Når skal jeg bruke en lav ESR-kondensator

Hvis kondensatorens ESR er høy i forhold til kondensatorens reaktans (\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $) ved frekvenser av interesse, så vil du kanskje ha en lavere ESR-kondensator.

Kravet til «low-ESR» kondensatorer oppstår normalt i utgangsfiltre for koblingsstrømforsyninger, der frekvensen er relativt høy (kHz til MHz). Det er mindre viktig i hovedfiltre (inkludert inngangsfilteret til en SMPS) der en elektrolytisk stor kapasitet har en proporsjonal liten ESR slik at 100Hz eller 120Hz krusning ikke blir sterkt påvirket av ESR.

ESR forårsaker også \ $ I ^ 2R \ $ oppvarming, noe som dramatisk kan forkorte levetiden til elektrolytkondensatorer (halveringstid for hver 10 ° C økning er en tommelfingerregel).

De er også nyttige i bygge analoge strømforsyninger med lav lav støy, fordi den lave ESR-delen kan redusere støyen med færre filtertrinn når du bruker en høykvalitets lav-ESR-polymer elektrolytisk i stedet for alternativer.

ESR er akkurat det det står, motstand i serie med kondensatoren din.

Lav ESR er viktig hvis det er mye rippelstrøm i kondensatoren din. RMS-rippelstrømmen vil forårsake oppvarmingstap (I ^ 2R) i kondensatoren og ytterligere rippelspenning.

Det vil også påvirke frekvensresponsen til kondensatoren din. ESR-null som dannes av RC-kretsen, kan faktisk hjelpe stabiliteten i en strømforsyningskontrollsløyfe, på bekostning av høyere rippel.

Så hvis applikasjonen har høy rippelstrøm, og du trenger ikke ESR-null for stabilitet, da vil sannsynligvis en lav ESR-hette være veien å gå.

Hvis du er ute etter energilagring uten stor di / dt, så vil en elektrolytisk med høy kapasitet er mer passende.

Kommentarer

• Hva mener du med if you don't need the ESR zero ? (#ExplainLikeI ' m5)
• @JinSnow Det ville være et godt tema for et nytt spørsmål i stedet for å prøve å svare på kommentarene til et annet spørsmål. F.eks. " Hva er et ESR-nullpunkt i en effektomformer ' s utgangsfilter og hva er dets implikasjoner for kontrollsløyfestabilitet? ". Du kan til og med finne svaret med Google.
• @ John Takk! Jeg spurte det her (men uten den andre delen, siden jeg ikke vet ' ikke hva en " kontrollsløyfestabilitet " betyr) electronics.stackexchange.com/questions/447964/…

Du bør bruke en lav ESR kondensator når forventet I ^ 2 R varmetap (ringstrøm, kvadrat , ganger ESR), er for mye varme for komponenten.

Strømforsyningskondensatorer glatter rippel på likestrøm fra vekselstrømskilder. Når vekselstrømskilden er lavfrekvent (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz …), er kondensatorene fysisk store og tåler høy ESR (som 1 ohm for en 1A forsyning med en 1000 uF filterkondensator). Det skyldes at en ringstrøm på en amp bare skapte en watt varme, og en stor (over en kvadratcentimeter overflateareal) 1000uF kondensator kan kaste den varmen.

Når strømforsyningen til switchmode gikk opp til 50 kHz, og en passende idealkondensatorverdi var (igjen for 1A-utgang) ca 2,2 uF, 1 ohm ESR betyr at samme 1W ville bli dumpet i en kondensator på størrelse med en ert. Den ville mislykkes, fordi den er for liten å spre en watt varme.

Det er ikke hele historien (det kan være lokale «varme flekker» selv om den gjennomsnittlige spredningen virker støttbar), så det er separate spesifikasjoner for ESR og krusningsstrøm.

Kondensator ESR, utenfor DC-strømforsyningsfiltrering, er også bekymringsfull fordi det er en uønsket impedans. Det kan diskuteres som «dissipasjonsfaktor», eller «tapstangens», eller Q, og har betydelig frekvensavhengighet.

En annen situasjon der du vil ha en lav ESR-kondensator, er når det er mye strømtrekk i små brister ( som en subwooferforsterker). I et slikt tilfelle vil en høyere ESR begrense den maksimale strømmen som kan trekkes, og dermed begrense effekt og ytelse til kretsen.