【技术】一文了解陶瓷电容器需要纳入考量的重要因素——等效串联电阻

时间： 2022-10-10 来源：Knowles楼氏电容公众号

技术问答

选型帮助

研发客服

商务客服

在理想状况下，电容器可被设计成无电阻的样式，然而，这在物理学上是不可能实现的，因为任何电容器都有某种类型的内阻与其形成类似串联的存在，这就是等效串联电阻（ESR）。其阻值会因电容器而异，具体取决于各项因素，包括所用的电介质材料、工作频率、漏电流以及电容器的质量和可靠性。如图1所示的两个图表显示了基于两种不同电介质的具有不同容值的多个电容器随着工作频率的变化其ESR值的变化。

图1. 第一幅图中的电容器基于I类电介质C0G/NP0，第二幅图基于II类电介质X7R（图表源自楼氏电容KPD）。

在某些情况下，电容器的ESR值可能非常小，对于一些简单的设计或低频应用而言可以忽略不计；然而，在另一些大功率或高频应用中，在计算总阻抗时考虑ESR值对于保证运行效率或规避潜在失效风险则至关重要。接下来让我们就此做一些详细了解。

了解应用的自谐振频率

首先，要想确保电容器在电阻最小的点运行，了解电路的自谐振频率（SRF）十分重要。SRF是电容器阻抗最小的点，在该点上，ESR是影响电容器总损耗的唯一因素。在低频时，极化延迟造成的电介质损耗是阻抗的主要因素。当频率高于SRF时，寄生电感开始主导电路运行，这会造成电容器过热并可能导致失效。由于ESR依赖于工作频率，因此SRF也会受到工作频率的影响，如图2所示。

使用低损耗、高Q值的MLCC将高频电路的ESR值最小化

一般来说，在相同的容值和额定电压下，铝电容和钽电容的ESR值比陶瓷电容器高（表1）。

如图所示，在通常情况下多层陶瓷电容器（MLCC）是高频或大功率应用的最佳选择。在这类应用中使用低ESR的MLCC，可将容值损耗降至最低，并提高电源的运行效率和稳定性，同时降低纹波电压的输出。

作为高可靠性多层陶瓷电容（MLCC）的专业制造商，楼氏电容（KPD）深谙ESR对这些大功率或高频率电路的影响以及Q值的重要性，并且明白由于ESR值会随着设备工作频率的变化而变化，因此不可能仅凭一款超低ESR电容器来满足所有应用需求。因此，我们研发制造了一整个系列的超低ESR的II类陶瓷电介质（BX或X7R，取决于芯片尺寸）产品，系列产品均具备高容积效率，并且压电效应可以忽略不计，可在大功率宽带耦合和开关电源等严苛环境下安全工作。以下两个图表分别显示了基于三种不同电介质材料的电容器的ESR值与容值和Q值与容值的关系（图3）。

总体而言，具有低ESR的电容器散热较少，可以防止MLCC过热，从而规避电容器的失效风险。如果您设计的电路需要在大功率或高频率下工作，任何附加电阻都可能对电路产生负面影响，选用超低ESR多层陶瓷电容（MLCC）是确保应用可靠运行的必要因素。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 1
| 转发至：

本文由FY转载自Knowles楼氏电容公众号，原文标题为:楼氏洞察｜选择适用的陶瓷电容器时需要纳入考量的重要因素——等效串联电阻（ESR），本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。

全部评论（1）

zwjiang Lv9. 科学家 2024-02-14

学习

没有更多评论了

探索电容器在电动汽车中的关键作用（上）

当代技术，尤其是电动汽车（EV）的电力系统，普遍显示出极高的复杂度。这些系统在电动汽车的运行中发挥着至关重要的作用，包括高效地在交流电（AC）和直流电（DC）之间进行双向转换，以及在DC-DC转换过程中精确控制波动的功率水平。为迎合电力系统的多样化需求，包括陶瓷电容器、薄膜电容器以及铝电解电容器等许多的电容器被设计来满足特定的应用要求，以确保电力系统的高效和稳定运行。

