电解电容

似乎所有的硬件工程师谈论点解电容的好坏的时候,最后总是少不了一句,要选择ESR参数低一点的电容云云,,但公司采购员按这个要求去采购电容的时候,只能选择好品牌,因为采购员心里知道,好品牌的电容ESR参数才低,因,电解电容ESR值从不标示出来。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/262932.htm

  一.先来说ESR。

  作为开关电源的输出整流滤波电容器,电容量往往是首要的选择,铝电解电容器的电容量完全可以满足要求,而ESR则相对比较高。可以通过多只并联的方法降低ESR。也可以选择更大的电容量来降低ESR

  ESR是高频电解电容里面最重要的性能参数,很多电容供应商都强调“LOW ESR”这一性能特征,也就是ESR值很小的意思。那么,我们如何正确理解LOW ESR的实际意义呢?由于现在电子技术的发展,供应给硬件的电压正呈现越来越低的趋势,例如FPGA、DSP、RAM系列的供电电压都是很低,有的电路电 压小于2V,相比以前动辄3、4V的电压要低得多。但是,另一方面这些芯片由于晶体管和频率爆增,需求的功耗却是有增无减,因此按P=UI的公式来计算, 这些设备对电流的要求就越来越高了。

  比如在电脑主板上,例如两颗功耗同样是70W的CPU,前者电压是3.3V,后者电压是1.8V。那么,前者的电流就是I=P/U=70W /3.3V大约在21.2A左右。而后者的电流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A,达到了前者的近一倍。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,那么就会产生比以往更高的涟波电压(理想的输出直流电压应该是一条水平线,而涟波电压则是水平线上的波峰和 波谷)。

  此外,即使是相同的涟波电压,对低电压电路的影响也要比在高电压情况下更大。例如对于3.3V的MCU而言,0.2V涟波电压所占比例较小,还 不足以形成致命的影响,但是对用于1.8V供电的FPGA、DSP而言,同样是0.2V的涟波电压,其所占的比例就足以造成数字电路的判断失误。

  那么ESR值与涟波电压的关系何在呢?我们可以用以下公式表示:

  V=R(ESR)×I

  这个公式中的V就表示涟波电压,而R表示电容的ESR,I表示电流。可以看到,当电流增大的时候,即使在ESR保持不变的情况下,涟波电压也会成倍提高,采用更低ESR值的电容是势在必行。这就是为什么如今的板卡等硬件设备上所用的电容,越来越强调低ESR的原因。

  二.再说生产厂家为何不愿标示出来ESR呢?

  从电解电容器的生产工艺上考虑,电解液的电阻是铝电解电容器等效串联电阻(ESR)的主要部分。多数铝电解电容器生产厂商是不给出ESR数据的 主要原因主要是:相对于其它介质的电容器,铝电解电容器的ESR显得太大。如1μF/16V的普通铝电解电容器,其ESR一般在20Ω左右;100μF的 铝电解电容器,其ESR也是在1.5~2Ω之间。

  试想,这样的数据写在数据手册里肯定会影响应用者的应用铝电解电容器的信心。因此,在某种以上说,应用铝电解电容器是一种无奈的选择。会影响铝电解电容器的应用。

  对于一般应用的铝电解电容器,多数铝电解电容器生产厂商是不给出ESR数据的,对于开关电源用的低ESR铝电解电容器或电容量比较大的插脚式铝电解电容器则给出这个数据。

  三.顺便说说还有几个电容参数也不标示的原因

  其实,作为硬件工程师,总有这样的感觉,电容的参数,我们将其分为“显性参数”“隐性参数”。所谓“显性参数”,就是印在电容表面的一些基本参数,这些参数在我们看到一颗电容之后往往可以直接得知。例如电容的容量(比如“470μF”等等)、容量偏差范围、耐温范围、电压值(比如“16V”)。

  所谓“隐性参数”,就是我们需要根据电容的型号来查询的参数。例如我们常说的ESR值,如今已成为区别电容性能的重要参数,而我们在电容上是看不到这个参数的,我们得去相关的网站通过电容的型号来查询。和ESR相同命运的类似的参数还有不少,其中包括如下一些:

  1.额定的纹波电流值;所说额定纹波电流,将在其ESR上产生损耗而使铝电解电容器发热,这个发热的限度对 纹波电流的限制就是额定纹波电流值。其定义为在最高工作温度下可以确保铝电解电容器额定寿命时间的最大纹波电流值。对于一般应用的铝电解电容器,多数铝电 解电容器生产厂商是不给出额定纹波电流数据的,对于开关电源用的低ESR铝电解电容器或电容量比较大的插脚式铝电解电容器则给出这个数据。

