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卧式电解电容ESR性能参数的重要性

发布时间:2015-10-21 17:03:53  浏览次数:
   作为开关电源的输出整流滤波电容器,卧式电解电容往往是首要的选择,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
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   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。


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