等效串联电阻与电感ESR、ESL
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esr 等效电阻
在我们日常生活中,电子设备的使用越来越普及,电路中的元件也变得越来越复杂。
在这个过程中,ESR(等效电阻)成为一个重要的概念。
那么,究竟什么是ESR,它又在电路中起着什么样的作用呢?
首先,ESR是指在一个电路中,将所有电阻元件串联或并联后的等效电阻。
它可以用来描述电路的整体电阻特性,使我们能够更方便地分析和计算电路的性能。
在实际应用中,ESR具有很大的意义,因为它可以帮助我们更好地了解和优化电路设计。
那么,如何测量ESR呢?一般来说,我们可以通过四端电阻测量法、两端电阻测量法等方法来测量ESR。
这些方法在实际操作中简单易行,能够为我们提供较为准确的ESR值。
在电路中,ESR有着广泛的应用。
例如,在电源滤波器、信号传输线、负载匹配等方面,ESR都发挥着重要作用。
通过合理选择和设计ESR,我们可以提高电路的性能,降低信号衰减和干扰。
然而,ESR并非完美无缺。
它也存在一些缺点,如在高温、高湿环境下,ESR会增大,影响电路性能。
因此,在实际应用中,我们需要不断寻求降低ESR的方法。
总的来说,ESR是一个非常重要的概念,它在我们分析和设计电路中发挥着重要作用。
通过理解和掌握ESR,我们可以更好地优化电路设计,提高电子设备的性能。
同时,我们也需要关注ESR的缺点,并采取相应措施加以改进。
esr等效串联电阻esr,即等效串联电阻,是指在电容器电极材料中存在的电阻,它在交流电路中起到重要作用。
本文将介绍什么是esr,它对电路的影响以及如何选择合适的电容器。
首先,我们来了解一下什么是esr。
在电容器中,电极材料和电解质的特性会导致一定的电阻产生。
这个电阻被称为等效串联电阻(esr)。
esr是一个很小的电阻,通常以欧姆为单位。
然而,在某些情况下,esr的影响会变得非常显著。
esr的存在会导致电容器在交流电路中出现能量损耗,并引起温度升高。
这是因为esr会限制通过电容器的交流电流,使电容器不能完全充电或放电。
这样,电容器就无法正常工作,甚至可能对电路产生负面影响。
那么,esr与电路有哪些关系呢?esr的值与电容器的尺寸、导电材料的特性以及电解液的性质有关。
在高频电路中,esr会导致电容器无法正常工作,甚至可能引起电路的震荡。
因此,在设计电路时,需要特别注意esr的值。
为了避免esr对电路的影响,我们需要选择合适的电容器。
首先,我们应该选择esr较小的电容器。
通常,固态铝电解电容器和固态钽电解电容器的esr较小,适用于高频电路。
其次,我们应该选择工作电压适当的电容器,以防止电容器因超过其额定电压而引起故障。
最后,我们还应该选择电容器具有良好稳定性和长寿命的特点。
总之,esr作为电容器中的等效串联电阻,在交流电路中起到重要作用。
它会导致电容器不能正常工作,并对电路产生负面影响。
因此,在设计电路时,我们需要选择esr较小的电容器,并注意其工作电压、稳定性和寿命等特性。
通过合理选择电容器,我们可以确保电路的正常运行,提高其性能和可靠性。
同容值的电解电容与贴片电容-概述说明以及解释1.引言1.1 概述电解电容和贴片电容都是常见的电子元件之一,广泛应用于电子设备和电路中。
它们在电容值相同的情况下,具有不同的特点和应用场景。
本文将比较同容值的电解电容和贴片电容在性能、优缺点以及使用场景上的差异,并提出对于电容选择的建议。
在电子设备中,电解电容是一种重要的电子元件。
它通过电解液的反应来储存电荷,具有较大的电容值和较高的工作电压。
电解电容具有较高的容量和能量密度,适用于对储能要求较高的电路。
同时,电解电容还具有较低的成本和体积小的特点,使得它在大多数电路中得到广泛应用。
相对而言,贴片电容是一种较新的电子元件,近年来得到了快速发展和广泛应用。
它采用陶瓷材料作为介质,具有较小的体积和较高的精度。
贴片电容在电容值较小、频率较高的电路中有着广泛的应用,例如通信设备、移动设备等。
由于贴片电容可以通过改变陶瓷材料的组合来实现不同的电容值和稳定性,因此在设计灵活性上具有优势。
在本文的后续部分,我们将分别介绍同容值的电解电容和贴片电容的概念和原理,深入探讨它们的特点和应用。
接着,我们将对它们进行性能比较和优缺点分析,以便更好地了解它们之间的区别和选择。
最后,我们将总结同容值的电解电容和贴片电容的特点,并提出对于电容选择的建议。
同时,我们还将展望未来电容技术的发展趋势,以期推动电子元件的进一步发展和应用。
1.2文章结构1.3 目的本文的主要目的是比较并分析同容值的电解电容和贴片电容在电子设备中的应用和特点。
通过深入探讨它们的概念和原理,我们可以更好地了解它们的工作原理和特性。
同时,我们还将对它们的性能进行比较,并分析它们的优点和缺点。
最后,通过对它们在不同使用场景下的比较,我们可以提供一些建议来帮助读者选择适合其需求的电容产品。
通过本文的阅读,读者将能够对同容值的电解电容和贴片电容有一个全面的了解,包括它们的特点、使用场景以及未来的发展趋势。
这对于工程师和技术人员在设计和选择电子设备中的电容时将有很大的帮助。
电容ESR表的设计制作1电容ESR表的特点可能不少人都没听说过这种表。
笔者以前也仅知道,专业仪器的LCR电桥可以测量电容的ESR。