技术探讨发布时间 : 2024-08-10

什么是隔直电容？它们为何重要？（下）

本文中Knowles将继续为大家解读隔直电容如何消除不必要的直流线路电平，并就楼氏电容（KPD）针对此类应用的相关产品和隔直解决方案作简单介绍。

技术探讨发布时间 : 2023-10-20

【技术】多层陶瓷电容器的两种电极组成材料PMEs和BMEs应用优势对比

多层陶瓷电容器 (MLCCs) 由两种材料组成——陶瓷介电材料和金属电极材料。本文Knowles（楼氏电容）将探讨在选择电极材料时要牢记的不同特性，特别是对于高可靠性应用。

技术探讨发布时间 : 2022-08-19

Knowles（楼氏电子）旗下楼氏电容事业部专业制造各类陶瓷电容器及微波元器件，其产品广泛应用于航空航天、医疗、电动汽车、高端工业和通信5G市场。楼氏电容研发并制造了满足高可靠性、高耐温、高电压及高频率需求的电容类产品以应对不同的市场需求。

多层片式陶瓷电容单层片式陶瓷电容 MLCC 高温MLCC 高Q MLCC 高压MLCC 安规电容车规电容 EMI 滤波器微调器微调电容 SLC电容功率电阻无磁器件

授权代理商 - 世强控股有限公司线上商城技术资料

展开

KNOWLES多层陶瓷片式电容器（MLCC）选型表

提供了多种封装，X7R符合AEC-Q200以及安规认证等特点。产品性能优越，Flexicap结构设计下具有极高的可靠性，产品涉及广泛，最高耐压6000V，旗下拥有非常有竞争力的高Q电容。

产品型号	品类	Size Code	Termination Material	Rated Voltage(Vdc)	Capacitance Value（pF、nF、uF）	Capacitance Tolerance(%、pF)	Dielectric Classification
0603J0500120JAB	Multilayer Ceramic Chip Capacitor	0603	Nickel barrier	50Vdc	12pF	±5%	C0G/NP0(1B) to AEC-Q200

选型表 - Knowles 立即选型

搭载FlexiCap™柔性端头的AEC-Q200认证MLCC：可保证具备5毫米的弯曲承受度

Knowles楼氏电容事业部凭借其引入市场的创新性获奖技术——FlexiCap™（柔性端头），持续领跑于灵活端接技术领域。FlexiCap™柔性端头独特的聚合物端接及其精细的纤维结构设计，有效地将直接作用于电容器陶瓷部分的机械应力降低了约50%，显著增强了其耐用性。

产品发布时间 : 2024-09-14

【经验】解析SLC和MLCC这两种电容器的应用

在电路设计初期，工程师们就需要决定是选用单层电容器(SLC）还是多层陶瓷电容器（MLCC）来满足应用需求。今天Knowles（楼氏）和你分享如下:总的来说，两者似乎有类似的功用，因为无论是SLC还是MLCC，它们都可作电路中的充储电、滤波或旁路之用。

设计经验发布时间 : 2022-05-10

【经验】解析多层陶瓷电容器的容值与电压的变化关系

设计多层陶瓷电容器（MLCC）时，工程师经常关注的一个问题是容值是否会随着电压的变化而波动——又称 “直流偏压 “或 “电压系数“。本文Knowles主要解析多层陶瓷电容器的容值与电压的变化关系，以及介绍新型电介质材料Hiteca™。

设计经验发布时间 : 2022-03-14

1206Y1000223MSTE03 Multilayer Ceramic Chip Capacitor

型号- 1206Y1000223MSTE03

数据手册 - KNOWLES - August 30, 2024 PDF 英文下载

Knowles（楼氏电子）多层&单层陶瓷电容器和薄膜器件选型指南

目录- Introduction Single Layer Capacitors Multilayer Ceramic Capacitors Broadband Blocking Capacitors Thin Film Devices

