電解電容的ESR,想說(shuō)三句話(huà)!

發(fā)布時(shí)間:2014-12-4 13:34    發(fā)布者:看門(mén)狗
關(guān)鍵詞: ESR , 電解電容
作者:songzhige

  似乎所有的硬件工程師談起電解電容的好壞的時(shí)候,最后總是少不了一句,要選擇ESR參數低一點(diǎn)的電容云云,,但,公司采購員按這個(gè)要求去采購電容的時(shí)候,只能選擇好品牌,因為采購員心里知道,好品牌的電容ESR參數才低,因,電解電容的ESR值從不標示出來(lái)。

  最近有人問(wèn),為什么電容的ESR不標示出來(lái),溫度特性不標示出來(lái)。其實(shí)我也不知道,這里俺說(shuō)三句話(huà),來(lái)分析一下電容的幾個(gè)參數。

  一.先來(lái)說(shuō)ESR。

  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(mǎn)足要求,而ESR則相對比較高?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,很多電容供應商都強調“LOW ESR”這一性能特征,也就是ESR值很小的意思。那么,我們如何正確理解LOW ESR的實(shí)際意義呢?由于現在電子技術(shù)的發(fā)展,供應給硬件的電壓正呈現越來(lái)越低的趨勢,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)計算,這些設備對電流的要求就越來(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該是一條水平線(xiàn),而漣波電壓則是水平線(xiàn)上的波峰和波谷)。

  此外,即使是相同的漣波電壓,對低電壓電路的影響也要比在高電壓情況下更大。例如對于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值的電容是勢在必行。這就是為什么如今的板卡等硬件設備上所用的電容,越來(lái)越強調低ESR的原因。

  二.再說(shuō)生產(chǎn)廠(chǎng)家為何不愿標示出來(lái)ESR呢?

  從電解電容器的生產(chǎn)工藝上考慮,電解液的電阻是鋁電解電容器等效串聯(lián)電阻(ESR)的主要部分。多數鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)商是不給出ESR數據的主要原因主要是:相對于其它介質(zhì)的電容器,鋁電解電容器的ESR顯得太大。如1μF/16V的普通鋁電解電容器,其ESR一般在20Ω左右;100μF的鋁電解電容器,其ESR也是在1.5~2Ω之間。

  試想,這樣的數據寫(xiě)在數據手冊里肯定會(huì )影響應用者的應用鋁電解電容器的信心。因此,在某種以上說(shuō),應用鋁電解電容器是一種無(wú)奈的選擇。會(huì )影響鋁電解電容器的應用。

  對于一般應用的鋁電解電容器,多數鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)商是不給出ESR數據的,對于開(kāi)關(guān)電源用的低ESR鋁電解電容器或電容量比較大的插腳式鋁電解電容器則給出這個(gè)數據。

  三.順便說(shuō)說(shuō)還有幾個(gè)電容參數也不標示的原因

  其實(shí),作為硬件工程師,總有這樣的感覺(jué),電容的參數,我們將其分為“顯性參數”和“隱性參數”。所謂“顯性參數”,就是印在電容表面的一些基本參數,這些參數在我們看到一顆電容之后往往可以直接得知。例如電容的容量(比如“470μF”等等)、容量偏差范圍、耐溫范圍、電壓值(比如“16V”)。

  所謂“隱性參數”,就是我們需要根據電容的型號來(lái)查詢(xún)的參數。例如我們常說(shuō)的ESR值,如今已成為區別電容性能的重要參數,而我們在電容上是看不到這個(gè)參數的,我們得去相關(guān)的網(wǎng)站通過(guò)電容的型號來(lái)查詢(xún)。和ESR相同命運的類(lèi)似的參數還有不少,其中包括如下一些:

  1.額定的紋波電流值;所說(shuō)額定紋波電流,將在其ESR上產(chǎn)生損耗而使鋁電解電容器發(fā)熱,這個(gè)發(fā)熱的限度對紋波電流的限制就是額定紋波電流值。其定義為在最高工作溫度下可以確保鋁電解電容器額定壽命時(shí)間的最大紋波電流值。對于一般應用的鋁電解電容器,多數鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)商是不給出額定紋波電流數據的,對于開(kāi)關(guān)電源用的低ESR鋁電解電容器或電容量比較大的插腳式鋁電解電容器則給出這個(gè)數據。

  2.能夠耐受的漣波電流值; 上文中已有解釋。

  3.損耗角的正切(TAN);相當于無(wú)功功率和有功功率的比值,這個(gè)值跟電容的品質(zhì)以及發(fā)熱量有關(guān)系,這個(gè)值越小電容性能越好。

  4.漏電流值;無(wú)論絕緣體多大,總是會(huì )有細微的電流漏過(guò)電容,這個(gè)值則代表具體漏過(guò)的多少。而這個(gè)參數生產(chǎn)廠(chǎng)家也不愿詳細標稱(chēng)。

  5. ESL等效電感;等效電感ESL經(jīng)常會(huì )成為ESR的一部分,并且ESL也會(huì )引發(fā)一些電路故障,比如串連諧振等。但是相對容量來(lái)說(shuō),ESL的比例太小,出現問(wèn)題的幾率很小,再加上電容制作工藝的進(jìn)步,現在已經(jīng)逐漸忽略ESL,而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。

  其實(shí)關(guān)心這些電容參數,就是關(guān)心電容的使用壽命,具體不多說(shuō),其他資料或者網(wǎng)上都有大量的介紹。

  結果,多數鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)商是不給出ESR數據的主要原因主要是:相對于其它介質(zhì)的電容器,鋁電解電容器的ESR顯得太大(個(gè)別的如日本個(gè)別公司電容的除外)。全球眾多鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)商中,能過(guò)給出其生產(chǎn)的鋁電解電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)很少。有的是沒(méi)有這方面的數據(如國內眾多鋁電解電容器生產(chǎn)廠(chǎng)家),而有的則是技術(shù)保密的需要,當然也有感到自己生產(chǎn)的鋁電解電容器的ESR值太大,過(guò)于羞澀,公布出去有傷大雅。
本文地址:http://selenalain.com/thread-134659-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页