【導讀】在理想化的情境下，電容器的設計理論上可以追求零電阻狀態。然而，這在物理現實中無法實現，因為電容器內部總會不可避免地存在一種與電容本身串聯的內部電阻，即所謂的等效串聯電阻（ESR）。不同類型的電容器，其ESR值會有所差異，這一差異受多種因素的綜合影響，如介電材料的選用、操作頻率的高低、漏電情況的存在，以及電容器自身的質量和可靠性水平。圖1通過兩幅圖表直觀地展示了在不同頻率提升的過程中，兩種不同類型的陶瓷電介質電容器上ESR值的變化趨勢。
在理想化的情境下，電容器的設計理論上可以追求零電阻狀態。然而，這在物理現實中無法實現，因為電容器內部總會不可避免地存在一種與電容本身串聯的內部電阻，即所謂的等效串聯電阻（ESR）。不同類型的電容器，其ESR值會有所差異，這一差異受多種因素的綜合影響，如介電材料的選用、操作頻率的高低、漏電情況的存在，以及電容器自身的質量和可靠性水平。圖1通過兩幅圖表直觀地展示了在不同頻率提升的過程中，兩種不同類型的陶瓷電介質電容器上ESR值的變化趨勢。
圖1. 上圖顯示了使用I類電介質的電容器的ESR與頻率的關系，而下圖表示II類電介質（均來自樓氏電容事業部）。
在某些情況下，ESR的值可能微乎其微，以至于對于某些簡單設計或低頻應用而言，完全可以忽略不計。然而，當涉及到高功率或高頻應用時，在整體的阻抗計算中納入ESR值就顯得至關重要，這不僅有助于維持運行效率，還能有效預防潛在的故障發生。接下來，我們將探討如何針對這些類型的應用來理解和解釋ESR的重要性。
深入了解自諧振頻率
首先，要確保電容器在阻抗最小的狀態下運行，深入了解電路的自諧振頻率（SRF）至關重要。SRF是電容器表現出最小阻抗的臨界點，此時，等效串聯電阻（ESR）成為決定電容器總損耗的唯一因素。在低頻范圍內，阻抗主要受由極化延遲引發的介電損耗所支配。然而，隨著頻率逐漸攀升至SRF之上，寄生電感便開始主導電路的行為，這有可能引發電容器過熱甚至故障的風險。值得注意的是，由于ESR的值會隨著應用頻率的變化而變化，因此SRF也會受到工作頻率的直接影響，這一點如圖2所示。
圖2. 阻抗如何隨工作頻率增加而變化的示意圖。來源1
1:[https://www.yuden.co.jp/or/product/support/faq/q007.html]
在下一期的內容中，我們將繼續為大家帶來ESR 對陶瓷電容器選擇的影響因素以及如何有效的降低其在高頻電路中的影響，敬請期待。
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