| 供應(yīng)C5750X5R0J107MT000N 2220X5R6.3V100UF |
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深圳市智成電子有限公司
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一個理想的電容應(yīng)該是沒有l(wèi)oss的，同時，它的ESR應(yīng)該為0，它應(yīng)該呈現(xiàn)完美的容性。它
對交流信號的相位（phase）應(yīng)該是沒任何影響的。。。唯獨不應(yīng)該的，這是個真實世界，
沒那么完美的玩意。真實的電容，除了有ESR特性外，還有ESL特性（感性）。
這里我們說說ESR，因為。。。好吧，是因為我對ESL了解還不多。。。
還是略微提下吧，對于ESL，有這么一段話：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。但是相對容量來說，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。
ESR越大，在電容上浪費的能量就越多。發(fā)熱量Q=I2*R。R即ESR。
電容的Q值計算方法為：Q=Xc/R。其中Xc=1/wc=1/（2*pi*f*c），R為ESR。
明顯的R增大，Q是減小的。
而Q的倒數(shù)就是聞名遐邇的tan(δ)，也就是tan(δ)=ESR/Xc。。。于是乎，ESR越大，tan(δ)就
越大，浪費電越多。
好吧，考慮ESR對我們設(shè)計有什么用呢？看下面一段話：
主板上的每個電容，設(shè)計時一般是按最多負(fù)載時的工作情況來設(shè)計的，因此，在大多數(shù)情況下，只
要更換和原電容參數(shù)值相等的電容即可，當(dāng)然，如果追求超頻性或穩(wěn)定性，可以適當(dāng)提高一些。AT
TENTION！這里有個誤區(qū)：原參數(shù)值指的主要是什么？大多數(shù)人可能以為是電容的容量。其實你錯
了。在高頻開關(guān)電源中，決定電容取值的主要參數(shù)是耐壓及ESR（等效串聯(lián)電阻），而不是容量。
電容的容量，只在信號發(fā)生、高通、低通、帶通等幾類電路中有意義，而在濾波方面并沒起多大作
用。電源的穩(wěn)定性，主要體現(xiàn)在紋波電壓的大小，一般情況，CPU的供電要求在輸出最多負(fù)載電流時
，紋波電壓低于100mV，最多負(fù)載電流可以這樣計算：
假如某CPU的最多功耗為90W，核心電壓為1.5V，那么最多負(fù)載電流為：90W/1.5V=60A
假設(shè)最多紋波電壓為100mV,則要求電容的ESR值:ESR ＜ 100mV/60A=1.66mΩ
這樣的啊，如果我們選用NCC的KZG系列1500uF/6.3V的電容來做濾波，查PDF文檔得知,該電容的ESR
值＝26 mΩ,這樣就至少需要16只電容(26 mΩ/16=1.625 mΩ)才能勝任濾波的工作；如果改為KZG
系列3300uF/6.3V的，其ESR值=12 mΩ，那么只需要8只電容即可(12 mΩ/8=1.5 mΩ)； 如果選用
NCC的PS系列固體電容會怎么樣呢？2.5V/1500uF的，查PDF文檔得知，其ESR值為8mΩ,4V/820uF的
ESR同樣為8 mΩ，因為CPU的核心電壓僅為1.5V，所以這兩款電容均能勝任，經(jīng)計算，只需5只固體
電容即可勝任此工作。(8 mΩ/5=1.6 mΩ)，F(xiàn)在知道，為什么老式的主板采用上千uF的鋁電解電容，
而新式的主板只采用幾百uF的固體電容了吧。也知道，為什么有時換了比原容量大幾倍的，仍然不能
保證系統(tǒng)穩(wěn)定的真正原因了吧.
看完這段文章，我想大家也能夠為自己的主板選擇合適的電容了吧（只要耐壓大于供電電壓， ESR小
于原電容的標(biāo)稱值即可，容量大小是不需考慮的的。）
怎樣理解上面的問題呢？我們再舉一個例子：
例如，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)生比以往更高的紋波電壓（ripple voltage) （理想的輸出直流電壓應(yīng)該
是一條水平線，而紋波電壓則是水平線上的波峰和波谷）。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的紋波電壓，其所
占的比例就足以造成數(shù)字電路的判斷失誤。
那紋波電壓（電流）和ESR有嘛關(guān)系？
Ur=ESR*Ir
而在開關(guān)電源輸出端，隨著開關(guān)頻率的低到高紋波電流一般是負(fù)載電流的20％~40%。如果負(fù)載8A時，
紋波電流應(yīng)該是1.6~3.2A。單顆電容的紋波特定溫度頻率下電流參數(shù)是1～2A。所以8A的負(fù)載要有3
顆電容并聯(lián)。
對于電容的紋波電流跟頻率和溫度有關(guān)系，一般電解電容都有一個頻率和溫度的紋波電流補償系數(shù)。
所以在較高溫度下紋波電流會減小，較高頻率下，紋波電流會增加。
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