电容器的ESR

电容器的ESR（等效串联电阻）Equivalent Series Resistance

  

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。

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。