电解电容的等效串联电阻即电容的串联等效电阻,简称ESR,是指电容器充电或放电时,因其内部电阻的影响,所造成的电容器电压和电流不能完全同步变化,进而导致了电容器本身能量的损失。
ESR主要由电解质和静电电容两个因素共同决定。电解质引起的ESR主要是来自于电解质的电导,因为其导电性质会形成电解电容器内部的这个电阻,这就会影响到了电容器的准确性,而静电电容产生的ESR则来自于电容器正负极板之间的电阻。
ESR的大小取决于耳放的输出阻抗以及固态电解电容器的等电路参数。在一些对音质要求比较高的电子器械中,如耳放、电脑主板等,ESR的大小十分重要。
当电容器的ESR太高时,可能导致音频回路的失真和噪音,损坏放大器和电路的稳定性,影响信号传输和音质表现。因此,在这些对ESR敏感的电子器械当中,有许多设备配有ESR电容器测试仪,以此确保电容器ESR在其工作范围内。
目前,市面上常见的ESR测试工具有两种,一种是基于反射测试的,比如飞利浦ESR计,另一种则是基于电流源测试的,比如B&K精密仪器公司生产的ESR测试仪。其中反射测试是最常用的方法,它可以使用简单,最常用的是阻抗检测法和开路电压检测法两种方法。
阻抗检测法主要是将一个低频电压信号施加在电容器上,然后测量原始信号与反射信号的相对幅度,进而通过计算求出电容器的ESR。而开路电压检测法则是将一个开路电压施加在电容器端口上,然后通过计算测量开路电压下电容器通过的均方电流的均方根值,进而算出ESR。
为了降低电容器的ESR,我们需要采用一些措施。最主要的一种,是选用低ESR电解电容或聚合物电容器取代普通的电解电容器。同时,电容器的结构和材料也是影响ESR的两个重要因素。
此外,还可以尝试优化电容器部件的焊接、铅脚导线的形状样式,或是更换更小的ESR电容器提高电容器的频率响应,从而降低ESR。