【導(dǎo)讀】在理想化的情境下，電容器的設(shè)計(jì)理論上可以追求零電阻狀態(tài)。然而，這在物理現(xiàn)實(shí)中無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡娙萜鲀?nèi)部總會不可避免地存在一種與電容本身串聯(lián)的內(nèi)部電阻，即所謂的等效串聯(lián)電阻（ESR）。不同類型的電容器，其ESR值會有所差異，這一差異受多種因素的綜合影響，如介電材料的選用、操作頻率的高低、漏電情況的存在，以及電容器自身的質(zhì)量和可靠性水平。圖1通過兩幅圖表直觀地展示了在不同頻率提升的過程中，兩種不同類型的陶瓷電介質(zhì)電容器上ESR值的變化趨勢。
在理想化的情境下，電容器的設(shè)計(jì)理論上可以追求零電阻狀態(tài)。然而，這在物理現(xiàn)實(shí)中無法實(shí)現(xiàn)，因?yàn)殡娙萜鲀?nèi)部總會不可避免地存在一種與電容本身串聯(lián)的內(nèi)部電阻，即所謂的等效串聯(lián)電阻（ESR）。不同類型的電容器，其ESR值會有所差異，這一差異受多種因素的綜合影響，如介電材料的選用、操作頻率的高低、漏電情況的存在，以及電容器自身的質(zhì)量和可靠性水平。圖1通過兩幅圖表直觀地展示了在不同頻率提升的過程中，兩種不同類型的陶瓷電介質(zhì)電容器上ESR值的變化趨勢。
圖1. 上圖顯示了使用I類電介質(zhì)的電容器的ESR與頻率的關(guān)系，而下圖表示II類電介質(zhì)（均來自樓氏電容事業(yè)部）。
在某些情況下，ESR的值可能微乎其微，以至于對于某些簡單設(shè)計(jì)或低頻應(yīng)用而言，完全可以忽略不計(jì)。然而，當(dāng)涉及到高功率或高頻應(yīng)用時(shí)，在整體的阻抗計(jì)算中納入ESR值就顯得至關(guān)重要，這不僅有助于維持運(yùn)行效率，還能有效預(yù)防潛在的故障發(fā)生。接下來，我們將探討如何針對這些類型的應(yīng)用來理解和解釋ESR的重要性。
深入了解自諧振頻率
首先，要確保電容器在阻抗最小的狀態(tài)下運(yùn)行，深入了解電路的自諧振頻率（SRF）至關(guān)重要。SRF是電容器表現(xiàn)出最小阻抗的臨界點(diǎn)，此時(shí)，等效串聯(lián)電阻（ESR）成為決定電容器總損耗的唯一因素。在低頻范圍內(nèi)，阻抗主要受由極化延遲引發(fā)的介電損耗所支配。然而，隨著頻率逐漸攀升至SRF之上，寄生電感便開始主導(dǎo)電路的行為，這有可能引發(fā)電容器過熱甚至故障的風(fēng)險(xiǎn)。值得注意的是，由于ESR的值會隨著應(yīng)用頻率的變化而變化，因此SRF也會受到工作頻率的直接影響，這一點(diǎn)如圖2所示。
圖2. 阻抗如何隨工作頻率增加而變化的示意圖。來源1
1:[https://www.yuden.co.jp/or/product/support/faq/q007.html]
在下一期的內(nèi)容中，我們將繼續(xù)為大家?guī)鞥SR 對陶瓷電容器選擇的影響因素以及如何有效的降低其在高頻電路中的影響，敬請期待。
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