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[教學文獻] 電容ESR的理解

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發表於 2011-6-18 00:52:38 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
本帖最後由 q7979 於 2011-6-18 12:57 AM 編輯

電容ESR的理解/轉貼


主板上的每個電容,設計時一般是按最大負載時的工作情況來設計的,因此,在大多數情況下,只要更換和原電容參數值相等的電容即可,當然,如果追求超頻性或穩定性,可以適當提高一些。
但有個誤區:原參數值指的主要是什麼?大多數人可能以為是電容的容量,其實錯了。在高頻開關電源中,決定電容取值的主要參數是耐壓及ESR(等效串聯電阻),而不是容量。電容的容量,只在信號發生、高通、低通、帶通等幾類電路中有意義,而在濾波方面並沒起多大作用。

電源的穩定性,主要體現在紋波電壓的大小,一般情況,CPU的供電要求在輸出最大負載電流時紋波電壓低於100mV,最大負載電流可以這樣計算

假如某CPU的最大功耗為90W,核心電壓為1.5V,那麼最大負載電流為:90W/1.5V=60A
設定最大紋波電壓為100mV,則要求電容的ESR值:
ESR < 100mV/60A=1.66mΩ

這樣的話,如果我們選用NCC的KZG系列1500uF/6.3V的電容來作濾波,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,那麼只需要8只電容即可(12 mΩ/8=1.5 mΩ);
如果選用NCC的PS系列固體電容會怎麼樣呢?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,經計算,只需5只固體電容即可勝任此工作。(8 mΩ/5=1.6 mΩ)。

現在知道,為什麼老式的主板採用上千uF的鋁電解,而新式的主板只採用幾百uF的固體電容了吧,也知道,為什麼有時換了比原容量大幾倍的,仍然不能保證系統穩定的真正原因了吧.

IBM-R51筆電
6TPE330ML 330UF 6.3V   ESR25mΩ
4TPE220MF 220UF 4V     ESR15mΩ



阻抗越低代表等級越高!   ( 越下排代表 阻抗越低 等級越高! )

Nichicon    NCC    Rubycon        SANYO        備註

VZ         KMG        YXA          MV-CZ        105度 一般品

PW         LXZ        ____          MV-CX        小型化,低阻抗品

HE         KY        YXG          ____        K6,K6-2,P2,P3 時代等級

HD         KZE        ZL          MV-WX        K7,P3 時代等級

HV         KZH        ZLH          ____        超長壽命,小型化低阻抗品

HM         KZG        MBZ         MV-WG        K7,K8,P4,P4+ 時代高階等級

HN         KZJ        MCZ          ____        極低阻抗品

HZ         ____        ____          ____        電解電容最低阻抗品


評分

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發表於 2011-6-18 08:23:16 | 顯示全部樓層
雖然不能全部理解,不過受益匪淺,原來電容的選擇是通過這些參數進行的
發表於 2011-6-18 11:08:14 | 顯示全部樓層
謝謝樓主提供這麼好的資訊。:sam42
發表於 2011-6-19 13:20:44 | 顯示全部樓層
謝謝大大~~今天又上了一堂很好的課~~努力消化中~~
發表於 2011-6-20 13:41:09 | 顯示全部樓層
感謝分享!
以前都笨笨的只看電容量, 現在知道了.
可以問一下 ESR 的簡易測試方法嗎?
發表於 2011-6-20 14:55:05 | 顯示全部樓層
真正實用的資料
受益良多
感謝
發表於 2011-6-21 01:56:05 | 顯示全部樓層
原來是這樣~受教了
發表於 2011-6-21 13:27:33 | 顯示全部樓層
感謝提供這麼好的文章,雖然不是看得很懂,
但很努力的學習 吸收中!!
發表於 2011-6-21 21:34:51 | 顯示全部樓層
謝謝大大今天又上了一堂很好的課受教了
發表於 2011-8-21 22:32:52 | 顯示全部樓層
電容取值的主要參數是耐壓及ESR(等效串聯電阻),而不是容量。電容的容量,只在信號發生、高通、低通、帶通等幾類電路中有意義,而在濾波方面並沒起多大作用。

電源的穩定性,主要體現在紋波電壓的大小,一般情況,CPU的供電要求在輸出最大負載電流時紋波電壓低於100mV,最大負載電流可以這樣計算

假如某CPU的最大功耗為90W,核心電壓為1.5V,那麼最大負載電流為:90W/1.5V=60A
設定最大紋波電壓為100mV,則要求電容的ESR值:
ESR < 100mV/60A=1.66mΩ

這一段很有意義, 感謝分享!
發表於 2011-8-22 11:45:08 | 顯示全部樓層
好文章,感恩大大的提供分享!      
發表於 2011-8-22 12:10:15 | 顯示全部樓層
好文,讓不懂的人一看就了解.....謝謝大大
發表於 2011-8-22 12:16:20 | 顯示全部樓層
看完後我想問,如果固態電容爆了,最好還是換固態電容囉? (因為固態電容ESR值比較小)
不然就是換電解電容,但把容值增加
是這樣的觀念對吧?
發表於 2011-8-30 18:00:00 | 顯示全部樓層
這樣的話,如果我們選用NCC的KZG系列1500uF/6.3V的電容來作濾波,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;

這一段話中的16只電容的接法..是要並聯嗎???
利用並聯方法..使其阻抗變小嗎??
發表於 2011-8-30 21:55:47 | 顯示全部樓層
cools0607 發表於 2011-8-22 11:16 AM static/image/common/back.gif
看完後我想問,如果固態電容爆了,最好還是換固態電容囉? (因為固態電容ESR值比較小)
不然就是換電解電容,但 ...

理論上講...應該沒錯!  
不過板上也要有預留餘空的電容位置!
發表於 2011-8-30 22:00:59 | 顯示全部樓層
ece8324 發表於 2011-8-30 05:00 PM static/image/common/back.gif
這樣的話,如果我們選用NCC的KZG系列1500uF/6.3V的電容來作濾波,查PDF文檔得知,該電容的ESR值=26 mΩ,這 ...

......至少需要16只電容(26 mΩ/16=1.625 mΩ)....

上面這段話已經表示    要並聯使其阻抗變小
發表於 2011-8-31 05:31:04 | 顯示全部樓層
回復 HappyMaChi 的帖子

如果這段話是正確的,主機板上的電容數早就應是多的嚇人!

ESR 不是單一值,而是依工作頻率而變動的,
主機板供電是高頻工作,所以要用低ESR電容,
而隨著CPU工作電流的上昇,對電容的ESR有更高的要求.

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發表於 2011-8-31 11:05:32 | 顯示全部樓層
感謝分享~對電容不光只有容量及耐壓的認識...還有重要的ESR
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