容,越來(lái)越強(qiáng)調(diào)低ESR的原因。

  

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