Kdy mám použít kondenzátor s nízkým ESR
On 18 února, 2021 by adminJsem uprostřed nového designu a musím zvolit ten správný kondenzátor.
Jaký je dopad ekvivalentního sériového odporu (ESR) na kondenzátor?
Kdy bych měl použít nízký ESR kondenzátor?
Komentáře
- Záleží na tom, co ' děláte. Výstupní limit ve spínacím regulátoru nebude mít stejné požadavky jako RC dolní propust.
- To by mohlo být zajímavé: Pochopení stabilního rozsahu ekvivalentu sériový odpor regulátoru LDO nebo toto: ESR, stabilita a regulátor LDO
- Kdy mám použít vysokou rychlost operační zesilovač? Když je to ' vhodné. Tato otázka je otevřená čistému názoru.
Odpověď
Pokud je ESR kondenzátoru vysoká vzhledem k reaktance kondenzátoru (\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $) na sledovaných frekvencích, možná budete chtít kondenzátor ESR s nízkým výkonem.
Požadavek na kondenzátory s „nízkým ESR“ obvykle vzniká ve výstupních filtrech spínacích zdrojů, kde je frekvence relativně vysoká (kHz až MHz). Méně důležité je to u síťových filtrů (včetně vstupního filtru SMPS), kde má velkokapacitní elektrolytik tendenci mít proporcionálně malý ESR, takže zvlnění 100 Hz nebo 120 Hz není výrazně ovlivněno ESR.
ESR také způsobuje zahřívání \ $ I ^ 2R \ $, což může dramaticky zkrátit životnost elektrolytických kondenzátorů (poločas při každém nárůstu o 10 ° C je pravidlem).
Jsou také užitečné v budování analogových napájecích zdrojů s velmi nízkým šumem, protože část s nízkým ESR může snížit šum s menším počtem filtračních stupňů, když použijete spíše vysoce kvalitní polymerní elektrolytický low-ESR polymer než alternativní alternativy.
Odpověď
ESR je přesně to, co říká, odpor v sérii s kondenzátorem.
Nízké ESR je důležité, pokud je ve vašem kondenzátoru spousta zvlněného proudu. Zvlněný proud RMS způsobí ztráty zahřátím (I ^ 2R) v kondenzátoru a další zvlněné napětí.
Ovlivní to také frekvenční odezvu vašeho kondenzátoru. Nula ESR tvořená obvodem RC může ve skutečnosti pomoci stabilitě v řídicí smyčce napájecího zdroje na úkor vyššího zvlnění výstupu.
Takže pokud váš aplikace má vysoký zvlněný proud a pro stabilitu nepotřebujete nulovou hodnotu ESR, pak bude pravděpodobně správná cesta nízká hranice ESR.
Pokud hledáte skladování energie bez velkých di / dt, pak vhodnější je vysokokapacitní elektrolyt.
Komentáře
- Co myslíte slovem
if you don't need the ESR zero
? (#ExplainLikeI ' m5) - @JinSnow To by bylo dobré téma pro novou otázku, spíše než se snažit odpovědět v komentářích k jiné otázce. Např. " Co je to nulová hodnota ESR ve výstupním filtru ' převodníku výkonu a jaké jsou její důsledky pro stabilitu řídicí smyčky? ". Odpověď možná najdete i na Googlu.
- @ John Díky! Zeptal jsem se to zde (ale bez druhé části, protože ' nevím ani to, co je " stabilita kontrolní smyčky " prostředky) electronics.stackexchange.com/questions/447964/…
Odpověď
Pokud očekávaná tepelná ztráta I ^ 2 R (zvlněný proud, na druhou), měli byste použít nízký kondenzátor ESR. , krát ESR), je pro komponentu příliš mnoho tepla.
Kondenzátory napájecího zdroje hladce zvlňují stejnosměrné napájení dodávané ze střídavých zdrojů. Když je zdroj střídavého proudu nízkofrekvenční (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz …), kondenzátory jsou fyzicky velké a mohou tolerovat vysoké ESR (například 1 ohm pro napájení 1 A s filtračním kondenzátorem 1000 uF). Je tomu tak proto, že zvlněný proud s jedním zesilovačem vytvořil pouze jeden watt tepla a velký kondenzátor (přes čtvereční palec plochy) o kapacitě 1 000 uF může toto teplo odvádět.
Když dodávky přepínacího režimu šly na 50 kHz a vhodná hodnota ideálního kondenzátoru byla (opět pro výstup 1A) asi 2,2 uF, 1 ohm ESR znamená, že stejný 1W by byl vyhozen do kondenzátoru o velikosti hrachu. „Selhalo, protože je to příliš malé rozptýlit jeden watt tepla.
To není úplný příběh (mohou existovat „horká místa“ lokálního vytápění, i když se průměrný rozptyl zdá být podporovatelný), takže existují samostatné specifikace ESR a zvlnění proudu.
Kondenzátor ESR, mimo filtrování stejnosměrného napájení, je také znepokojivý, protože se jedná o nežádoucí zbloudilou impedanci. Může být diskutován jako „disipační faktor“ nebo „ztrátový tangens“ nebo Q a má významnou frekvenční závislost.
Odpověď
Další situace, kdy byste chtěli kondenzátor s nízkým ESR, je situace, kdy dochází k velkému odběru proudu v malých dávkách ( jako subwooferový zesilovač). V takovém případě vyšší ESR omezí maximální proud, který lze odebírat, a tím omezuje výkon a výkon obvodu.
Napsat komentář