Коли я повинен використовувати конденсатор з низькою ШОЕ

Я в середині нової конструкції і мені потрібно вибрати правильний конденсатор.

Який вплив еквівалентного рядового опору (ШОЕ) на конденсатор?

Коли я повинен використовувати конденсатор з низькою ШОЕ?

Якщо коефіцієнт ШОЕ конденсатора високий відносно реактивності конденсатора ( ) на частотах, що цікавлять, тоді вам може знадобитися низькоефективний ESR конденсатор.$X_C= \frac{1}{2\pi fC}$

Вимога до конденсаторів з низьким коефіцієнтом ESR зазвичай виникає у вихідних фільтрах комутаційних джерел живлення, де частота є відносно високою (кГц до МГц). Це менш важливо для мережевих фільтрів (включаючи вхідний фільтр SMPS), де електролітики великої ємності мають, як правило, пропорційно малу ШОЕ, так що пульсація 100 Гц або 120 Гц не сильно впливає на ШОЕ.

ШОЕ також спричиняє нагрівання , що може різко скоротити термін служби електролітичних конденсаторів (період напіввиведення на кожні 10 ° C підвищення - це правило).$I^2R$

Вони також корисні для створення аналогових джерел живлення над низьким рівнем шуму, оскільки низька коефіцієнт ESR може зменшити шум за меншою кількістю ступенів фільтру, коли ви використовуєте високоякісний електролітичний полімер низького рівня ШОЕ, а не альтернативи.

ШОЕ - це саме те, про що йдеться, опір послідовно з вашим конденсатором.

Низька ШОЕ важлива, якщо у вашому конденсаторі багато пульсаційного струму. Пульсаційний струм RMS призведе до нагрівання (I ^ 2R) втрат в конденсаторі та додаткової напруги пульсацій.

Це також вплине на частотну характеристику вашого конденсатора. Нуль ESR, утворений ланцюгом RC, може насправді сприяти стабільності в контурі керування живленням за рахунок більшого пульсації виходу.

Отже, якщо у вашій програмі є високий пульсаційний струм, і вам не потрібен нуль ESR для стабільності, то низький коефіцієнт ESR, швидше за все, буде дорогою.

Якщо ви шукаєте накопичувач енергії без великих d / dt, то електролітик високої ємності є більш доцільним.

Ви повинні використовувати конденсатор з низьким коефіцієнтом ESR, коли очікувані втрати тепла I ^ 2 R (пульсаційний струм, квадратик, раз ESR) - це занадто багато тепла для компонента.

Конденсатори живлення плавні пульсації на постійному струмі, що подаються від джерел змінного струму. Коли джерело змінного струму низької частоти (50 Гц, 60 Гц, 120 Гц ...), конденсатори є фізично великими і можуть переносити високу ШОЕ (наприклад, 1 Ом для живлення 1А з конденсатором фільтра 1000 мкФ). Це тому, що пульсаційний струм на один ампер створював лише один ват тепла, а великий (понад квадратний дюйм площі поверхні) конденсатор 1000uF може скинути це тепло.

Коли запаси комутаторів перейшли до 50 кГц, а відповідне значення ідеального конденсатора становило (знову ж таки для виходу 1А) приблизно 2,2 мкФ, 1 Ом ШОЕ означає, що той самий 1 Вт буде скинутий у конденсатор розміром з горох. Це не вдасться, оскільки це занадто мало, щоб розсіювати один ват тепла.

Це не повний сюжет (можливі місцеві «гарячі точки» нагріву, навіть якщо середнє розсіювання здається сприятливим), тому існують окремі технічні характеристики ESR та пульсації.

Конденсатор ШОЕ, поза фільтрацією живлення постійного струму, також викликає занепокоєння, оскільки це небажаний осілий імпеданс. Це може бути розглянуто як "коефіцієнт дисипації", або "дотична до втрат", або Q, і має значну частотну залежність.

Інша ситуація, коли ви хочете мати низький коефіцієнт ШОЕ, - коли багато невеликих струмів при невеликих поривах (як підсилювач низькочастотного динаміка). У такому випадку більша ШОЕ обмежить максимальний струм, який можна отримати, отже, обмежуючи вихідну потужність та продуктивність схеми.