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篇名: 單陽極、多重陽極和槽式陽極電容
作者: ABEL868	日期: 2010.03.03　　天氣: 　心情:

等效串聯電阻ESR

一只電容器會因其構造而產生各種阻抗、感抗，比較重要的就是ESR等效串聯電阻及ESL等效串聯電感─這就是容抗的基礎。電容器提供電容量，要電阻幹嘛？故ESR及ESL也要求低…低；但low ESR/low ESL通常都是高價、高級系列。
ESR的高低，與電容器的容量、電壓、頻率及溫度…都有關連，當額定電壓固定時，容量愈大 ESR愈低。有人習用將多顆小電容併接成一顆大電容以降低阻抗，其理論是電阻併聯阻值降低。但若考慮電容接腳焊點的阻抗，以小併大，不見得一定會有收穫。
反過來說，當容量固定時，選用高WV額定電壓的品種也能降低 ESR；故耐壓高確實好處多多。頻率的影響：低頻時ESR高，高頻時ESR低；當然，高溫也會造成ESR的提升。
串聯等效電阻ESR的單位是mΩ，高級系列電容常是low ESR及low ESL。若比較低內阻及低漏電流兩種特性，則低內阻容易達成，故標示low ESR的電容倒很常見。ESR也與損失角有關聯，ESR＝tanδ/(ωCs)，Cs是電容量。
有時電容器規格上會有Z，它與ESR的意義不同，但Z的計算示與ESR有關，同時也考慮到容抗及感抗，是真正的內阻。剛才提到電容的ESR單位是mΩ，那是指大電容，若是220μF小容量電容，其ESR單位就不是mΩ而是Ω。何種電解電容器的ESR最低？答案只有一個：Sanyo的OS有機半導體電容！

DCL:直流電抗器

選擇輸入電容
輸入電容幫助穩定電源供應器的輸入電源阻抗，這在電池供電型系統中極為重要，因為在電源供應的開關頻率下，所有電池都會有很高的阻抗。若沒有輸入電容，交換式電源供應器以脈衝形式自輸入端汲取電流時，就會在輸入電源線路上產生很大的電壓漣波，進而衝擊到系統的其餘部份。這顆元件建議使用4.7 μF的陶瓷輸入電容，但設計人員可以使用更大的電容值，沒有任何限制。較小的電容值可以節省電路板面積和成本，但會增加輸入的漣波電壓，在不增加輸入電容之前題下，減少輸入漣波電壓的方法之一是提高驅動器的開關頻率，這可藉由減少電感值來達成；在較高的開關頻率下，電容阻抗變得較小，這能降低漣波電壓。

選擇輸出電容
交換式升壓轉換器的輸出電容會直接影響輸出漣波電壓，但輸出電壓對於白光LED驅動電路並不重要，因此這個設計可以使用低至0.1 μF的輸出電容。這麼小的輸出電容確實會造成很大的漣波電壓，它會讓白光LED出現很大的漣波電流，幸好漣波電流並不會對白光LED造成困擾，顯示器亮度是由白光LED平均電流決定，任何頻率在100 Hz以上的漣波電流都不會被眼睛察覺。假設白光LED電流波形的波峰為30 mA，波谷為10 mA (平均20 mA)，那麼它所產生的顯示器亮度會和20 mA直流電流完全相同。輸出電容最好是使用陶瓷電容，而且它的電壓額定值應該高於電源供應器的工作電壓，我們的輸出電壓大約是16 V，因此可以使用16 V的電容，這是因為就算在故障情形下，輸出電壓也只會上升至19 V，而陶瓷電容都是在兩倍的額定電壓下完成預燒 (burned in)，所以16 V的輸出電容仍在可接受範圍內。對於壽命極長或可靠性很高的產品，最好使用電壓額定值較高的輸出電容。
由於有較小的ESL，鏡像設計諧振頻率的改變大大提高了今天DC/DC轉換器開關頻率(250kHz至500kHz)的工作範圍。鏡像設計的另一個優勢是增強了功率耗散能力，紋波電流在陽極中產生熱量，透過引線和鉭線散至PCB焊盤。單陽極D型電容的連續散熱能力只有150mW，而相同尺寸的鏡像結構電容可以達到255mW。這相當於2.7A的紋波電流承受能力，而單陽極設計只能承受1 . 0 A ( D 3 3 0 柅 1 0 V 150m)。

鏡像型水平多重陽極電容現在能以TPM D型下達到220柅至1000柅容值，電壓範圍2 . 5 V至1 0 V，E S R為25m至35m腹C進一步的發展將能電壓範圍擴展到35V和50V，使新電容對電信應用有更大吸引力，這些應用的設計高度正在成為一個關鍵的參數。如果採用其他技術，很難在最大3.1mm高度內實現單35V至50V電容的10柅至22柅容值和65m蒂140m葵慟SR性能。

鏡像架構帶來革命性變革
水平型多重陽極鉭質電容鏡像架構的出現，象徵電容設計的新里程碑，這種架構的優點包括：更好的低ESR結構；低矮的D型7343-31(最高3.1mm)，並可能降至Y型7343-20(最高2.0mm)；更低的製造成本；更低ESL(對稱設計)將工作頻率大大延伸到500kHz(D型)；在標準占位面積上實現了更低ESL，無需改變PCB佈局；明顯提高了紋波電流處理能力。

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