关于电解电容ESR的问题

似乎当所有的硬件工程师谈论电解电容器的质量时，总是有一句话要选择ESR参数较低的电容云云，公司买家按照这个要求购买电容，只能选择好品牌，因为买家知道，好品牌的电容ESR参数低，电解电容ESR值从未标记。作为开关电源的输出整流滤波器电容器，电容量往往是首选。铝电解电容器的电容量完全可以满足要求，ESR相对较高。通过多种并联方法可以减少ESR。也可以选择更大的电容来减少ESR

ESR它是高频电解电容中最重要的性能参数，许多电容供应商强调LOWESR这种性能特征，即ESR值很小。那么，我们如何正确理解呢？LOWESR它的实际意义是什么？由于电子技术的发展，硬件供应的电压出越来越低的趋势，如FPGA、DSP、RAM系列电源电压很低，有些电路电压小于2V，比以前动辄3、4V电压要低得多。然而，另一方面，由于晶体管和频率的爆炸性增加，这些芯片所需的功耗增加，因此按下P=UI这些设备对电流的要求越来越高。

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。然后，前者的电流是I=P/U=70W/3.3V大约在21.2A左右。后者的电流是I=P/U=70W/1.8V=38.9A，它已经达到了前者的近一倍。假设电容器的电流越来越高ESR如果值不能保持在较小范围内，则会产生比以前更高的涟波电压（理想的输出直流电压应为水平线，涟波电压为水平线上的峰谷）。

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，不足以形成致命影响，但对于1.8V供电的FPGA、DSP同样是0.2V涟波电压的比例足以导致数字电路的误判。

那么ESR值与涟波电压有什么关系？我们可以用以下公式来表示：

V=R(ESR)×I

这个公式中的V表示涟波电压，而R表示电容的ESR，I表示电流。即使在电流增加的时候，也可以看到ESR在保持不变的情况下，涟波电压会成倍增加，用更低ESR电容值势在必行。这就是为什么硬件设备上使用的电容器，如板卡，越来越强调低ESR的原因。

再说生产厂家为何不愿标示出来ESR呢?

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)主要部分。大多数铝电解电容器制造商不给出它ESR数据的主要原因是铝电解电容器与其他介质相比ESR看起来太大了μF/16V普通铝电解电容器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。

试想，这样的数据写在数据手册里肯定会影响应用者的应用铝电解电容器的信心。因此，在某种以上说，应用铝电解电容器是一种无奈的选择。会影响铝电解电容器的应用。

对于一般应用的铝电解电容器，多数铝电解电容器生产厂商是不给出ESR对于开关电源的低数据，ESR铝电解电容器或电容量大的插脚式铝电解电容器给出此数据。

顺便说说还有几个电容参数也不标示的原因

其实，作为硬件工程师，总有这样的感觉，电容的参数，我们将其分为“显性参数”和“隐性参数”。所谓“显性参数”，就是印在电容表面的一些基本参数，这些参数在我们看到一颗电容之后往往可以直接得知。例如电容的容量(比如“470μF等等)，容量偏差范围，耐温范围，电压值(如16V”)。

所谓“隐性参数”，就是我们需要根据电容的型号来查询的参数。例如我们常说的ESR值现在已经成为区分电容性能的重要参数，我们在电容上看不到。我们必须通过电容的型号到相关网站查询。ESR有许多类似的命运参数，包括以下几个：

1.额定纹波电流值；额定纹波电流将在其中ESR铝电解电容器因损失而加热。这种加热限制对纹波电流的限制是额定纹波电流值。电解电容器额定寿命的最大纹波电流值。对于一般使用的铝电解电容器，大多数铝电解电容器制造商不提供额定纹波电流数据，对于低开关电源ESR铝电解电容器或电容量大的插脚式铝电解电容器给出此数据。

2.能承受的涟波电流值；上面已经解释过了。

3.损失角的正切(TAN);相当于无功功率与有功功率的比值，与电容器的质量和热量有关，电容器性能越小越好。

4.泄漏电流值；无论绝缘体有多大，总会有细微的电流泄漏电容器，这个值代表了具体泄漏的数量。该参数的制造商也不想详细说明。

5.ESL等效电感；等效电感ESL经常会成为ESR部分，还有ESL还会引起一些电路故障，如串联谐振。但相对容量而言，ESL比例太小，出现问题的概率很小。再加上电容制造工艺的进步，逐渐被忽视ESL，而把ESR作为除容量外的主要参考因素。

结果，多数铝电解电容器生产厂商是不给出ESR数据的主要原因是铝电解电容器与其他介质相比ESR看起来太大了（除了日本个别公司的电容器外）。在世界上许多铝电解电容器制造商中，可以给出铝电解电容器等效串联电阻(ESR)很少。有的没有这方面的数据(比如国内很多铝电解电容器厂家)，有的需要技术保密。当然，他们也觉得自己生产的铝电解电容器ESR值太大，过于羞涩，公布出去有伤大雅。