电容等效串联电阻ESR 一般观点是:等效串联电阻(ESR)小容量相对较大的外部电容器可以很好地吸收快速转换时的峰值(纹波)电流。然而,有时这种选择很容易导致稳压器(特别是线性稳压器 LDO)不稳定,因此必须合理选择小容量和大容量电容器的容量。永远记住,稳压器是一个放大器,它会出现放大器可能出现的各种情况。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作用,因此需要额外的大容量电容来减缓 DC/DC 转换器的快速转换,用高频电容器减缓相对于大电容器的快速转换。一般情况下,应选择大容量电容器的等效串联电阻作为合适的值,使输出电压的峰值和设备中的毛刺Dasheet 在规定范围内。在高频转换中,小容量电容在 0.01μF 到0.1μF 量级能很好地满足要求。表面粘贴陶瓷电容器或多层陶瓷电容器(MLCC)有更小的 ESR。此外,在这些容量下,它们的体积和 BOM 成本合理。如果局部低频去耦不足,当输入电压从低频转换为高频时,输入电压会降低。电压下降过程可能持续数毫秒,主要取决于稳压器调电流的时间。ESR 大电容并联用 ESR 当然,这么低的单个电容器更划算。然而,这需要你 PCB 在面积、设备数量和成本之间寻求折衷。
深入了解电容器等效串联电阻(ESR) 电容器的主要技术指标包括电容量、耐压值和耐温值。除这三个主要指标外,等效串联电阻更为重要(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,它说电容属于,LOW ESR低损耗电容器。有些电容器也会标记ESR值(等效串联电阻),ESR损耗越低,输出电流越大,电容器质量越高。ESR 是Equivalent Series Resistance缩写,即等效串联电阻。理想的电容本身不会有任何能量损失,但事实上,由于制造电容器的材料有电阻,电容器的绝缘介质也会丢失。这种损失在外部,就像电阻与电容器串联一样,因此被称为等效串联电阻。ESR另一个类似的概念是ESL,即等效串联电感。早期的卷制电感通常很高ESL,电容量越大,ESL一般也越大。ESL经常会成为ESR部分,还有ESL会引起串联谐振等现象。但与电容相比,ESL比例很小,出现问题的概率很小。后来由于电容生产工艺的改进,逐渐被忽视ESL,而把ESR选择电容器作为除容量、耐压值、耐温值外的主要参考因素。
串联等效电阻ESR单位为毫欧(mΩ)。通常钽电容器ESR铝电解电容器通常低于100毫欧,而铝电解电容器高于此值,有些电容器 ESR甚至有几个欧姆。ESR电容器的容量、电压、频率和温度与额定电压固定时的容量有关ESR越低。同样,当容量固定时,选择高额定电压的品种也可以降低 ESR;因此,选择高耐压电容器确实有很多好处;低频时ESR高,高频时ESR低温也会引起ESR上升。目前,电子技术正朝着低压高电流电路的设计方向发展。供应元件的电压越来越低,但对功率的要求并没有降低。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电压要低得多。但另一方面,由于晶体管和频率的激增,这些芯片的功耗增加了很多,对电流的要求也越来越高。例如,两个功率都是70W的 CPU,前者电压是3.3V,后者电压是1.8V。前者的电流I=P/U=70W/3.3V=21.2A;后者的电流I=P/U=70W /1.8V=38.9A,几乎是前者电流的两倍。如果电容器的电流越来越高,ESR如果值不能保持在较小范围内,则会产生较高的纹波电压(理想的输出直流电压应为水平线,纹波电压为水平线上的峰谷),从而促使工程师在设计中使用最小的ESR电容器。ESR公式可用于值与纹波电压的关系V=R(ESR)×I表示。在这个公式中V表示纹波电压R表示电容的ESR,I表示电流。即使在电流增加的时候,也可以看到ESR在保持不变的情况下,纹波电压会成倍增加,因此使用较低ESR值的电容势在必行。此外,即使是相同的纹波电压对低压电路的影响也大于高压电路。例如,3.3V的CPU而言,0.2V纹波电压所占比例较小,影响不大,但是对于1.8V的CPU,同样是0.2V纹波电压的比例足以导致数字电路的判断失误。比如2007年第26期第17版《电子报》NCP1200构成的12V、1A在开关电源的文章中,对开关变压器二次二极管进行整流LCπ型滤波器中的电容C6、C7的要求是选择等效串联电阻小的优质电解电容,不仅会影响转换率,还会影响输出纹波电压。ESR 是等效的串联电阻,串联两个电容会使ESR值增加,并联会减少。因此,需要更低ESR而低ESR当大容量电容器的价格相对昂贵时,使用多个ESR相对较高的铝电解电容并联,形成较低的ESR大容量电容器也是一种常用的方法。许多开关电源采用电容并联策略,以牺牲某些策略PCB为了降低设备成本,空间。
但一定等效串联电阻的存在也有很好的方面。例如,在稳压电路中,有一定的ESR当负载发生瞬态变化时,电容器会立即波动,导致反馈电路动作。这种快速响应以牺牲一定的瞬态性能为代价,获得了后续的快速调整能力,特别是电源管的响应速度相对较慢,电容器的体积和容量受到严格限制。这种情况在一些使用中更为常见MOS在管道调节管的三端稳压器或类似电路中,使用过低ESR相反,电容器会降低整体性能。
多个小电容并联取代大电解电容
