电容器的等效串连电阻（ESR）详解-KIA MOS管

电容的等效串连电阻ESR

遍及的观点：一个等效串连电阻（ESR）很小的绝对较大容量的内部电容能很好地接收疾速转换时的峰值（纹波）电流。

可是，偶然如许的挑选轻易激发稳压器（出格是线性稳压器 LDO）的不稳定，以是必须公道挑选小容量和大容量电容的容值。永久记着，稳压器便是一个缩小器，缩小器能够显现的各类环境它城市显现。

因为 DC/DC 转换器的呼应速率绝对较慢，输入去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导的感化，是以须要额外大容量的电容来减缓绝对 DC/DC 转换器的疾速转换，同时用高频电容减缓绝对大电容的疾速变更。

凡是，大容量电容的等效串连电阻应当挑选为适合的值，以便使输入电压的峰值和毛刺在器件的Dasheet 划定以内。高频转换中，小容量电容在 0.01μF 到0.1μF 量级就能够很好知足请求。表贴陶瓷电容或多层陶瓷电容（MLCC）具备更小的 ESR。

别的，在这些容值下，它们的体积和 BOM 本钱都比拟公道。若是局部低频去耦不充实，则从低频向高频转换时将激发输入电压降落。电压降落进程能够延续数毫秒，时辰是非首要取决于稳压器调理增益和供给较大负载电流的时辰。

用 ESR 大的电容并联比用 ESR 刚好那末低的单个电容固然更具本钱效益。可是,这须要在 PCB 面积、器件数量与本钱之间追求折中。

深切懂得电容器的等效串连电阻（ESR）

电容器的首要手艺目标有电容量、耐压值、耐温值。除这三个首要目标外，其余目标中较重要的便是等效串连电阻（ESR）了。

有的电容器上有一条金色的带状线，下面印有一个大大的空心字母“I”，它表现该电容属于LOW ESR低消耗电容。有的电容还会标出ESR值（等效串连电阻），ESR越低，消耗越小，输入电流就越大，电容器的品德越高。ESR 是Equivalent Series Resistance的缩写，即“等效串连电阻”。

抱负的电容本身不会有任何能量丧失，但现实上，因为建造电容的资料有电阻，电容的绝缘介质有消耗。这个消耗在内部，表现为就像一个电阻跟电容串连在一路，以是就称为“等效串连电阻”。

和ESR近似的别的一个观点是ESL，也便是等效串连电感。初期的卷制电感常常有很高的ESL，容量越大的电容，ESL普通也越大。ESL常常会成为ESR的一局部，并且ESL会激发串连谐振等景象。

可是绝对电容量来讲，ESL的比例很小，显现题目的概率很小，厥后因为电容建造工艺的进步，此刻已逐步疏忽ESL，而把ESR作为除容量、耐压值、耐温值以外选用电容器的首要参考身分了。

串连等效电阻ESR的单元是毫欧（mΩ）。凡是钽电容的ESR凡是都在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乃至会高达数欧姆。

ESR的凹凸，与电容器的容量、电压、频次及温度都有干系，当额外电压牢固时，容量愈大 ESR愈低。一样当容量牢固时，选用高的额外电压的种类也能降落 ESR；故选用耐压高的电容确切有良多益处；低频时ESR高，高频时ESR低；低温也会组成ESR的下降。

此刻电子手艺正朝着低电压高电流电路的设想标的目的成长，供给给元器件的电压显现愈来愈低的趋向，但对功率的请求却涓滴不降落。按P=UI的公式来计较，要取得一样的功率，电压降落了，那就必须得增大电流。

比方INTEL、AMD的最新款CPU，电压均小于2V，和之前3、 4V的电压比拟低良多。但另外一方面这些芯片因为晶体管和频次的激增，须要的功耗倒是增大了良多，对电流的请求就愈来愈高了。

比方两颗功率都是70W的 CPU，前者电压是3.3V，后者电压是1.8V。那末，前者的电流I=P/U=70W/3.3V=21.2A；尔后者的电流I=P/U=70W /1.8V=38.9A，快要是前者电流的两倍。

在经由过程电容的电流愈来愈高的环境下，假设电容的ESR值不能坚持在一个较小的规模，那末就会发生更高的纹波电压（抱负的输入直流电压应当是一条程度线，而纹波电压则是程度线上的波峰和波谷）,是以就促使工程师在设想时，要利用最小的ESR电容器。

ESR值与纹波电压的干系能够用公式V=R（ESR）×I表现。这个公式中的V就表现纹波电压，而R表现电容的ESR，I表现电流。能够看到，当电流增大的时辰，即便在ESR坚持稳定的环境下，纹波电压也会成倍进步，是以接纳更低ESR值的电容是势在必行的。另外，即便是不异的纹波电压，对低电压电路的影响也要比在高电压环境下更大。

比方对3.3V的CPU而言，0.2V纹波电压所占比例较小，缺乏以组成很大的影响，可是对1.8V的CPU，一样是0.2V的纹波电压，其所占的比例就足以组成数字电路的判定失误。

比方《电子报》--《由NCP1200组成的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的请求便是“要选用等效串连电阻小的优良电解电容，等效电阻不只会影响转换率还会影响输入纹波电压。”

ESR 是等效“串连”电阻，将两个电容串连，会使ESR值增大，而并联则会使之减小。是以在须要更低ESR的场所，而低ESR的大容量电容价钱又绝对高贵的环境下，用多个ESR绝对高的铝电解电容并联，组成一个低ESR的大容量电容也是一种经常利用的方法。良多开关电源接纳的电容并联的战略，以就义必然的PCB空间，换来器件本钱的削减。

不过必然等效串连电阻的存在也有好的方面。比方在稳压电路中，有必然ESR的电容，在负载发生瞬变的时辰，会当即发生动摇而激发反应电路举措，这个疾速的呼应，以就义必然的瞬态机能为价格，获得了后续的疾速调剂才能，特别是功率管的呼应速率比拟慢，并且在电容器的体积、容量遭到严酷限定的环境。这类环境多见于一些利用MOS管做调剂管的三端稳压器或类似的电路中，接纳太低的ESR电容器反而会降落全体的机能。

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