Таблица ESR. Ориентировочные и реальные значения ESR конденсаторов.
Таблица допустимого и реального ESR (Эквивалентного последовательного сопротивления)
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых, ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов. Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью тестера LCR T4, о котором я уже рассказывал на страницах сайта. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов.
Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
| мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
| 1 | 4,3 | 10 | |||||||||
| 2,2 | |||||||||||
| 4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
| 10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
| 22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
| 68 | 0,33 | ||||||||||
| 82 | 0,57 | 0,55/0,89 | |||||||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
| 220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
| 470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
| 4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1) использовались новые конденсаторы разных производителей.
Преимущественно это конденсаторы Jamicon серии TK – с широким температурным диапазоном (значения выделены жирным шрифтом), а также ELZET, SAMWHA и GEMBIRD. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Отмечу и то, что производители выпускают конденсаторы с разными характеристиками и свойствами. Их делят на серии. В приведённой таблице приводится ESR обычных конденсаторов.
Заносить величину ESR или импеданса таких конденсаторов в таблицу нет особого смысла, так как он очень мал и его легко узнать из документации на серию.
В колонке на 450V для ёмкости 82μF указано два значения ESR. Первое – среднее значение для конденсаторов SAMWHA (SD, 850C(M)). Второе, выделенное цветом, это ESR конденсатора CapXon (LY, 1050C) для ЖК-телевизоров в вытянутом корпусе (13х50).
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4. 7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты.
Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница
Также Вам будет интересно узнать:
Таблицы максимальных значений ESR у электролитических конденсаторов
Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?
Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.
Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости C, которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос.
Далее резистор Rs, который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка.
Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp. Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.
Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L.
Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.
Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:
- Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;
- Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок.
Активное сопротивление проводов; - Контактное сопротивление между обкладками и выводами;
- Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.
Активное сопротивление проводов;Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (Equivalent Serial Resistance).
Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.
Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще.
Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR, что означает «низкое ЭПС».
При ремонте любой аппаратуры необходимо производить замеры ESR при помощи специального измерительного прибора — ESR-метра. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На сегодняшний день самый доступный — это универсальный тестер радиокомпонентов LCR-T4 Tester, функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов. В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.
0SI.
Максимально допустимые значения ESR электролитических конденсаторов приведены в таблицах ниже.
1. Максимально-допустимые ESR конденсаторов Китайского и японского производства2. ESR новых электролитических конденсаторов замеренных тестером LCR T4
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №2) использовались новые конденсаторы разных производителей.
3. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
Таблица еср для конденсаторов – Знай свой компьютер
Таблица допустимого и реального ESR (Эквивалентного последовательного сопротивления)
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых, ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов.
Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью тестера LCR T4, о котором я уже рассказывал на страницах сайта. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов. Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
| мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
| 1 | 4,3 | 10 | |||||||||
| 2,2 | |||||||||||
| 4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
| 10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
| 22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
| 68 | 0,33 | ||||||||||
| 82 | 0,57 | 0,55/ 0,89 | |||||||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
| 220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
| 470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
| 4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1) использовались новые конденсаторы разных производителей.
Преимущественно это конденсаторы Jamicon серии TK – с широким температурным диапазоном (значения выделены жирным шрифтом), а также ELZET, SAMWHA и GEMBIRD. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Отмечу и то, что производители выпускают конденсаторы с разными характеристиками и свойствами. Их делят на серии. В приведённой таблице приводится ESR обычных конденсаторов.
Кроме них выпускаются и конденсаторы Low ESR и Low Impedance, ЭПС которых, как правило, очень мал и порой составляет сотые доли ома.
Заносить величину ESR или импеданса таких конденсаторов в таблицу нет особого смысла, так как он очень мал и его легко узнать из документации на серию.
В колонке на 450V для ёмкости 82μF указано два значения ESR. Первое – среднее значение для конденсаторов SAMWHA (SD, 85 0 C(M)). Второе, выделенное цветом, это ESR конденсатора CapXon (LY, 105 0 C) для ЖК-телевизоров в вытянутом корпусе (13х50).
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4. 7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты.
Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
Таблица допустимого и реального ESR (Эквивалентного последовательного сопротивления)
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых, ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов. Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью тестера LCR T4, о котором я уже рассказывал на страницах сайта. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов. Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
| мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
| 1 | 4,3 | 10 | |||||||||
| 2,2 | |||||||||||
| 4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
| 10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
| 22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
| 68 | 0,33 | ||||||||||
| 82 | 0,57 | 0,55/ 0,89 | |||||||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
| 220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
| 470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
| 4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1) использовались новые конденсаторы разных производителей.
Преимущественно это конденсаторы Jamicon серии TK – с широким температурным диапазоном (значения выделены жирным шрифтом), а также ELZET, SAMWHA и GEMBIRD. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Отмечу и то, что производители выпускают конденсаторы с разными характеристиками и свойствами. Их делят на серии. В приведённой таблице приводится ESR обычных конденсаторов.
Кроме них выпускаются и конденсаторы Low ESR и Low Impedance, ЭПС которых, как правило, очень мал и порой составляет сотые доли ома.
