了解電容器阻力
“電容器抵抗”是什么意思?
在理想的世界中,電容器不會(huì)具有抵抗力 - 它們純粹是存儲(chǔ)和釋放電能。但是,實(shí)際電容器不是理想的,并且具有兩種類(lèi)型的電阻。
等效串聯(lián)電阻(ESR)
盡管我們經(jīng)常將電容器視為純粹的反應(yīng)性成分,但它們也具有一些固有的抗性,稱(chēng)為等效串聯(lián)電阻(ESR)。 ESR是電容器的內(nèi)部電阻,由于其材料和構(gòu)造(電介質(zhì),電極,鉛)而代表電容器內(nèi)的電阻損耗。
ESR與理想的電容串聯(lián)相同但顯著的電阻。它會(huì)影響電容器的效率,尤其是在交流電路和高頻應(yīng)用中,因?yàn)樵诔潆姾头烹娺^(guò)程中會(huì)以熱量形式引起能量耗散。
泄漏阻力
這也稱(chēng)為絕緣性(IR),這是電容器介電材料的電阻。它代表了隨著時(shí)間的流逝,即使電容器充電,也會(huì)通過(guò)電介質(zhì)“泄漏”的少量電流。在必須化泄漏的應(yīng)用中,需要高的IR值。
如何計(jì)算電容器阻力?
ESR不是給定電容器的固定值,因?yàn)樗S頻率,溫度和電容器類(lèi)型而變化。它通常在電容器數(shù)據(jù)表上的毫米級(jí)(MΩ)中指定。也可以使用LCR/ESR計(jì)(例如LCR/ESR計(jì))進(jìn)行測(cè)量。
可以使用數(shù)據(jù)表中提供的耗散因子(DF)來(lái)估算ESR值(較少準(zhǔn)確):
ESR≈DF /(2πFC )
如果DF是耗散因子(通常以百分比給出),則F是AC信號(hào)的頻率,C是電容。但是,這是一個(gè)近似值,可能不準(zhǔn)確,尤其是在較高的頻率下。
泄漏阻力與泄漏電流成反比??梢允褂脷W姆定律計(jì)算:
r泄漏= v / i泄漏
其中V是電容器上的電壓,而我泄漏的是泄漏電流。
此外,在交流電路中,電容器的行為受到其電抗和阻抗的影響。電容電抗X C由:
X C = 1 /(2πFC )
當(dāng)時(shí),電容器的總阻抗Z是:
z = √ (esr +(x i - x c)2)
其中x i是電感電抗。應(yīng)該注意的是,隨著頻率的增加,x c減小,x i增加。
阻力如何影響電容器行為?
阻力以幾種關(guān)鍵方式顯著影響電容器性能。首先,能量損耗直接與電容器的等效串聯(lián)電阻(ESR)綁定。高ESR值會(huì)導(dǎo)致能量耗散增加,特別是在高頻電路中,這可能導(dǎo)致系統(tǒng)效率過(guò)熱和降低。
在AC電路中,電容器的阻抗(其電容電抗和ESR的組合)確定其對(duì)交流電流的響應(yīng)。升高的ESR可以使電容器有效過(guò)濾或光滑信號(hào)的能力扭曲,從而在噪聲抑制或信號(hào)條件等應(yīng)用中降低性能。
泄漏電流是受電阻影響的另一個(gè)關(guān)鍵因素。電容器的絕緣阻力控制其泄漏電流;較低的絕緣電阻會(huì)導(dǎo)致較高的泄漏,從而導(dǎo)致電容器過(guò)早排出。這損害了其隨著時(shí)間的推移保持穩(wěn)定費(fèi)用的能力,這對(duì)于儲(chǔ)能應(yīng)用至關(guān)重要。
,ESR在波紋電流處理中起關(guān)鍵作用,尤其是在電源電路中。 ESR較低的電容器可以更好地管理通過(guò)波動(dòng)的波紋電流產(chǎn)生的熱量,從而確保穩(wěn)定的電壓調(diào)節(jié)并延長(zhǎng)組件壽命。為了獲得性能,設(shè)計(jì)師通常會(huì)優(yōu)先考慮在高電流環(huán)境中使用ESR的電容器。