等效串联电阻在使用时要注意什么事项?

发布时间:2022-04-15 阅读量:1340 来源: 我爱方案网整理 发布人: Aurora

电容器除了电容量、耐压值、耐温值这三个主要指标外,其他指标中较重要的就是等效串联电阻(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”,它表示该电容属于LOW ESR低损耗电容。有的电容还会标出ESR值(等效串联电阻),ESR越低,损耗越小,输出电流就越大,电容器的品质越高。

 

等效串联电阻

 

因为制造电容的材料有电阻,电容的绝缘介质有损耗。这个损耗在外部,表现为就像一个电阻跟电容串联在一起,所以就称为“等效串联电阻”。和ESR类似的另外一个概念是ESL,也就是等效串联电感。容量越大的电容,ESL一般也越大。ESL经常会成为ESR的一部分,并且ESL会引起串联谐振等现象。后来由于电容制作工艺的提高,现在已经逐渐忽略ESL,而把ESR作为除容量、耐压值、耐温值之外选用电容器的主要参考因素了。

 

串联等效电阻ESR的单位是毫欧(mΩ)。通常钽电容的ESR通常都在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甚至会高达数欧姆。ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度都有关系,当额定电压固定时,容量愈大 ESR愈低。同样当容量固定时,选用高的额定电压的品种也能降低 ESR;故选用耐压高的电容确实有许多好处;低频时ESR高,高频时ESR低;高温也会造成ESR的升高。

 

按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。例如某CPU,电压小于2V,和以前3、 4V的电压相比低得多。但另一方面这些芯片由于晶体管和频率的激增,需求的功耗却是增大了许多,对电流的要求就越来越高了。例如两颗功率都是70W的CPU,前者电压是3.3V,后者电压是1.8V。那么,前者的电流I=P/U=70W/3.3V=21.2A;而后者的电流I=P/U=70W/1.8V=38.9A,将近是前者电流的两倍。在通过电容的电流越来越高的情况下,假如电容的ESR值不能保持在一个较小的范围,那么就会产生更高的纹波电压(理想的输出直流电压应该是一条水平线,而纹波电压则是水平线上的波峰和波谷),因此就促使工程师在设计时,要使用最小的ESR电容器。

 

云母电容器的介质为云母片,电极有金属箔式的和金属膜式的。早先的云母电容器是由金属箔或在云母片表面上喷银构成电极,再按需要的容量将它们叠片后经漫渍压塑在胶木壳内构成的。目前大多在云母介质上被覆一层银电极,芯子结构是装叠而成的,然后再装入外壳封装而构成电容器。外壳有陶佳外壳、金属外壳及塑料外壳,常用的为塑料外壳。云母电容器具有以下特点:

 

等效串联电阻

 

容量范围不宽,一般在10-51000pF之间;稳定性高,可靠性高,且可制成高精度电容器;固有电感小,不易老化,频率特性稳定,是性能优良的高频电容器之一;绝缘电阻高,一般可达1000 -7500MΩ;温度特性好,使用环境温度一般在-55℃ ~ +85℃范围内;介质损耗小,损耗角正切值一般为(5 - 30) x 10 -4;价格较贵,近几年逐渐被陶瓷电容器和有机薄膜电容器所取代。云母电容器适用于对稳定性和可靠性要求较高的场合及高频高压电子设备。


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