低ESRコンデンサをいつ使用する必要があるか
On 2月 18, 2021 by admin新しい設計の真っ最中で、適切なコンデンサを選択する必要があります。
コンデンサの等価直列抵抗(ESR)の影響は何ですか?
低ESRコンデンサはいつ使用する必要がありますか?
コメント
- それはあなたが何をしているかによります'。スイッチングレギュレータの出力キャップには、RCローパスフィルタと同じ要件はありません。
- これは興味深いかもしれません:等価の安定範囲を理解するLDOレギュレータの直列抵抗またはこれ: ESR、安定性、およびLDOレギュレータ
- 高値を使用する必要がある場合スピードオペアンプ? 'が適切な場合。この質問は純粋な意見に開かれています。
回答
コンデンサのESRが対象の周波数でのコンデンサのリアクタンス(\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $)の場合は、より低いESRコンデンサが必要になることがあります。
「低ESR」コンデンサの要件は、通常、周波数が比較的高い(kHz〜MHz)スイッチング電源の出力フィルタで発生します。大容量の電解液はESRが比例して小さい傾向があるため、100Hzまたは120HzのリップルがESRの影響をあまり受けないメインフィルター(SMPSの入力フィルターを含む)ではそれほど重要ではありません。
ESRは\ $ I ^ 2R \ $加熱も引き起こし、電解コンデンサの寿命を劇的に短くする可能性があります(10°C上昇するごとの半減期は経験則です)。
これらは次の場合にも役立ちます。代替品ではなく高品質の低ESRポリマー電解を使用すると、低ESR部分により少ないフィルター段でノイズを低減できるため、超低ノイズのアナログ電源を構築します。
回答
ESRはまさにその通りであり、コンデンサと直列の抵抗です。
コンデンサにリップル電流が多い場合は、ESRを低くすることが重要です。RMSリップル電流により、コンデンサの加熱(I ^ 2R)損失が発生し、リップル電圧が増加します。
コンデンサの周波数応答にも影響します。RC回路によって形成されるESRゼロは、実際には、出力リップルが高くなる代わりに、電源制御ループの安定性に役立ちます。
アプリケーションには高いリップル電流があり、安定性のためにESRゼロを必要としない場合は、低いESRキャップが最適です。
大きなdi / dtのないエネルギー貯蔵を探している場合は、大容量の電解コンデンサがより適切です。
コメント
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if you don't need the ESR zero
とはどういう意味ですか? (#ExplainLikeI ' m5) - @JinSnowこれは、別の質問のコメントで答えようとするよりも、新しい質問の良いトピックになります。例えば。 "電力変換器のESRゼロとは'出力フィルターとは何ですか?また、制御ループの安定性にどのような影響がありますか?"。 Googleで答えを見つけることもできます。
- @ジョンありがとう!ここで質問しました(ただし、' "制御ループの安定性"は) electronics.stackexchange.com/questions/447964/ …
回答
予想されるI ^ 2 Rの熱損失(リップル電流、2乗)の場合は、低ESRコンデンサを使用する必要があります、ESRの倍)は、コンポーネントに対して熱が多すぎます。
電源コンデンサは、AC電源から供給されるDC電源のリップルを滑らかにします。 AC電源が低周波数(50 Hz、60 Hz、120 Hz …)の場合、コンデンサは物理的に大きく、高いESR(たとえば、1000 uFのフィルタコンデンサを備えた1A電源の場合は1オーム)に耐えることができます。これは、1アンペアのリップル電流が1ワットの熱しか発生せず、大きな(表面積の1平方インチ以上)1000uFのコンデンサがその熱を放出できるためです。
スイッチモード電源が50に達したときkHzで、適切な理想コンデンサ値は(1A出力の場合)約2.2 uFでした。1オームESRは、同じ1Wがエンドウ豆のサイズのコンデンサにダンプされることを意味します。小さすぎるため失敗します。 1ワットの熱を放散します。
これは完全な話ではありません(平均的な放散がサポートできるように見えても、局所的な加熱の「ホットスポット」がある可能性があります)。
DC電源フィルタリング以外のコンデンサESRも、不要な漂遊インピーダンスであるため問題になります。これは、「誘電正接」、「損失正接」、またはQと呼ばれることがあり、周波数に大きく依存します。
回答
低ESRコンデンサが必要な別の状況は、「小さなバーストで大量の電流が流れる場合です( サブウーファーアンプのように)。このような場合、ESRが高くなると、引き出すことができる最大電流が制限されるため、出力と回路のパフォーマンスが制限されます。
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