Hvornår skal jeg bruge en lav ESR-kondensator
On februar 18, 2021 by adminJeg er midt i et nyt design, og jeg skal vælge den rigtige kondensator.
Hvad er indvirkningen af tilsvarende seriemodstand (ESR) i en kondensator?
Hvornår skal jeg bruge en lav ESR-kondensator?
Kommentarer
- Det afhænger af, hvad du ' laver. Outputhætten i en omskifteregulator har ikke de samme krav som et RC lavpasfilter.
- Dette kan være af interesse: Forståelse af det stabile interval af ækvivalent seriemodstand hos en LDO-regulator eller dette: ESR, Stability, and the LDO Regulator
- Hvornår skal jeg bruge en høj hastighed opamp? Når det ' er passende. Dette spørgsmål er åbent for ren mening.
Svar
Hvis kondensatorens ESR er høj i forhold til kondensatorens reaktans (\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $) ved frekvenser af interesse, så vil du måske have en lavere ESR-kondensator.
Kravet til “low-ESR” kondensatorer opstår normalt i udgangsfiltre til skiftende strømforsyninger, hvor frekvensen er relativt høj (kHz til MHz). Det er mindre vigtigt i hovedfiltre (inklusive input-filteret til en SMPS), hvor en elektrolytisk stor kapacitet har en tendens til at have en forholdsmæssig lille ESR, så 100Hz eller 120Hz krusning ikke er stærkt påvirket af ESR.
ESR forårsager også \ $ I ^ 2R \ $ opvarmning, hvilket dramatisk kan forkorte elektrolytkondensatorernes levetid (halveringstid for hver 10 ° C stigning er en tommelfingerregel).
De er også nyttige i opbygning af analoge strømforsyninger med lavt støjniveau, fordi den lave ESR-del kan reducere støj med færre filtertrin, når du bruger en høj kvalitet lav-ESR-polymer elektrolytisk snarere end alternativer.
Svar
ESR er netop det, der står, modstand i serie med din kondensator.
Lav ESR er vigtig, hvis der er meget krusningsstrøm i din kondensator. RMS-krusningsstrømmen vil medføre opvarmningstab (I ^ 2R) i kondensatoren og yderligere krusningsspænding.
Det vil også påvirke frekvensresponset på din kondensator. ESR-nulet dannet af RC-kredsløbet kan faktisk hjælpe stabiliteten i en strømforsyningskontrolsløjfe på bekostning af højere output krusning.
Så hvis din applikationen har høj krusningsstrøm, og du behøver ikke ESR-nul for stabilitet, så vil en lav ESR-kappe sandsynligvis være vejen at gå.
Hvis du leder efter energilagring uden stor di / dt, så er elektrolytisk med høj kapacitet er mere passende.
Kommentarer
- Hvad mener du med
if you don't need the ESR zero
? (#ExplainLikeI ' m5) - @JinSnow Det ville være et godt emne for et nyt spørgsmål snarere end at prøve at besvare i kommentarerne til et andet spørgsmål. For eksempel. " Hvad er et ESR-nul i en effektomformer ' s outputfilter, og hvad er dets implikationer for kontrolsløjfestabilitet? ". Du kan endda finde svaret med Google.
- @ John Tak! Jeg spurgte det her (men uden anden del, da jeg ikke ' ikke ved, hvad en " kontrolsløjfestabilitet " betyder) electronics.stackexchange.com/questions/447964/…
Svar
Du skal bruge en lav ESR-kondensator, når det forventede I ^ 2 R varmetab (krusningsstrøm, kvadrat , gange ESR), er for meget varme til komponenten.
Kondensatorer til strømforsyning jævn krusning af jævnstrøm fra vekselstrømskilder. Når vekselstrømskilden er lavfrekvent (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz …), er kondensatorerne fysisk store og kunne tåle høj ESR (som 1 ohm for en 1A forsyning med en 1000 uF filterkondensator). Det skyldes, at en en-amp krusningsstrøm kun skabte en watt varme, og en stor (over en kvadrat tomme overfladeareal) 1000uF kondensator kan kaste den varme.
Når switchmode forsyninger steg op til 50 kHz, og en passende idealkondensatorværdi var (igen for 1A-output) ca. 2,2 uF, 1 ohm ESR betyder, at samme 1W ville blive dumpet i en kondensator på størrelse med en ært. Det mislykkedes, fordi det er for lille for at sprede en watt varme.
Det er ikke hele historien (der kan være lokale “hot spots”, selvom den gennemsnitlige spredning synes at være understøttet), så der er separate specifikationer for ESR og krusningsstrøm.
Kondensator ESR uden for jævnstrømsforsyningsfiltrering er også bekymrende, fordi det er en uønsket omstrejfende impedans. Det kan diskuteres som “dissipationsfaktor” eller “tabstangens” eller Q og har betydelig frekvensafhængighed.
Svar
En anden situation, hvor du ønsker en lav ESR-kondensator, er når der er meget strøm i små bursts ( som en subwooferforstærker). I et sådant tilfælde vil en højere ESR begrænse den maksimale strøm, der kan trækkes, og dermed begrænse effekt og ydelse af kredsløbet.
Skriv et svar