電容的ESR是指電容的等效串聯電阻或阻抗。

 

理想的電容器是沒有電阻的。但是實際上，任何電容都有電阻，這個電阻值和電容的組成材料、結構有關系。在開關電源技術大規模應用之前，普遍采用線性電源，電源電路都工作在低頻直流狀態，通過濾波整流電路把交流轉換成直流。在低頻直流電源中，電容的容量對濾波效果起決定作用，電容的串聯阻抗作用可以忽略。但是低頻電源效率低，體積大的缺點非常明顯。

 

由于電子技術的進步，近二十年來逐漸發展了脈寬調制的高頻開關電源技術，大大地提高了電源的轉換效率，也減小了電源的體積。開關電源的工作頻率越高，電源的體積就越小。開關電源的工作頻率從幾十KHz到幾MHz不等。在開關電源中，電容的ESR直接影響到電容的效果，它比電容器的容量還重要，事實上我們所說的電容器的容量一般都是在120Hz下測量的值，當工作頻率提高時，電容容量會急劇降低，甚至根本不能起到電容的作用。一般而言，應該選擇ESR相對較小的電容。 在不同類型的電容中，以電解電容的ESR通常最大，鉭電容次之，陶瓷電容最佳。當然，即使是電解電容中，也分普通電解電容和低ESR的電解電容。用在開關電源輸出濾波的應該采用低ESR的電解電容。在維修中，如果用普通電解電容替換低ESR的電解電容，開關電源可能短時間能工作，但是壽命肯定不長。弄不好，電容很快因為損耗太大而爆裂甚至爆炸，所以更換電容應該小心。同樣容量同樣耐壓的電解電容，體積大的往往ESR小。同樣容量不同耐壓的電解電容，耐壓高度往往ESR小。同樣耐壓同樣容量的電容，105度比85度的ESR要小。當然，這也不是絕對的，對于同一廠家同一系列的電解電容，基本上成立。

 

 

理想的的電容器，本身不會產生任何能量損失，在實際應用中，由于生產電容的材料有電阻率，電容的絕緣介質有損耗，這個損耗可以等效為一個電阻跟電容串聯在一起，稱為電容的等效串聯電阻，英文簡稱ESR，是Equivalent Series Resistance的縮寫。

 

一般認為電容兩端的電壓不能突變，當突然對電容施加一個電流，電容因為自身充電，電壓會從零開始上升。但是有了ESR的附加影響，等效串聯電阻自身會產生電壓降，這就導致電容器兩端的電壓會產生突變。很多情況下，這會導致電容的濾波效果變差，所以很多高質量的開關電源，對輸出端的濾波電容要求很高，要求選用低ESR的電容器。

 

在振蕩電路中，ESR也會引起電路功能上失調，造成電路失效甚至損壞等嚴重后果。所以在多數場合，低ESR的電容，往往比高ESR的有更好的表現。

 

不過也有例外，有些時候ESR也不是一無是處。在穩壓電路中，有一定ESR的電容，在負載發生瞬變的時候，會立即產生波動而引發反饋電路動作，這類快速的響應，以犧牲一定的瞬態性能為代價，獲取了后續的快速調整能力，尤其是功率管的響應速度比較慢，并且電容器的體積和容量受到嚴格限制的時候。這種情形可見于一些使用mos功率管做調整管的三端穩壓或者類似的電路中。這種應用場合，太低的ESR反而會降低整體性能。

 

實際上，需要更低ESR的場合更多，而低ESR的大容量電容價格相對昂貴，所以很多開關電源多采取并聯的方法，用多個ESR相對高的鋁電解或固態電容并聯，組合成一個低ESR的大容量電容。犧牲一定的PCB電路板空間，換來器件成本的減少。

 

 

和ESR類似的另外一個概念是ESL，也就是等效串聯電感。早期的卷制電容經常有很高的ESL，而且容量越大的電容，ESL一般也越大。ESL經常會成為ESR的一部分，并且ESL也會引發一些電路故障，比如串聯諧振等。但是相對容量來說，ESL的比例太小，出現問題的幾率很小，再加上電容制作工藝的進步，現在已經逐漸忽略ESL，而把ESR作為除容量之外的主要參考因素了。

 

電容器還存在一個和電感類似的品質系數Q，這個系數反比于ESR，并且和頻率相關，也比較少使用。

 

由ESR引發的電路故障通常很難檢測，而且ESR的影響也很容易在設計過程中被忽視。簡單的做法是，在仿真的時候，如果無法選擇電容的具體參數，可以嘗試在電容上人為串聯一個小電阻來模擬ESR的影響，通常的，鉭電容的ESR通常都在100毫歐以下，而鋁電解電容則高于這個數值，有些種類電容的ESR甚至會高達數歐姆。

 

ESR值與紋波電壓的關系可以用歐姆定律V=R（ESR）×I來表示。公式中的V就表示紋波電壓，而R表示電容的ESR，I表示電流。可以看到，當電流增大的時候，即使在ESR保持不變的情況下，紋波電壓也會成倍提高。