该用法常用于开关电源部分,用于高频滤波器。多个电容器并联主要是为了降低电容器的等效阻抗,因为它们并联。用小容量的陶瓷电容器代替电解电容器,提高了使用寿命。电解电容器的使用寿命只有几千小时,而陶瓷电容器的使用寿命是几十万小时。防止附着效应的原理是增加导线的表面积。多个电容器只能降低电路的可靠性,而不能增加大电容器的高频性能。通常,电容器越大,谐振频率越低。一旦超过谐振频率,电容器将表现为电感,根本无法起到滤波的作用N小电容器并联,因为每个小电容器的谐振频率都很高,所以没有这样的问题。容量相同的电容器,并联电容器越多,耐压值、耐温值、容量值越好ESR(等效电阻)是电容器的几个重要参数ESR越低越好。ESR它与电容的容量、频率、电压、温度等有关。ESR越低。板卡设计中使用了多个小电容器,大部分都是出来的。PCB有些人认为空间的限制,并联电阻越多,ESR效果越低,效果越好。理论上是这样,但考虑到电容接脚焊点的阻抗,多个小电容并联,效果不一定突出。
●ESR效果越低越好。
结合上述改进的供电电路,输入电容的容量应大于输入电容。相对容量要求ESR可以适当降低要求。由于输入电容主要是耐压,其次是吸收MOSFET开关脉冲。对适当降低输出电容的耐压要求和容量。ESR要求稍高,因为这里要保证有足够的电流通过。但这里需要注意的是,ESR越低越好,越低ESR电容会引起开关电路振荡。复杂的消振电路会增加成本。在板卡设计中,一般有一个参考值,作为元件选择参数,避免消振电路造成的成本增加。
●好的电容代表高质量。
电容理论曾经很繁荣,一些制造商和媒体也故意把这件事做成一个卖点。在板卡设计中,电路设计水平是关键。就像一些制造商可以使用两相电源来制造比一些制造商使用四相电源更稳定的产品一样,盲目使用高价电容器并不一定能制造出好的产品。为了测量一个产品,我们必须从多个角度考虑,不能有意或无意地夸大电容器的作用.
输出电容器,纹波电压ESR
开关电源的输出纹波电压分为电容充放电产生的容性纹波电压和电容ESR阻性纹波电压。为了获得较小的原因ESR听说多个电容器可以并联产生的阻性纹波电压,但不知道多个电容器并联。ESR我能理解它是如何变化的,但它是什么值得的? 例如,470uF的电解电容的ESR为0.1欧,两个电解并联ESR是不是就是0.05欧元,我现在有点疑问,不知道用低ESR陶瓷电容器与电解电容器并联,有同样的效果吗?例如,我输出,经过计算,纹波要求电容器ESR低于0.01欧元,根据之前的想法,可能需要几个电解电容才能满足要求。如果我选择使用一个电解电容器,然后并联几个陶瓷电容器103或104,是否有效。
答:如果要求esr很低,一般选择大容量MLCC(MULTILAYER CERAMIC CHIP CAPACITOR),不必用N个104并联。
1 多个并联可以减少ESR 具体计算方法与电阻并联。
2 可选择低ESR电解,但是价格比较贵。
3 也可以选择薄膜电容代替。
不同类型的电容并联。ESR电容值与频率有关。ESR/n,C×n的。通常小ESR和大容量小ESR,大容量电容并联。ESR两者之间都有电容。你说的电解电容器很低ESR瓷片有效减少纹波。
滤波电路 几个电容并联和一个大电容有什么区别吗?
答:两者的容量相等。但实际上,电容器具有等效串联电感和等效串联电阻寄生参数。一个电容器可以看作是下图中的模型和一个大电容器ESL和ESR它大于小容量电容,在同容量下ESL和ESR电容器的滤波能力越小,所以多个电容器并联和容量相等的大电容器的主要区别是多个电容器并联ESL和ESR比容量相等的大电容低很多,滤波能力更强。你不妨先想想小容量的电容(假设100u)的ESL和ESR跟大电容(200u)的ESL和ESR两个小电容并联后,等效电容等于200u,但是其ESL和ESR因为并联减半,两个小电容器并联的滤波能力更强。如果此时四个并联,那么ESL和ESR是大电容器的四分之一。希望能帮到你。
简要介绍电容器使用的误区
1.电容量越大越好
许多人喜欢在更换电容器时使用大容量电容器。我们知道,虽然电容器越大,但为了IC提供的电流补偿能力越强。更不用说电容量增加带来的体积增加了,成本增加了 ,但也影响了空气流动和散热。关键是电容器上有寄生电感,电容器放电电路会在某个频点上产生谐振。在谐振点,电容器的阻抗较小。因此,放电电路的阻抗最小,补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时,放电电路的阻抗开始增加,电容器提供的电流能力开始下降。电容器容量越大,谐振频率越低,电容器有效补偿电流的频率 范围越小。从保证电容器提供高频电流的能力来看,电容器越大越好的观点是错误的,一般电路设计有参考值。
2.电容量相同,并联电容越小越好?
耐压值,耐温值,容量值,ESR(等效电阻)是电容器的几个重要参数ESR越低越好。ESR它与电容的容量、频率、电压、温度等有关。ESR板卡设计越低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,此作为元件选用参数,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。
作者:我很倔 来源:CSDN 原文:https://blog.csdn.net/jxgxlm2008/article/details/51445113 版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接
为什么一上电,坦电容就被击穿?坦电容耐压值16V,实际电路中的电压值13.2V?
http://www.52rd.com/bbs/Archive_Thread.asp?SID=60349&TID=2