针对任何应用选择电容器时，必须了解一些关键特性，以便分析其电路适用性。在简单的电容器等效电路模型中，三个关键特性影响电路性能：电容、等效串联电阻（ESR）和电感。这些元件的大小以及随温度、频率和施加电压的变化，对于每种电容器技术而言是不同的。
本技术说明中，我们将研究钽电容器的ESR如何影响电路性能。ESR是构成电容器阻抗的所有纯阻性负载的总和。因此，这是一种热损耗特性。电容器工作时，还会影响充放电电流的大小。在固体钽电容器中，构成ESR成分是以下方面的阻抗：
固体钽电容器制造商可在物理设计和材料方面做出改进，降低电容器的整体ESR。这些ESR较低的电容器可以减少电容器内部产生的热量，从而提高整体电路效率和长期可靠性。降低ESR还可以增加电容器充放电期间的电流，从而提高电路性能。常见的阻抗（Z）和ESR数据典型值如图1所示。
图1
钽电容器两个主要特性非常适合用于大容量储能、纹波滤波。我们将在下面更详细地讨论这些应用。
除了最大工作电压和电压降额，电容器的一个重要特性是存储电荷的能力。
一些应用要求电容器存储大量电荷。
固体钽电容器具有高度稳定的容值，非常适合大容量储能，广泛
用于峰值电流需求期间保持电压稳定。
这方面，必须考虑两个因素。
这方面的一个例子是3.3V电源为微处理器供电所需的大容量电容。工作期间，在大处理量应用中，微处理器必须满足大电流需求。电容器有效提供这种大容量能量的能力通常称为“转换速率”，定义为“无功电流”到“峰值电流”的转换，以特定斜率“Amps/μs”表示。峰值需求期间，电轨电压可能需要保持在规定范围以内（例如，压降小于10%=0.33V）。ESR小的电容器可以提供更高的放电电流，同时减少热量的产生，更快、更有效地满足这些要求。
设计师实际上可在处理器附近放置几个低容量多层陶瓷电容器（MLCC）用于短时供电，在稍远的位置增加大容量电容器（钽电容、聚合物电容或铝电解电容），满足长期电流需求。MLCC的ESR很低，可以提供非常高的瞬时电流，但其有限的容量意味着只能在短时间内提供所需电流。之后，大容量电容器可以用来满足电路需求。在这种应用中使用ESR较低的钽电容器，可以降低MLCC的依赖，减少其所需数量，从而节省PCB板空间和元件成本。同时，有助于利用更坚固的结构提高板级可靠性。
图2：各种外形尺寸的低ESR电容器
低ESR钽电容用作大容量电容器的另一个优点是减少充/放电过程中产生的热量。这样可以提高电路功效，降低电路的工作温度。而且可以使用更小的电源，进一步节省成本。
使用低ESR电容实现平滑信号，可以减少DC总线中的纹波电流，例如，可以用作开关
电源（SMPS）中的输出滤波电容。这样可以提高波形峰谷期间电压周期和电源的充/放电电流。由于减少了纹波电流（峰-峰），每次充电/放电周期产生的热量更少。低ESR（低电感）电容器还便于纹波滤波电容器有效用于高频AC噪声分量的电路。
这里，不妨考虑一下Vishay TR3低ESR产品线。TR3出色的ESR可提高电路电气性能、功效和可靠性（降低工作温度）。器件外形尺寸提供多种电容/电压（CV）选择，每种组合含有特定ESR值（见图3，D型示例）。
图3
除ESR之外，设计人员在设计滤波电容时还必须考虑额定电压、ESL、DCL和介电特性。钽电容器通常采用非常薄紧凑的设计，其坚固的结构可实现PCB级高可靠性。
本文转载自：Vishay威世科技（作者：Charles Pothier）
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