Jak znaleźć ESR kondensatora

Buduję obwód zasilania, a regulator przełączający ( L4963 ) wymaga kondensatora wyjściowego o niskiej ESR . Kondensator, o którym mowa, to C3 obwodu płytki ewaluacyjnej.

Co oznacza „niski”? Jak nisko?

Ponadto, jak znaleźć lub obliczyć ESR dla kondensatora, którego arkusz danych nie ma parametru o nazwie ESR?

Jeśli arkusz danych mówi po prostu „niski ESR” bez określania wartości, zazwyczaj w porządku jest kondensator o dowolnym stylu ze stosunkowo niskim ESR. Wszystko to naprawdę oznacza, że ​​powinieneś unikać tanich, nieocenionych aluminiowych kondensatorów elektrolitycznych, ponieważ ich ESR jest strasznie wysoki i może wynosić kilka omów.

W tym przypadku chce kondensatora o niskiej ESR dla kondensatora wyjściowego 1000 µF. Nie sądzę, że kiedykolwiek widziałem ceramiczny kondensator 1000 µF i kondensator tantalu 1000 µF prawdopodobnie kosztowałby 50 USD, więc będziesz musiał wyśledzić aluminiowy kondensator o niskiej ESR dla tej aplikacji. Tętnienie wyjściowe zmniejsza się liniowo wraz z ESR kondensatora, więc im niższa, tym lepiej do ceny, którą chcesz zapłacić.

Nawiasem mówiąc, jest to absurdalnie wysoka wymagana pojemność wyjściowa dla regulatora przełączającego w tym zakresie napięcia. Możesz rozejrzeć się za regulatorem, który spełnia twoje potrzeby, ale jest stabilny bez takiego wymagania. Nie zrozumcie mnie źle, zwykle im większa pojemność, tym lepiej, ale 1000 µf jest naprawdę wysokie jak na zasilacz 1,5 A.

Jest to „równoważna rezystancja szeregowa” i jest nieco zależna od częstotliwości. Zasadniczo jest to nieunikniony zwykły opór, który pojawia się wraz z kondensatorem.

Niższa ESR oznacza, że ​​kondensator bardziej przypomina idealny element obwodu. Rezystancja po prostu rozprasza moc, co powoduje ciepło, które generalnie nie jest dobre dla kondensatorów, zwłaszcza elektrolitycznych.

Teraz spekuluję - na tym arkuszu danych, który podłączyłeś, najistotniejszy parametr wygląda jak „styczna kąta stratności”. Jeśli przyjmie się, że „kąt strat” jest kątem oddalonym od reaktancji czysto pojemnościowej, to styczną tego kąta byłby szeregowy opór podzielony przez reaktancję pojemnościową, w którym to przypadku liczba ta byłaby niska, oznaczałoby, że ESR jest niska.

Jeśli chodzi o liczby: Niski limit ESR dla przełącznika powinien zwykle mieć nie więcej niż kilka 10 mOhm.

Jak „niski” zależy od wydajności i niezawodności, którą próbujesz osiągnąć. W przypadku kondensatorów o niskim ESR producent poda wartości.

Wyszukaj kondensatory Nichicon Low ESR, a znajdziesz części o niskim ESR. Seria VR nie jest kondensatorem o niskiej rezystancji szeregowej. Seria PM jest, a ESR jest określony w arkuszu danych. Nichicon (który tworzy doskonałe kondensatory) może mieć kilka nowszych serii.

ESR ma krytyczne znaczenie dla żywotności kondensatora, ponieważ wraz ze wzrostem ESR temperatura kondensatora wzrośnie, co skróci jego żywotność.

ESR zależy od częstotliwości i temperatury. Większość arkuszy danych wymienia ESR dla wielu dyskretnych częstotliwości, które mogą, ale nie muszą, być częstotliwością przełączania.

Jeśli masz miernik LCR , możesz podłączyć kondensator, ustawić częstotliwość i zmierzyć ESR.

Jest to ważne przy obliczaniu strat cieplnych wewnątrz kondensatora. Wraca do prawa Ohma ; dla twojej częstotliwości przełączania jest ESR, który jest R, i masz prąd przepływający do i wychodzący z kondensatora, który jest I. Kwadrat i pomnóż przez R, a masz straty mocy wewnątrz kondensatora. Arkusz danych kondensatora będzie również określał jego odporność termiczną, dzięki czemu można oszacować temperaturę, w której będzie pracować kondensator. Wybierz odpowiednią temperaturę dla swojej aplikacji.

W tym przypadku myślę, że niska ESR jest potrzebna do uzyskania niskiej tętnienia na napięciu wyjściowym.

Prąd przepływający przez cewkę będzie miał pewne tętnienia i przy założeniu stałego prądu wyjściowego kondensator będzie musiał zaabsorbować lub dostarczyć różnicę na wyjściu. Pomnóż ten tętnienie prądu przez ESR, a otrzymasz napięcie tętnienia.

Możesz zmierzyć ESR, ładując i rozładowując kondensator stosunkowo wysokim prądem przełączanym przez generator funkcyjny, a następnie mierz napięcie tętnienia za pomocą oscyloskopu.

W praktyce widziałem 170 mOhm dla kondensatora elektrolitycznego SMD o niskim ESR. Jeśli dobrze pamiętam, różnica napięć wynosiła 0,5 V, więc tętnienie prądu musiało wynosić 3A (ograniczone przez zasilacz).

ESR to zmiana rezystancji przy różnych obciążeniach (prąd) i ładunku wymuszonym (krzywe prąd / częstotliwość). a zatem przy dwóch lub trzech (lepszych) cyklach ładowania / rozładowania i delcie kąta na podstawie ich zmian rezystancji kondensatora można łatwo uzyskać względną rezystancję wewnętrzną. w ten sposób określamy współczynnik zwany ESR, który jest rezystancją Z przy wielokrotności cykli prędkości ładowania / rozładowania ...