电容的ESR是啥意思

Posted 2023-05-13

ESR，是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串联电阻”。 ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。ESR是等效“串联”电阻，意味着，将两个电阻串联，会增大这个数值，而并联则会减少之。

在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。

扩展资料

电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。

无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源啦一类的，都使用低ESR的电容器。

参考资料：百度百科-ESR

参考技术A ，是EquivalentSeriesResistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串连电阻”。　　理论上，一个完美的电容，自身不会产生任何能量损失，但是实际上，因为制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，各种原因导致电容变得不“完美”。这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串连在一起，所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”。　　ESR的出现导致电容的行为背离了原始的定义。　　比如，我们认为电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源啦一类的，都使用低ESR的电容器。　　同样的，在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。　　所以在多数场合，低ESR的电容，往往比高ESR的有更好的表现。　　不过事情也有例外，有些时候，这个ESR也被用来做一些有用的事情。　　比如在稳压电路中，有一定ESR的电容，在负载发生瞬变的时候，会立即产生波动而引发反馈电路动作，这个快速的响应，以牺牲一定的瞬态性能为代价，获取了后续的快速调整能力，尤其是功率管的响应速度比较慢，并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。这时候，太低的ESR反而会降低整体性能。　　ESR是等效“串连”电阻，意味着，将两个电容串连，会增大这个数值，而并联则会减少之。　　实际上，需要更低ESR的场合更多，而低ESR的大容量电容价格相对昂贵，所以很多开关电源采取的并联的策略，用多个ESR相对高的铝电解并联，形成一个低ESR的大容量电容。牺牲一定的PCB空间，换来器件成本的减少，很多时候都是划算的。　　和ESR类似的另外一个概念是ESL，也就是等效串联电感。早期的卷制电感经常有很高的ESL，而且容量越大的电容，ESL一般也越大。ESL经常会成为ESR的一部分，并且ESL也会引发一些电路故障，比如串连谐振等。但是相对容量来说，ESL的比例太小，出现问题的几率很小，再加上电容制作工艺的进步，现在已经逐渐忽略ESL，而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。　　顺便，电容也存在一个和电感类似的品质系数Q，这个系数反比于ESR，并且和频率相关，也比较少使用。　　由ESR引发的电路故障通常很难检测，而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。简单的做法是，在仿真的时候，如果无法选择电容的具体参数，可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响，通常的，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。本回答被提问者采纳 参考技术B 回答

电容的ESR是指电容的等效串联电阻或阻抗。一般而言，我们应该选择ESR小店电容。 在不同的电容类别中，电解电容的ESR通常最大，钽电容次之，陶瓷电容最佳。当然，即使是电解电容中，也分普通电解电容和低ESR的电解电容。用在开关电源输出滤波的应该采用低ESR的电解电容。在维修中，如果用普通电解电容替换低ESR的电解电容，开关电源可能短时间能工作，但是寿命肯定不长。

MLCC陶瓷电容的直流偏压特性-你的DCDC为什么实测纹波总比计算值要大

DCDC实测出来的纹波比公式计算出来的大，电容ESR的锅？

我们设计DCDC电路的时候，经常会用下面的公式计算一下纹波输出电压，然后在输出端选择合适的电容。

下面是某DCDC规格书的纹波说明：

陶瓷电容的ESR都说很小，可以忽略。那么根据输入输出电压，开关频率，目标纹波，就可以求得电容容量的大小。

然而，不知道你发现没有，电路做出来实测一下，一般都比算出来的纹波要大，那么这是为什么呢？这是因为陶瓷电容的ESR实际不能忽略吗？而一般情况下我们并不知道电容ESR多大，所以就这样让陶瓷电容背锅了（我以前就是这么干的，汗。。。。）。

那么真是这样吗？

实际上是这样的，陶瓷电容MLCC有一个直流偏压特性：在电容上施加直流电压之后，电容容量会下降。

电容的直流偏压特性

下图是村田的47uF/6.3V电容直流偏压特性

可以看到，在电容上面施加直流电压6.3V的时候，电容量只剩下初始值的15%左右。我勒个去，这也太恐怖了吧。。。。。

真的是这样吗？

实验验证

实验条件，12V转3.3V的DCDC，开关频率800Khz的DCDC，输出滤波电容型号为47uF/6.3V，经查询ESR在800Khz时为2mΩ。

计算公式：

第一种纹波计算值：电容量按照满容量47uF计算。

ESR造成的纹波=2.7mV

电容量造成的纹波=4.5mV

所以总纹波为：2.7mV+4.5mV = 7.2mV

第二种纹波计算值：电容量按照电容偏压曲线在3.3V时容量大概为18.8uF。

ESR造成的纹波=2.7mV

电容量造成的纹波=11.3mV

所以总纹波为：2.7mV+11.3mV=14mV

电路板实测：

电路板实测，纹波为15mV，与第二种方法算出来的值非常接近。

所以，MLCC陶瓷电容的直流偏压特性的确是存在的

各种容量的电容直流偏压曲线

为了方便我们设计，我在村田官网上下载了一些常规电容的直流偏压特性曲线，可供设计参考。

从图片之间对比可得出：

----容量越大，偏压特性越明显，随电压升高，容量下降得更多

----同容量，不同耐压电容，在相同电压下，电容量下降差不多（不存在高耐压值的电容电容下降得少）

----同容量，同耐压，封装大的电容量下降得慢

总结：

MLCC电容的直流偏压特性很明显，容量越大随电压升高容量下降越快，设计电路时必须考虑。