何为ESR?测量电容的ESR有什么用?相信很多读者心中会有这样的疑问。
为此,先进行简单的背景知识介绍。
一、背景知识介绍1.电容的ESRESR是英语Equivalent Series Resistance的缩写,意为等效串联电阻。
自身不会产生任何能量损耗的完美电容只存在于理论,实际的电容总是存在着一些缺陷。
这个损耗,在外部的表现就像一个电阻跟电容串联在一起。
另一方面,由于引线、卷绕等物理结构因素,电容内部还存在着电感成分。
因此,实际电容的等效模型可以表示为图1所示的模式。
其中电容C为理想电容,R为等效串联电阻,即ESR,L为等效串联电感,即ESL。
引入ESR和ESL,使得模型更接近于电容在电路中的实际表现。
图1 实际电容的等效模型图2 实际电容与理想电容的差别。
斜直线为理想电容的阻抗曲线,呈V字形的是实际电容的阻抗曲线。
图3 不同容量电容的阻抗特性曲线ESR的存在,令电容的行为表现背离其原来的定义。
比如说,理论上“电容两端的电压不能突变”,但实际上,ESR上会产生一定的压降,与突然施加的电流大小有关,令电容不再遵循理论规律。
又如,电容会因ESR上的功耗而产生内部发热。
笔者曾将两只早期生产的10μF/ 16V高ESR电解电容,正常地接到微型计算机开关电源的5V输出两端。
由于此处高频脉动电压较大,电容内部损耗产生的热量加热内部气体,发出“吱吱”之声,竟在几秒内导致电容炸开,前后两次均是如此。
图2、图3显示了电容的实际阻抗特性。
由于ESR以及ESL带来的影响,当频率上升到一定程度,即到了高频区,电容的阻抗不再遵从理论上的规律随频率的升高而降低。
在图2中的低频段,电容的容抗在起主要作用,基本上还遵从理想电容的规律。
在中间频率段,本应是ESL 与C共同谐振而呈现阻抗深谷,但有ESR的存在,改变了曲线的走向,换言之,ESR在这里起主要作用。
ESR,是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写,翻译过来就是“等效串联电阻”。
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联在一起,所以就起了个名字叫做“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。
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“串联”电阻,意味着,将两个电容串联,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。
早期的卷制电容经常有很高的ESL,而且容量越大的电容,ESL一般也越大。
电容esr等效电路全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电容ESR(Equivalent Series Resistance等效电路)是指电容器内部存在的等效电阻。
在理想情况下,电容器只具有电容性质,即可以存储电荷并产生电场,而没有任何损耗。
然而在现实中,电容器的内部结构会导致一定的电阻存在,这就是ESR。
电容的ESR对于电路的性能有着重要的影响,因此在设计电路时需要充分考虑ESR的影响。
ESR是电容器内部电阻的简称,也叫动态电阻。
它由电容器内部的电解液或电极的电阻引起,主要由电解液的电导率决定。
ESR的存在会导致电容器在充电和放电时损耗能量,产生热量,使得电容器效率降低。
ESR还会影响电容器的响应速度和稳定性。
在电路设计中,ESR是一个非常重要的参数。
对于一些对性能要求较高的电路,如功率电源、滤波器等,ESR的影响更加明显。
如果不考虑ESR,可能会影响电路的稳定性、效率和性能。
为了更好地理解ESR的影响,我们可以将电容器和其等效电路进行对比。
电容器的等效电路主要由电容性量element(C)、ESR(R)、电感(L)和介质损耗角(tanδ)四个元素组成。
对于一个实际的电容器,我们可以用一个等效电路来表示其实际情况,如下图所示:[图片描述:电容ESR等效电路图]在这个等效电路中,C是电容器的电容值,R是ESR的电阻值,L 是电容器内部的电感值,tanδ是介质损耗角,表示电容器内部损耗的能量。
将电容器看作这个等效电路,可以更好地理解电容器的实际工作原理。
ESR的大小取决于电容器的类型、材料、尺寸等因素。
一般来说,电容器的ESR越小,其性能越好。
常见的电解电容器和液体电解电容器的ESR相对较高,而固态电容器的ESR较低。
在选择电容器时,需要根据具体的应用场景来选择适合的电容器类型和ESR值。
为了减小ESR的影响,可以采取一些措施。
一是选择ESR较小的电容器,比如固态电容器或专门设计的低ESR电容器。
电容的ESR参数对电路的影响电容器的ESR(等效串联电阻)参数电容器的主要技术指标有电容量、耐压值、耐温值。
除了这三个主要指标外,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LOWESR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。
ESR是Equivalent Series Resistance的缩写,即“等效串联电阻”。
