电容的功率损耗
电容在开关电源电路中主要起稳压、滤除输入/输出噪声的作用。与理想的电容模型不同，电容元件的实际物理特性导致损耗的产生，电容的这些损耗降低了开关电源的效率。这些损耗主要表现在三个方面：串联电阻损耗、漏电流损耗和电介质损耗。
（1）等效串联电阻损耗：由于电流在每个开关周期流入、流出电容，电容固有的电阻(RC)将造成一定功耗。
（2）漏电流损耗：由于电容绝缘材料的电阻(RL)导致较小电流流过电容而产生的功率损耗。
（3）电介质损耗：由于电容两端施加了交流电压，电容电场发生变化，从而使电介质分子极化造成功率损耗，此项比较复杂。
图 实际的电容等效模型
三种损耗都体现在电容的典型损耗模型中(图左边部分)，用电阻代表每项损耗。与电容储能相关的每项损耗的功率用功耗系数(DF)表示，或损耗角正切(δ)。每项损耗的 DF 可以通过由电容阻抗的实部与虚部比得到，可以将每项损耗分别插入模型中。
为简化损耗模型，图中的串联电阻损耗、漏电流损耗和电介质损耗集中等为一个等效串联电阻(ESR)。ESR 定义为电容阻抗中消耗有功功率的部分。
推算电容阻抗模型、计算 ESR(结果的实部)时，ESR 是频率的函数。这种相关性可以在下面简化的 ESR 等式中得到证明：
式中，DFR、DFL和 DFD是串联电阻、漏电流和电介质损耗的功耗系数。
利用这个等式，我们可以观察到随着信号频率的增加，漏电流损耗和电介质损耗都有所减小，直到串联电阻损耗从一个较高频点开始占主导地位。在该频点(式中没有包括该参数)以上，ESR 因为高频交流电流的趋肤效应趋于增大。
许多电容制造商提供 ESR 曲线图表示 ESR 与频率的关系。例如，TDK 为其大多数电容产品提供了 ESR 曲线，参考这些与开关频率对应曲线图，得到 ESR 值。
然而，如果没有 ESR 曲线图，可以通过电容数据资料中的 DF 规格粗略估算 ESR。DF 是电容的整体 DF (包括所有损耗)，也可以按照下式估算 ESR：
无论采用哪种方法来得到 ESR 值，高 ESR 会降低开关电源效率，既然输入和输出电容在每个开关周期通过 ESR 充电、放电。
这导致 I2 * RESR功率损耗。这个损耗(PCAP(ESR))可以按照下式计算：
PCAP(ESR) = ICAP(RMS)2 * RESR
式中，ICAP(RMS)是流经电容的交流电流有效值 RMS。
对 Buck 变换器的输出电容，可以采用电感纹波电流的有效值 RMS。
对 Buck 变换器的输入滤波电容，RMS 电流的计算比较复杂，可以按照下式得到一个合理的估算值：
ICIN(RMS) = IOUT/VIN * [VOUT (VIN – VOUT)]1/2
显然，为减小电容功率损耗，应选择低 ESR 电容，尤其是在较大纹波电流的时候。ESR 是产生输出电压纹波的主要原因，因此选择低 ESR 的电容不仅仅提高效率，还可以降低输出电压纹波。
一般来说，不同类型电介质的电容具有不同的 ESR 等级。对于给定的容量和额定电压，铝电解电容和钽电容就比陶瓷电容具有更高的 ESR 值。聚酯和聚丙烯电容的 ESR 值介于它们之间，但这些电容尺寸较大，开关电源中很少使用。
对于给定类型的电容，根据 ESR 公式可以看出，较大容量、较低的 DFs 能够提供较低的 ESR。大尺寸电容通常也会降低 ESR，但会带来较大的等效串联电感（例如电解电容），从而降低性能，陶瓷电容被视为比较好的折中选择。此外，电容值一定的条件下，较低的电容额定电压也有助于减小 ESR。
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