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）

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。

图2.阻抗如何随着工作频率增加而变化的图示。

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）。

表1. 基于不同电介质材料的电容器的"典型"ESR值。

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）。

图3. 楼氏电容制造的性能可靠的超低ESR电容器产品系列

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。

文章来源： Knowles楼氏电容

审核编辑 黄宇