理想的电容自身不会有任何能量损失,但实际上,因为制造电容的材料有电阻,电容的绝缘介质有损耗。
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。
早期的卷制电感经常有很高的ESL,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。
但是相对电容量来说,ESL的比例很小,出现问题的几率很小,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。
现在电子技术正朝着低电压高电流电路的设计方向发展,供应给元器件的电压呈现越来越低的趋势,但对功率的要求却丝毫没有降低。
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INTEL、AMD 的最新款CPU,电压均小于2V,和以前3、 4V的电压相比低得多。
电容ESR表(⼀)电容ESR表的特点、测量原理、电路分析电容ESR表(⼀)电容ESR表的特点、测量原理、电路分析这个专题起源于笔者偶然得到的信息。
在完成所译《⾳频功率放⼤器设计⼿册》⼀书的勘误⼯作后,笔者因需在⽹上查阅美国Tektronix公司的⽰波器资料,看到外国论坛有位⽹友在介绍维修经验时,⼤⼒推荐电容ESR表,称其为电⼦爱好者的强⼒⼯具,对检测电器帮助极⼤,故⽽引发了笔者的兴趣。
经过⼀段时间的揣摩、研究、设计、制作及试⽤,结合本⼈以往的经验,确认此君所⾔⾮虚。
这种电容ESR表确实是检修电⼦设备、排除电路故障的强⼒⼯具和⼗分有⽤的好帮⼿。
独乐乐不如众乐乐,根据本⼈掌握的知识和实际设计制作,在此对电容ESR表作全⾯介绍,以期能给⼴⼤电⼦爱好者提供有益的帮助,推动这⼀新型⼯具的普及应⽤。
1 电容ESR表的特点可能不少⼈都没听说过这种表。
笔者以前也仅知道,专业仪器的LCR电桥可以测量电容的ESR。
何为ESR?测量电容的ESR有什么⽤?相信很多读者⼼中会有这样的疑问。
为此,先进⾏简单的背景知识介绍。
⼀、背景知识介绍1.电容的ESRESR是英语Equivalent Series Resistance的缩写,意为等效串联电阻。
⾃⾝不会产⽣任何能量损耗的完美电容只存在于理论,实际的电容总是存在着⼀些缺陷。
这个损耗,在外部的表现就像⼀个电阻跟电容串联在⼀起。
另⼀⽅⾯,由于引线、卷绕等物理结构因素,电容内部还存在着电感成分。
因此,实际电容的等效模型可以表⽰为图1所⽰的模式。
其中电容C为理想电容,R为等效串联电阻,即ESR,L为等效串联电感,即ESL。
引⼊ESR和ESL,使得模型更接近于电容在电路中的实际表现。
图1 实际电容的等效模型电容ESR表(⼀)电容ESR表的特点、测量原理、电路分析图2 实际电容与理想电容的差别。
斜直线为理想电容的阻抗曲线,呈V字形的是实际电容的阻抗曲线。
电容ESR表(⼀)电容ESR表的特点、测量原理、电路分析图3 不同容量电容的阻抗特性曲线ESR的存在,令电容的⾏为表现背离其原来的定义。
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联一个小电阻来模拟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。
ESR值与纹波电压的关系可以用公式V=R(ESR)×I表示。
这个公式中的V 就表示纹波电压,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,纹波电压也会成倍提高。
2.等效串联电感ESL (Equivalent Series Inductance ) ESL和ESR(等效电阻)是电容的两个参数
一只电容器会因其构造而产生各种阻抗、感抗,比较重要的就是ESR等效串联电阻及ESL等效串联电感—这就是容抗的基础。
电容器提供电容量,要电阻干嘛?故ESR及ESL也要求低…低;但low ESR/low ESL通常都是高级系列。
ESR的高低,与电容器的容量、电压、频率及温度…都有关连,当额定电压固定时,容量愈大 ESR愈低。
有人习惯用将多颗小电容并接成一颗大电容以降低阻抗,其理论是电阻并联阻值降低。
但若考虑电容接脚焊点的阻抗,以小并大,不见得一定会有收获。
反过来说,当容量固定时,选用高WV额定电压的品种也能降低 ESR;故耐压高确实好处多多。
频率的影响:低频时ESR高,高频时ESR低;当然,高温也会造成ESR的提升。
串联等效电阻ESR的单位是mΩ,高级系列电容常是low ESR及low ESL。
若比较低内阻及低漏电流两种特性,则低内阻容易达成,故标示low ESR的电容倒很常见。
ESR与损失角有关联,ESR=tanδ/(ω×Cs),Cs是电容量。
有时电容器规格上会有Z,它与ESR的意义不同,但Z的计算示与ESR有关,同时也考虑到容抗及感抗,是真正的内阻。
刚才提到电容的ESR单位是mΩ,那是指大电容,若是220μF小容量电容,其ESR单位就不是mΩ而是Ω。
早期的卷制电容经常有很高的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,比如串联谐振等。
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。