任何一個電容都會存在ESR,在電容電極之間始終都存在著一個電氣性的電阻,如金屬引腳電阻、電極極板電阻、以及它們之間的連接電阻等等。
鋁電解電容還包括存在于濕的電解質(zhì)溶液的電阻、以及含有高電平“水”的鋁氧化物(水合氧化鋁)中的電阻等。
下圖表示了電解電容ESR的形成因素。
現(xiàn)在電子技術(shù)正朝著低電壓高電流電路的設(shè)計方向發(fā)展,供應(yīng)給元器件的電壓呈現(xiàn)越來越低的趨勢,但對功率的要求卻絲毫沒有降低。按P=UI的公式來計算,要獲得同樣的功率,電壓降低了,那就必須得增大電流。例如INTEL、AMD的最新款CPU,電壓均小于2V,和以前3、 4V的電壓相比低得多。但另一方面這些芯片由于晶體管和頻率的激增,需求的功耗卻是增大了許多,對電流的要求就越來越高了。例如兩顆功率都是70W的CPU,前者電壓是3.3V,后者電壓是1.8V。那么,前者的電流I=P/U=70W/3.3V=21.2A;而后者的電流I=P/U=70W/1.8V=38.9A,將近是前者電流的兩倍。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)生更高的紋波電壓(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),因此就促使工程師在設(shè)計時,要使用最小的ESR電容器。
ESR值與紋波電壓的關(guān)系可以用公式V=R(ESR)×I表示。這個公式中的V就表示紋波電壓,而R表示電容的ESR,I表示電流。ESR較高的電容,隨著內(nèi)部發(fā)熱越來越嚴(yán)重,電解液干枯的速度加快,形成惡性循環(huán),并導(dǎo)致電路故障�?梢钥吹�,當(dāng)電流增大的時候,即使在ESR保持不變的情況下,紋波電壓也會成倍提高,因此采用更低ESR值的電容是勢在必行的。