Kiedy powinienem używać kondensatora o niskiej ESR
On 18 lutego, 2021 by adminJestem w trakcie nowego projektu i muszę wybrać odpowiedni kondensator.
Jaki jest wpływ równoważnej rezystancji szeregowej (ESR) na kondensator?
Kiedy należy używać kondensatora o niskiej ESR?
Komentarze
- To zależy od tego, co ' robisz. Nasadka wyjściowa regulatora przełączającego nie będzie miała takich samych wymagań jak dolnoprzepustowy filtr RC.
- Może to być interesujące: Zrozumienie stabilnego zakresu odpowiednika rezystancja szeregowa regulatora LDO lub taka: ESR, Stability i the LDO Regulator
- Kiedy powinienem używać wysokiego prędkość opamp? Kiedy ' jest właściwe. To pytanie jest otwarte dla czystej opinii.
Odpowiedź
Jeśli ESR kondensatora jest wysoki w stosunku do reaktancja kondensatora (\ $ X_C = \ frac {1} {2 \ pi fC} \ $) przy częstotliwościach będących przedmiotem zainteresowania, wtedy możesz potrzebować kondensatora o niższej ESR.
Wymóg dotyczący kondensatorów „o niskiej wartości ESR” zwykle pojawia się w filtrach wyjściowych zasilaczy impulsowych, gdzie częstotliwość jest stosunkowo wysoka (kHz do MHz). Ma to mniejsze znaczenie w filtrach sieciowych (w tym w filtrze wejściowym SMPS), gdzie elektrolit o dużej pojemności ma zwykle proporcjonalnie małą ESR, tak że ESR nie wpływa znacząco na tętnienia 100 Hz lub 120 Hz.
ESR powoduje również nagrzewanie \ $ I ^ 2R \ $, co może radykalnie skrócić żywotność kondensatorów elektrolitycznych (okres półtrwania na każdy wzrost o 10 ° C jest zasadą praktyczną).
Są również przydatne w budowanie ultra-niskoszumowych zasilaczy analogowych, ponieważ część o niskim ESR może zmniejszyć szum przy mniejszej liczbie stopni filtrowania, gdy używasz wysokiej jakości elektrolitycznego polimeru o niskiej ESR zamiast alternatyw.
Odpowiedź
ESR to właśnie to, co mówi, rezystancja szeregowa z kondensatorem.
Niska ESR jest ważna, jeśli w kondensatorze jest dużo prądu tętnienia. Prąd tętnienia RMS spowoduje straty nagrzewania (I ^ 2R) kondensatora i dodatkowe napięcie tętnienia.
Wpłynie to również na odpowiedź częstotliwościową kondensatora. Zero ESR utworzone przez obwód RC może w rzeczywistości pomóc w stabilności pętli sterowania zasilaniem kosztem wyższych tętnień wyjściowych.
Więc jeśli twój aplikacji ma wysoki prąd tętnienia i nie potrzebujesz zerowego ESR dla stabilności, wtedy prawdopodobnie najlepszym rozwiązaniem będzie niski limit ESR.
Jeśli szukasz magazynowania energii bez dużego di / dt, wtedy elektrolit o dużej pojemności jest bardziej odpowiedni.
Komentarze
- Co masz na myśli przez
if you don't need the ESR zero
? (#ExplainLikeI ' m5) - @JinSnow To byłby dobry temat na nowe pytanie, zamiast próbować odpowiadać w komentarzach na inne pytanie. Na przykład. " Co to jest zero ESR w przetworniku mocy ' i jakie są jego konsekwencje dla stabilności pętli sterowania? . Możesz nawet znaleźć odpowiedź w Google.
- @ John Dzięki! Zapytałem o to tutaj (ale bez drugiej części, ponieważ nie ' nie wiem, co oznacza " stabilność pętli sterowania " oznacza) electronics.stackexchange.com/questions/447964/…
Odpowiedź
Powinieneś używać kondensatora o niskiej ESR, gdy oczekiwana utrata ciepła I ^ 2 R (prąd tętnienia, kwadrat razy ESR), to zbyt dużo ciepła dla elementu.
Kondensatory zasilacza płynnie pulsują przy zasilaniu DC ze źródeł AC. Gdy źródło prądu przemiennego ma niską częstotliwość (50 Hz, 60 Hz, 120 Hz …), kondensatory są fizycznie duże i mogą tolerować wysokie ESR (np. 1 om dla zasilania 1A z kondensatorem filtrującym 1000 μF). Dzieje się tak, ponieważ prąd tętnienia o natężeniu jednego ampera wytworzył tylko jeden wat ciepła, a duży (ponad cal kwadratowy powierzchni) kondensator 1000 uF może odprowadzać to ciepło.
Gdy zasilanie w trybie przełączania wzrosło do 50 kHz, a odpowiednia wartość idealnego kondensatora wynosiła (ponownie dla wyjścia 1 A) około 2,2 uF, 1 om ESR oznacza, że ten sam 1 W zostałby zrzucony do kondensatora wielkości groszku. Nie udaje się, ponieważ jest za mały aby rozproszyć jeden wat ciepła.
To nie wszystko (mogą istnieć lokalne „gorące punkty” ogrzewania, nawet jeśli średnie rozpraszanie wydaje się możliwe), więc istnieją oddzielne specyfikacje ESR i prądu tętnienia.
Kondensator ESR, poza filtrowaniem zasilania prądem stałym, również stanowi problem, ponieważ jest to niepożądana impedancja zbłąkana. Można go omawiać jako „współczynnik rozpraszania” lub „styczną strat” lub Q i ma znaczną zależność od częstotliwości.
Odpowiedź
Inną sytuacją, w której chciałbyś mieć kondensator o niskiej ESR, jest duży pobór prądu w małych seriach ( jak wzmacniacz subwoofera) .W takim przypadku wyższy ESR ograniczy maksymalny prąd, jaki może być pobierany, ograniczając tym samym moc wyjściową i wydajność obwodu.
Dodaj komentarz