无论采用哪种方法来得到ESR值,直觉告诉我们,高ESR会降低开关电源效率,既然输入和输出电容在每个开关周期通过ESR充电、放电。这导致I² × RESR功率损耗。这个损耗(PCAP(ESR))可以按照下式计算:
PCAP(ESR) = ICAP(RMS)² × ESR
式中,ICAP(RMS)是流经电容的交流电流有效值RMS。对降压电路的输出电容,可以采用电感纹波电流的有效值RMS。输入滤波电容的RMS电流的计算比较复杂,可以按照下式得到一个合理的估算值:
ICIN(RMS) = IOUT/VIN × [VOUT (VIN - VOUT)]1/2
显然,为减小电容功率损耗,应选择低ESR电容,有助于SMPS电源降低纹波电流。ESR是产生输出电压纹波的主要原因,因此选择低ESR的电容不仅仅单纯提高效率,还能得到其它好处。
一般来说,不同类型电介质的电容具有不同的ESR等级。对于特定的容量和额定电压,铝电解电容和钽电容就比陶瓷电容具有更高的ESR值。聚酯和聚丙烯电容的ESR值介于它们之间,但这些电容尺寸较大,SMPS中很少使用。
对于给定类型的电容,较大容量、较低的DfS能够提供较低的ESR。大尺寸电容通常也会降低ESR,但电解电容会带来较大的等效串联电感。陶瓷电容被视为比较好的折中选择,此外,电容值一定的条件下,较低的电容额定电压也有助于减小ESR。
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