如何找到电容器的ESR


28

我正在构建电源电路,并且开关稳压器(L4963)需要一个低ESR输出电容器。该电容器是评估板电路的C3。

图26来自STMicro L4963数据表

“低”是什么意思?多低

另外,如何查找或计算数据手册中没有称为ESR参数的电容器的ESR?


1
所用IC数据表的链接已断开。
康纳·沃尔夫

有问题的开关稳压器似乎是“ L4963 [D]”,确切链接上只有一个Google结果。当前链接在这里
user2943160 '16

陶瓷盖的ESR甚至比“低ESR”的铝盖低得多,因此,它们的数据表甚至都没有列出它。
TimH-恢复莫妮卡

Answers:


18

如果数据表中仅给出了“低ESR”而未指定值,则通常可以选择任何ESR较低的电容器。所有这些确实意味着您应该避免使用便宜的未分级铝电解电容器,因为它们的ESR很高,可能高达几欧姆。

在这种情况下,它需要一个“低ESR”电容器作为1000 µF输出电容器。我认为我从来没有见过使用陶瓷1000 µF电容器和1000 µF钽电容器可能要花费50美元,因此您将不得不为此应用寻找低ESR铝电容器。输出纹波将随着电容器的ESR线性减小,因此,无论您要支付的价格如何,越低越好。

顺便说一句,在该电压范围内,这是开关调节器所需的高输出电容,这是荒谬的。您可能需要环顾四周的调节器,该调节器可以满足您的需求,但是在没有这种要求的情况下却很稳定。别误会,通常电容越大越好,但是对于1.5 A电源,1000 µf确实很高。


8
我注意到,在评估板上,他们使用40V 1000uF电解(称为“低ESR”)并将其与1uF低ESR膜盖并联。并联放置电容将导致电阻小于最小电阻,而电容大于最大电容。我同意1,000uF是荒谬的。
凯文·维米尔

5
并联的电容也可以吸收更高频率的瞬变。
Kortuk

8

它是“等效串联电阻”,在某种程度上取决于频率。基本上,电容器会附带不可避免的普通电阻。

较低的ESR意味着该电容器更像是理想的电路元件。电阻只会耗散功率,从而产生热量,这通常对电容器(尤其是电解电容器)不利。

现在就推测-在链接的数据表上,突出参数看起来像“损耗角正切”。如果假设“损耗角”是与纯电容电抗的夹角,则该角的切线将是串联电阻除以电容电抗,在这种情况下,该数值较低将意味着ESR较低。


1
我相信一个典型的盖帽实际上就像一堆平行的盖帽,每个都有不同的ESR。在任何给定的频率下,具有较高ESR的“部分电容”不会像具有较小ESR的电容那样充放电,因此它们在电路行为中的作用将减少;在更高的频率下,这种影响会更加明显。在轴向电解中,“部分盖”的ESR十分相似。在径向盖中,靠近引线的部分的ESR将远低于远离引线的部分。
supercat

1
对于许多电源应用而言,ESR不均匀的盖子要比ESR均匀的盖子更好。对于诸如音频耦合和滤波应用程序之类的事情,反之亦然。
supercat

6

就数字而言:切换器的低ESR上限通常应不超过10毫欧。


6

“低”的程度取决于您要达到的效率和可靠性。对于低ESR电容器,制造商将提供这些值。

搜索Nichicon低ESR电容器,您会发现ESR低的零件。VR系列不是低串联电阻电容器。PM系列是,ESR在数据表中指定。Nichicon(可以制造出优质的电容器)可能会有一些更新的系列。

ESR对电容器的寿命至关重要,因为随着ESR的增加,电容器的温度将升高,这将缩短其寿命。


5

ESR与频率和温度有关。大多数数据表都会列出许多离散频率的ESR,这些频率可能是也可能不是您的开关频率。

如果您有LCR表,则可以连接电容器并设置频率并测量ESR。

这对于计算电容器内部的热损耗很重要。回到欧姆定律 ; 对于您的开关频率,有一个ESR,它是R,并且您有电流流入和流出电容器,即I。将其平方并乘以R,就会在电容器内部产生功率损耗。电容器数据手册还将说明其热阻,因此您可以估算将要运行电容器的温度。选择适合您的应用的温度等级。


5
+1是因为确实可以找到某个电容器的ESR的最佳方法是使用LCR表进行测量。愚蠢的是,只有非常昂贵的ESR表才能与所有类型的电解电容器配合使用。数据表中的值非常(!)粗糙,并且倾向于仅列出在所有极端情况下与电容器竞争时获得的ESR值。对于以一定频率从tanδ获得ESR的情况也是如此。通常,您获得的价值太高了。数据表中的最佳参数为I_rms => Irms越高,ESR越低。
zebonaut

关于Irms的好评论
smashtastic,2010年

假设ESR表能够以任何精度测量低值电阻值。
Peter Mortensen 2014年

4

在这种情况下,我认为需要低ESR才能在输出电压上获得低纹波。

流过电感的电流会产生一些纹波,并且假设输出电流恒定,则电容器必须吸收或向输出提供差值。将该纹波电流乘以ESR,即可得到纹波电压。

您可以通过使用函数发生器切换的相对较高的电流对电容器充电和放电来测量ESR,然后使用示波器测量纹波电压。

在低ESR SMD电解电容器的实际应用中,我已经看到170毫欧。如果我没记错的话,电压差为0.5V,那么电流纹波必须为3A(受电源限制)。


-2

ESR是在不同负载(电流)和强制充电(电流/频率曲线)下电阻的变化。因此,通过两个或三个(更好)的充电/放电周期以及电容器的“电阻”变化中的角度变化,您可以轻松地获得相对内部电阻。因此,确定一个称为ESR的系数,它是多个充电/放电速度循环下的Z电阻...

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.