型号- E40BU151Z1PX4,UL SERIES,L128XH4S,J30XXBA012LX4,F15NR0R1M1PX3,P_2CF0R3B5ST,P21BN300MA3976,S20CG250DZNX,C06BL851X-1UN-X0T,G10BU100K5PX10,P21BN300MA04678,NA SERIES,F25NR0R4M1PX3,P_2NR3R0K5ST,P21BN300MA04282,P_2CF0R5B5ST,B056RC4S,C17CF620J-7UN-X0T,D10XXKITA1EX,P62BN820MA02636,D10XXKITA5PX,D10CF0R1B5PX,F20CG0R1M1PX3,B096QC2S,D10BN100K1EX,G20XXKITAPX10,F35CF0R1M1PX3,P21300MA4678,B033ND5S,D15XXKITA5PX,L065XG9S,F25CG0R2M1PX3,P_2BN820Z5ST,P_2CD0R7B5ST,L254XF3S,L095XG9S,C08BL242X-5UN-X0T,D20XXKITA5PX,P21300MA4282,F15CGR08M5PX3,P42BN820MA03152,B28BLSBN01,P21BN300MA04572,L204XF4S,C04BL121X-5UN-X0T,C18BL103X-4GN-XOT,D15XXKITA1EX,F25CFR08M5PX3,PDW05758,D30XXKITA1EX,F20NR0R2M1PX3,P21BN300MA04733,B028RF2S,J30BLBA032LX1,G10XXKITAPX05,AH SERIES,J30XXBA002LX3,P42BN820MA04679,CF SERIES,P_2CG1R5C5ST,T30BV30X45PX,P21300MA4572,P_2CG1R0C5ST,L117XH4S,G15XXKITAPX08,D30XXKITA5PX,D20XXKITA1EX,F40NR0R5M1PX4,G25XXKITAPX10,D25XXKITA5PX,C17AH620J-7UA-X0T,D25XXKITA1EX,F35CG0R4M1PX3,P21BN300MA03976,P21300MA4733,C08BL102X-1UN-X0T,B28BTBFN01,L157XG3S,B148QF0S,C17UL620J-7UN-X0T

选型指南 - KNOWLES - 2017/5/10 PDF 英文下载

【元件】楼氏电容推出一系列符合AEC-Q200标准的引线型支座元件——金属框架J引线端子MLCC

为了帮助PCB和其他物理连接元件经受住振动、电路板弯曲、热失配和热循环过程中的应力，Knowles推出了一系列符合AEC-Q200标准的引线型支座元件，即金属框架J引线端子MLCC。AEC-Q200是汽车应用中无源电子元件抗应力的全球标准。

产品发布时间 : 2024-04-20

【元件】楼氏电容提供用于舱内或便携式核磁共振成像仪的无磁可调电容及MLCC，精确控制射频线圈谐振频率和阻抗

无磁电容器，尤其是可调电容器，在POC核磁共振成像设备中至关重要，因为它们能精确控制射频线圈的谐振频率和阻抗。Knowles可为MRI应用提供广泛的无磁元件系列产品，包含无磁可调电容、具有C0G/NP0特性的超低损耗高Q陶瓷电容以及无磁SMD电容。

产品发布时间 : 2023-12-14

楼氏电容使用FlexiCap™柔性端头的MLCC，具有更高的抗机械断裂能力

与传统的电容器相比，使用楼氏电容Knowles的FlexiCap™柔性端头的MLCC，能承受更大程度的电路板弯曲，从而具有更高的抗机械断裂能力，同时还具有与烧结端头电容器同等的电气特性。

原厂动态发布时间 : 2022-03-19

楼氏电容（KPD）如何支持医学应用领域的发展？

楼氏电容（KPD）的专业领域之一是研发用于医疗设备和植入式医疗器械的高可靠性电容器。在整个开发、制造过程中，医疗设备的质量和安全性具有严格的审查流程，以确保能在人体中长期置留。这种对细节的极致追求，体现在我们所生产的每一个相关元器件都满足MIL-PRF-55681和MIL-PRF-123等的规范要求。

应用方案发布时间 : 2024-07-23