電容ESR研究

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(gè)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)。 此外，即使是相同的漣波電壓，對低電壓電路的影響也要比在高電壓情況下更大。例如對于3.3V的CPU而言，0.2V漣波電壓所占比例較小，還不足以形成致命的影響，但是對于1.8V的CPU而言，同樣是0.2V的漣波電壓，其所占的比例就足以造成數(shù)字電路的判斷失誤。 那么ESR值與漣波電壓的關(guān)系何在呢?我們可以用以下公式表示： V=R(ESR)×I 這個(gè)公式中的V就表示漣波電壓，而R表示電容的ESR，I表示電流?？梢钥吹?，當(dāng)電流增大的時(shí)候，即使在ESR保持不變的情況下，漣波電壓也會成倍提高，采用更低ESR值的電容是勢在必行。這就是為什么如今的板卡等硬件設(shè)備上所用的電容，越來越強(qiáng)調(diào)LOW ESR的緣故。

　　上圖就是一個(gè)典型的濾波電路，這種電路也被應(yīng)用在如今的顯卡上。其中的SW IC相當(dāng)于顯卡上的開關(guān)電源，將輸入的5V直流電轉(zhuǎn)換為核心或者顯存需要的3.3V直流電。而電路的L/C部分則構(gòu)成電路的低通濾波器，目的就是盡量濾去直流電中的漣波電壓。

　　而上圖的表格則表明了，在L/C部分使用不同種類電容的情況下，這個(gè)電路中漣波電壓的表現(xiàn)情況?？梢钥闯?，具有LOW ESR性能的鋁固體聚合物導(dǎo)體電容(左邊)，其消除漣波電壓的性能最強(qiáng)，鉭二氧化錳電容(右邊)性能次之，鋁電解液電容(中間)表現(xiàn)最差。同時(shí)最后的數(shù)值還將受溫度影響，這點(diǎn)我們還將在后面詳細(xì)說明。第5頁：注意你的室溫 溫度與電容性能的密切關(guān)系 電容的性能并非一成不變，而是會受到環(huán)境的影響，而對電容影響最大的就是溫度。而在不同種類的電容當(dāng)中，采用電解液作為陰極材質(zhì)的電容例如鋁電解液電容，受溫度影響又最為明顯。因?yàn)樵诓煌N類的陰極，例如電解液、二氧化錳、固體聚合物導(dǎo)體當(dāng)中，只有電解液采用離子導(dǎo)電方式，而其余幾種均采用電子導(dǎo)電方式。對于離子導(dǎo)電而言，溫度越高，其離子活動越強(qiáng)，電離程度也越強(qiáng)。因此，在溫度不超過額定限度的前提下，電解液電容在高溫狀態(tài)下的性能要比低溫狀態(tài)下更好。