電子電路基礎(chǔ)知識(shí)-電容實(shí)際模型

根據(jù)電容章節(jié)分析，理想電容的作用相當(dāng)于電壓源，為了維持兩端電壓不變，具備吸收和輸出大電流能力。

事實(shí)上，對(duì)于實(shí)際使用中的電容，受制造工藝的影響，會(huì)產(chǎn)生寄生電感ESL和串聯(lián)等效電阻ESR，因此，實(shí)際電容的模型如下：

ESL和ESR的存在都會(huì)導(dǎo)致電容性能的一些改變。

ESL對(duì)電容的影響主要發(fā)生在高頻階段，電容電感阻抗計(jì)算公式分別為：

對(duì)于實(shí)際電容，當(dāng)頻率較低時(shí)，主要是電容起作用，阻抗主要為容抗，因此在低頻階段，隨著頻率的增高，電容的阻抗減小。而當(dāng)頻率高時(shí)，寄生電感的感抗無法忽略，寄生電感開始起主要作用，并且受此影響，電容的阻抗開始隨頻率增加而增加，這一點(diǎn)，與理想電容是不一樣的，理想電容的阻抗特性是隨頻率的增加而不斷較小，而實(shí)際電容的頻率特性如下：

如上圖某品牌10nF電容的實(shí)際阻抗隨頻率變化的特性曲線，從圖中可知，當(dāng)f=100M時(shí)，電容的阻抗最小，此時(shí)值為ESR值，當(dāng)f＜100MHz時(shí)，阻抗?jié)M足理想電容模型，而當(dāng)f＞100MHz時(shí)，阻抗變化與電感特性一致，100MHz的變化點(diǎn)即為實(shí)際電容的自諧振點(diǎn)，因此，實(shí)際電容的使用需根據(jù)頻率要求進(jìn)行選型。

對(duì)于ESR的存在，其所產(chǎn)生的弊端同樣會(huì)使實(shí)際電容特性偏離理想電容特性，理想電容為了維持兩端電壓不變，會(huì)釋放或吸收大電流，而ESR的存在，會(huì)導(dǎo)致大電流?I產(chǎn)生尖峰電壓：

ESR的存在所產(chǎn)生的電壓會(huì)在電源輸出濾波電路中引入額外的紋波電壓，因此，電容ESR不能選擇過大，而部分電源需要依靠輸出電容ESR造成的?V形成快速反饋來穩(wěn)定電壓，因此，ESR的選取需要依靠實(shí)際電路來。