  2.能够耐受的涟波电流值; 上文中已有解释。

  3.损耗角的正切(TAN);相当于无功功率和有功功率的比值,这个值跟电容的品质以及发热量有关系,这个值越小电容性能越好。

  4.漏电流值;无论绝缘体多大,总是会有细微的电流漏过电容,这个值则代表具体漏过的多少。而这个参数生产厂家也不愿详细标称。

  5. ESL等效电感;等效电感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。

  其实关心这些电容参数,就是关心电容的使用寿命,具体不多说,其他资料或者网上都有大量的介绍。

  结果,多数铝电解电容器生产厂商是不给出ESR数据的主要原因主要是:相对于其它介质的电容器,铝电解电容器的ESR显得太大(个别的如日本个 别公司电容的除外)。全球众多铝电解电容器生产厂商中,能过给出其生产的铝电解电容器的等效串联电阻(ESR)很少。有的是没有这方面的数据(如国内众多 铝电解电容器生产厂家),而有的则是技术保密的需要,当然也有感到自己生产的铝电解电容器的ESR值太大,过于羞涩,公布出去有伤大雅

时间: 2024-08-04 05:50:23

电解电容的相关文章

深入理解电容器的等效串联电阻(ESR),多个小电容并联取代大电解电容的作用

电容的等效串联电阻ESR 普遍的观点是:一个等效串联电阻(ESR)很小的相对较大容量的外部电容能很好地吸收快速转换时的峰值(纹波)电流.但是,有时这样的选择容易引起稳压器(特别是线性稳压器 LDO)的不稳定,所以必须合理选择小容量和大容量电容的容值.永远记住,稳压器就是一个放大器,放大器可能出现的各种情况它都会出现.由于 DC/DC 转换器的响应速度相对较慢,输出去耦电容在负载阶跃的初始阶段起主导的作用,因此需要额外大容量的电容来减缓相对于 DC/DC 转换器的快速转换,同时用高频电容减缓相对于

关于去耦电容和旁路电容

旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用.电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件.例如电子管的栅极相对于阴极往往要求 加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交 流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容.后来也有的资料把它引申使用于类似情况.

关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用

关于滤波电容.去耦电容.旁路电容作用 滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分.使输出的直流更平滑. 去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作. 旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过. 1.关于去耦电容蓄能作用的理解 1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射.而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的.你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太

2017-9-8-电解电容和钽电容几点区别

在爆了两个tb6612模块上的电容后我觉得应该了解一些基本知识了,在回家的大巴车上迫不及待鼓捣平衡小车的时候,通电后tb6612驱动模块上的钽电容伴随着小火苗炸掉了,当时怕烧掉6612(最后还是烧掉了),快速拔掉电源了,没有仔细看是否接反(连线之前确认过,接反的可能性比较小).回家之后也没有怎么调小车,回到学校之后换点了烧坏的电容还是不能工作,6612比较娇贵,应该是烧了..我试着专门反接了一下,结果立马又爆了π_π,但是没有小火苗,顿时觉得当初说不定可能也许真是接反了..(还有可能是过载),又

电容退耦原理分享

本文转自:http://www.qiyeku.com/xinwen/106161.html 1.应用于电源电路,实现旁路.去藕.滤波和储能方面电容的作用,下面分类详述之: 1)滤波 滤波是电容的作用中很重要的一部分.几乎所有的电源电路中都会用到.从理论上(即假设 电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高.但实际上超过1uF 的电容 大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大.有时会看到有一个电 容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频.电容

钽电容介绍

一.前言 1.钽的理化性能 二.钽电容简介和基本结构 2.1.基本结构 2.2.工艺流程 三.钽电容的主要特性参数 3.1.容值 3.2.额定工作电压&浪涌电压 3.2.1.浪涌电压 3.2.2.反向电压 3.3.电流 3.3.1.纹波电流&浪涌电流 3.3.2.漏电流 3.4耗散因子(DF值) 3.5阻抗,等效串联阻抗(ESR)&感抗 四.电容失效模式,机理和失效特点 五.设计,保存,焊接注意事项 5.1.设计注意点 5.1.1.电压 5.1.2.电流 5.1.3.热设计&

贴片电容

贴片式电容有贴片式陶瓷电容.贴片式钽电容.贴片式铝电解电容. 贴片式陶瓷电容无极性(如图3),容量也很小(PF级),一般可以耐很高的温度和电压,常用于高频滤波.陶瓷电容看起来有点像贴片电阻(因此有时候我们也称之为"贴片电容"),但贴片电容上没有代表容量大小的数字. 贴片式钽电容的特点是寿命长(如图4).耐高温.准确度高.滤高频改波性能极好,不过容量较小.价格也比铝电容贵,而且耐电压及电流能力相对较弱.它被应用于小容量的低频滤波电路中. 贴片钽电容与陶瓷电容相比,其表面均有电容容量和耐压

整流滤波时电容和电感大小型号的选择

纸介电容 用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆.陶瓷.玻璃釉等)壳中制成.它的特点是体积较小,容量可以做得较大.但是有固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适. 云母电容 用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成.它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大.温度系数小,适宜用于高频电路. 陶瓷电容 用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成.它的特点是体积小

电容降压的工作原理与计算

电容降压的工作原理      电容降压的工作原理并不复杂.他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流.例      如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆.当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最      大电流约为70mA.虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电      流为虚部电流,它所作的功为无功功率.根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联