Quand dois-je utiliser un condensateur à faible ESR
On février 18, 2021 by adminJe suis au milieu dune nouvelle conception et je dois choisir le bon condensateur.
Quel est limpact de la résistance en série équivalente (ESR) dans un condensateur?
Quand dois-je utiliser un condensateur à faible ESR?
Commentaires
- Cela dépend de ce que vous ' faites. Le plafond de sortie dun régulateur à découpage naura pas les mêmes exigences quun filtre passe-bas RC.
- Cela peut être intéressant: Comprendre la plage stable de léquivalent résistance série dun régulateur LDO ou ceci: ESR, stabilité et le régulateur LDO
- Quand dois-je utiliser un vitesse opamp? Lorsque cela ' est approprié. Cette question est ouverte à lopinion pure.
Réponse
Si lESR du condensateur est élevé par rapport au réactance du condensateur (\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $) aux fréquences dintérêt, alors vous voudrez peut-être un condensateur ESR plus faible.
Lexigence de condensateurs à « faible ESR » survient normalement dans les filtres de sortie des alimentations à découpage, où la fréquence est relativement élevée (kHz à MHz). Cest moins important dans les filtres secteur (y compris le filtre dentrée dun SMPS) où un électrolytique de grande capacité a tendance à avoir une ESR proportionnellement petite afin que londulation de 100 Hz ou 120 Hz ne soit pas grandement affectée par lESR.
LESR provoque également un échauffement \ $ I ^ 2R \ $, ce qui peut réduire considérablement la durée de vie des condensateurs électrolytiques (la demi-vie pour chaque élévation de 10 ° C est une règle empirique).
Ils sont également utiles dans construire des alimentations analogiques à très faible bruit, car la partie à faible ESR peut réduire le bruit avec moins détages de filtre lorsque vous utilisez un polymère électrolytique à faible ESR de haute qualité plutôt que des alternatives.
Réponse
ESR est exactement ce quil dit, une résistance en série avec votre condensateur.
Une ESR faible est importante sil y a « beaucoup de courant dondulation dans votre condensateur. Le courant dondulation RMS causera des pertes de chauffage (I ^ 2R) dans le condensateur, et une tension dondulation supplémentaire.
Cela affectera également la réponse en fréquence de votre condensateur. Le zéro ESR formé par le circuit RC peut en fait contribuer à la stabilité dune boucle de commande dalimentation, au détriment dune ondulation de sortie plus élevée.
Donc, si votre lapplication a un courant dondulation élevé et vous navez pas besoin du zéro ESR pour la stabilité, alors un plafond ESR bas sera probablement la voie à suivre.
Si vous recherchez un stockage dénergie sans di / dt élevé, un Lélectrolytique à haute capacité est plus approprié.
Commentaires
- Quentendez-vous par
if you don't need the ESR zero
? (#ExplainLikeI ' m5) - @JinSnow Ce serait un bon sujet pour une nouvelle question plutôt que dessayer de répondre dans les commentaires dune autre question. Par exemple. " Quest-ce quun zéro ESR dans le filtre de sortie dun convertisseur de puissance ' et quelles sont ses implications pour la stabilité de la boucle de contrôle? ". Vous pourriez même trouver la réponse avec Google.
- @ John Merci! Je lai posé ici (mais sans la deuxième partie, puisque je ne sais pas ' non plus ce quune " stabilité de la boucle de contrôle " signifie) electronics.stackexchange.com/questions/447964/…
Réponse
Vous devez utiliser un condensateur ESR faible lorsque la perte de chaleur I ^ 2 R attendue (courant dondulation, au carré , fois lESR), est trop de chaleur pour le composant.
Les condensateurs dalimentation lissent londulation sur lalimentation CC fournie par des sources CA. Lorsque la source CA est basse fréquence (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz …), les condensateurs sont physiquement grands et peuvent tolérer une ESR élevée (comme 1 ohm pour une alimentation de 1 A avec un condensateur de filtrage de 1000 uF). Cest parce quun courant dondulation dun ampère na créé quun watt de chaleur, et un grand condensateur (sur un pouce carré de surface) de 1000 uF peut évacuer cette chaleur.
Lorsque les approvisionnements en mode commuté sont passés à 50 kHz, et une valeur de condensateur idéale appropriée était (encore une fois pour la sortie 1A) denviron 2,2 uF, 1 ohm ESR signifie que le même 1W serait déversé dans un condensateur de la taille dun pois. Il « échouerait, car il » est trop petit pour dissiper un watt de chaleur.
Ce nest pas toute lhistoire (il peut y avoir des «points chauds» de chauffage local même si la dissipation moyenne semble supportable), il y a donc des spécifications séparées pour lESR et le courant dondulation.
Le condensateur ESR, en dehors du filtrage de lalimentation CC, est également préoccupant car il sagit dune impédance parasite indésirable. Il peut être considéré comme «facteur de dissipation», ou «tangente de perte», ou Q, et avoir une dépendance de fréquence significative.
Réponse
Une autre situation dans laquelle vous voudriez un condensateur ESR faible est celle où il y a « beaucoup de courant en petites rafales ( comme un amplificateur de subwoofer). Dans ce cas, un ESR plus élevé limitera le courant maximum qui peut être tiré, limitant ainsi la puissance de sortie et les performances du circuit.
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