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村田電容代理商:解釋了電容器ESR的一些基本理解以及為什么它很重要

時間:2023-11-28 09:47:28 作者:合通泰 點擊:

在學校學習基礎電氣工程時,我們學到理想電容器是一個簡單的基本反應元件。在一些(但不是全部)課程中,理想化的外貌被剝離,我們了解到現實并不那么簡單。理想電容器有一個重要的現實方面,稱為等效串聯電阻(ESR),它量化了電容器對射頻電流的有效電阻RS。

 

電容器ESR

這個ESR實際上有多個組成要素,包括電極和端子引線所貢獻的部分,以及由特定頻率下的介質、板材料、電解液引起的部分。如果你從實際串聯電阻、泄漏電阻和介質損耗的角度看ESR,ESR不僅僅是一個電阻和理想電容器串聯的東西,而是更復雜的東西。(請注意,實際電容器還有一個相對應的寄生自感,稱為等效串聯電感或ESL,但這是另一個故事。)

 

理論電容器是一個簡單的反應元件,但實際電容器由于歐姆串聯電阻、泄漏電阻和介質損耗而具有等效串聯電阻。

 

我們為什么要擔心ESR?對于基本的僅直流阻斷電路,ESR可能影響不大。然而,當你設計開關電源或射頻電路時,ESR顯然會影響你的建模和電路的實際性能。ESR會改變和降低電容器所處電路的諧振頻率和電路的Q(品質因數)。ESR顯然是頻率的函數,還與電容器類型、材料、結構、電容值和許多其他因素有關。

 

ESR的影響超出了性能。作為一個"電阻器",它還會產生與電容器的電流成正比的熱功率消耗P,其中P=I2RS。在大多數情況下,我們不喜歡在能源使用(成本)和運行時間方面浪費功率,而這種損耗會增加系統的熱負荷。即使它不會給系統帶來負擔,它也可能很快超過電容器本身的熱額定值。

 

顯而易見的問題是如何確定ESR?對于大多數工程師來說,答案是清楚的:你查看供應商的數據表中的數值和ESR與頻率的圖。可靠的供應商提供了詳細的ESR規格,不僅定義了數值,還定義了它們如何確定。

 

如果你想自己測量ESR,這并不容易。不同的供應商可能采用其他方法。不管你嘗試哪一種方法,都存在很多測試和儀器細微之處,因為處理GHz和更高頻率的信號和元件時總會有這樣的細節。



 
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