不能說的秘密：鋁電解的ESR為何總是羞答答？
小易說：鋁電解電容是僅次于MLCC的第二大電容門類，歷史悠久，應(yīng)用廣泛，全球預(yù)估的鋁電解市場容量大約為50億美金上下起落。今天老司機我們來一起聊聊它。
當(dāng)前有一個尷尬現(xiàn)象：對照鉭電容、MLCC、薄膜電容等品種，鋁電解電容在規(guī)格書上很少標(biāo)注ESR這個基本參數(shù)。
很多電源工程師談起電解電容時都會說要選擇ESR參數(shù)低一點的電容，但采購人員若按這個要求去采購電容，則只能選擇好品牌，因為在不標(biāo)示ESR參數(shù)和溫度特性的情況下，只有大品牌才可能做出ESR參數(shù)低的電容。
ESR值的意義
ESR是高頻電解電容里面最重要的性能參數(shù)，很多電容供應(yīng)商都強調(diào)“LOW ESR”這一性能特征，那么我們?nèi)绾握_理解LOW ESR的意義呢？
由于現(xiàn)在電子技術(shù)的發(fā)展，供應(yīng)給硬件的電壓正呈現(xiàn)越來越低的趨勢（例如FPGA、DSP、RAM系列）。但另一方面這些芯片由于晶體管和頻率爆增，需求功耗有增無減，因此按P=UI的公式來計算，這些設(shè)備對電流的要求就越來越高了。
比如在電腦主板上，兩顆功耗同樣是70W的CPU，前者電壓是3.3V，后者電壓是1.8V。那么前者的電流就是I=P/U=70W/3.3V大約在21.2A左右。而后者的電流就是I=P/U=70W/1.8V=38.9A，達(dá)到了前者的近一倍。
在通過電容的電流越來越高的情況下，假如電容的ESR值不能保持在一個較小的范圍，那么就會產(chǎn)生比以往更高的漣波電壓(理想的輸出直流電壓應(yīng)該是一條水平線，而漣波電壓則是水平線上的波峰和波谷)，這也就是為什么大部分人希望電容的ESR值小一些。
原廠為何不標(biāo)ESR值？
從鋁電解電容器的生產(chǎn)工藝上考慮，電解液的電阻是鋁電解電容器等效串聯(lián)電阻(ESR)的主要部分。多數(shù)鋁電解電容器生產(chǎn)廠商不給出ESR數(shù)據(jù)的主要原因是相對于其它種類的電容器，鋁電解電容的ESR顯得太大。如1μF/16V的普通鋁電解電容，其ESR一般在20Ω左右；100μF的鋁電解電容，其ESR也是在1.5～2Ω之間，而MLCC的ESR值，通常是mΩ級。
試想，如果這樣的數(shù)據(jù)寫在數(shù)據(jù)手冊里，肯定會影響工程師選擇鋁電解電容的信心。而對于一般應(yīng)用的鋁電解電容，多數(shù)生產(chǎn)廠商是不給出ESR數(shù)據(jù)的，但對于開關(guān)電源用的低ESR鋁電解電容，或電容量比較大的插腳式鋁電解電容，則有時候給出這個數(shù)據(jù)。
其實，硬件工程師總有這樣的感覺：電容的參數(shù)，我們將其分為“顯性參數(shù)”和“隱性參數(shù)”。所謂“顯性參數(shù)”，就是印在電容表面的一些基本參數(shù)，這些參數(shù)在我們看到一顆電容之后往往可以直接得知。例如電容的容量(比如“470μF”等等)、容量偏差范圍、耐溫范圍、耐壓值(比如“16V”)。
所謂“隱性參數(shù)”，就是我們需要根據(jù)電容的型號來查詢的參數(shù)。例如我們常說的ESR值，如今已成為區(qū)別電容性能的重要參數(shù)，而我們在電容上是看不到這個參數(shù)的，我們得去相關(guān)的網(wǎng)站查找電容的產(chǎn)品規(guī)格書來確認(rèn)出來 。
其他沒被標(biāo)出的參數(shù)
和ESR值一樣，不標(biāo)注出來的鋁電解的隱性參數(shù)還真有不少，例如：
1.額定的紋波電流值，其定義為：在最高工作溫度下可以確保鋁電解電容的額定壽命時間的最大紋波電流值。對于一般應(yīng)用的鋁電解電容器，多數(shù)鋁電解電容器生產(chǎn)廠商是不給出額定紋波電流數(shù)據(jù)的，對于開關(guān)電源用的低ESR鋁電解電容器或電容量比較大的插腳式鋁電解電容器則給出這個數(shù)據(jù)。
2.損耗角的正切(TAN)，相當(dāng)于無功功率和有功功率的比值，這個值跟電容的品質(zhì)以及發(fā)熱量有關(guān)系，這個值越小電容性能越好。
3.體漏過的多少。
4.ESL等效電感，等效電感ESL經(jīng)常會成為ESR的一部分，并且ESL也會引發(fā)一些電路故障，比如串連諧振等。但相對容量來說，ESL的比例太小，出現(xiàn)問題的幾率很小，再加上電容制作工藝的進(jìn)步，現(xiàn)在已經(jīng)逐漸忽略ESL，而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。
總結(jié)起來，多數(shù)鋁電解電容生產(chǎn)廠商不給出ESR數(shù)據(jù)的主要原因是：相對于其它種類的電容器，鋁電解電容的ESR顯得太大(個別的日本廠商除外)。在全球眾多鋁電解電容生產(chǎn)廠商中，能給出其生產(chǎn)的鋁電解電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)很少。有的是沒有這方面的數(shù)據(jù)(如國內(nèi)眾多鋁電解電容器生產(chǎn)廠家)，而有的則是技術(shù)保密的需要。
文章 / 穎特新老司機
圖片 / 網(wǎng)絡(luò)
編輯：admin 最后修改時間：2018-01-05