Заносить величину ESR или импеданса таких конденсаторов в таблицу нет особого смысла, так как он очень мал и его легко узнать из документации на серию.
В колонке на 450V для ёмкости 82μF указано два значения ESR. Первое – среднее значение для конденсаторов SAMWHA (SD, 85 0 C(M)). Второе, выделенное цветом, это ESR конденсатора CapXon (LY, 105 0 C) для ЖК-телевизоров в вытянутом корпусе (13х50).
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4. 7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
ESR – оно же эквивалентное последовательное сопротивление – это очень важный параметр конденсаторов. Для чего он нужен и как его определить, об этом мы как раз и поговорим в нашей статье.
Реальные параметры конденсатора
Думаю, все вы в курсе, что в нашем бесшабашном мире нет ничего идеального. То же самое касается и электроники. Радиоэлементы, каскады, радиоузлы также частенько дают сбои. Можно даже вспомнить недавнюю историю с космическим кораблем “Прогресс”. Сбой какого-то узла повлек гибель целого гиганта космической отрасли. Даже простой, на первый взгляд, радиоэлемент конденсатор, имеет в своем составе не только емкость, но и другие паразитные параметры. Давайте рассмотрим схему, из чего все-таки состоит наш реальный конденсатор?
r – это сопротивление диэлектрика и корпуса между обкладками конденсатора
С – собственно сама емкость конденсатора
ESR – эквивалентное последовательное сопротивление
ESI (чаще его называют ESL) – эквивалентная последовательная индуктивность
Вот на самом деле из чего состоит простой безобидный конденсатор, особенно электролитический. Рассмотрим эти параметры более подробно:
r – сопротивление диэлектрика. Диэлектриком может быть электролит в электролитических конденсаторах, бумага или еще какая-нибудь дрянь). Также между выводами конденсатора находится его корпус. Он тоже обладает каким-то сопротивлением и тоже сделан из диэлектрика и относится сюда же.
С – емкость конденсатора, которая написана на самом конденсаторе плюс-минус некоторые отклонения, связанные с погрешностью.
ESI(ESL) – последовательная индуктивность – это собственная индуктивность обкладок и выводов. На низких частотах можно не учитывать. Почему? Читаем статью катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока.
Где “прячется” ESR в конденсаторе
ESR представляет из себя сопротивление выводов и обкладок
Как вы знаете, сопротивление проводника можно узнать по формуле:
ρ – это удельное сопротивление проводника
l – длина проводника
S – площадь поперечного сечения проводника
Так что можете посчитать приблизительно сопротивление выводов конденсатора и заодно его обкладок 😉 Но, конечно же, так никто не делает. Для этого есть специальные приборы, которые умеют замерять этот самый параметр. Например, мой прибор с Алиэкспресса, который я недавно приобрел.
Почему вредно большое значение ESR
Раньше, еще когда только-только стали появляться первые электронные схемы, такой параметр, как ESR даже ни у кого не был на слуху. Может быть и знали, что есть это сопротивление, но оно никому не вредило. Но… с появлением первых импульсных блоков питания все чаще стали говорить о ESR. Чем же столь безобидное сопротивление не понравилось импульсным блокам питания?
На нулевой частоте (постоянный ток) и низких частотах, как вы помните из статьи конденсатор в цепи постоянного и переменного тока, конденсатор сам оказывает большое сопротивление электрическому току. В этом случае какие-то паразитные доли Ома сопротивления ESR не будут влиять на параметры электрической цепи. Все самое интересное начинается тогда, когда конденсатор работает в высокочастотных цепях (ВЧ).
Мы с вами знаем, что конденсатор пропускает через себя переменный ток. И чем больше частота, тем меньше сопротивление самого конденсатора. Вот вам формула, если позабыли:
где, ХС – это сопротивление конденсатора, Ом
П – постоянная и равняется приблизительно 3,14
F – частота, измеряется в Герцах
С – емкость, измеряется в Фарадах
Но, одно то мы не учли… Сопротивление выводов и пластин с частотой не меняется! Так… и если пораскинуть мозгами, то получается, что на бесконечной частоте сопротивление конденсатора будет равняться его ESRу? Получается, наш конденсатор превращается в резистор? А как ведет себя резистор в цепи переменного тока? Да точно также как и в цепи постоянного тока: греется! Следовательно на этом резисторе будет рассеиваться мощность P в окружающую среду. А как вы помните, мощность через сопротивление и силу тока выражается формулой:
I – это сила тока, в Амперах
R – сопротивление резистора ESR, в Омах
Значит, если ESR будет больше, то и мощность рассеивания тоже будет больше! То есть этот резистор будет хорошенько нагреваться.
Догоняете о чем я вам толкую? 😉
Из всего выше сказанного можно сделать простенький вывод: конденсатор с большим ESR в высокочастотных цепях с большими токами будет нагреваться. Ну да ладно, пусть себе греется… Резисторы и микросхемы тоже ведь греются и ничего! Но весь косяк заключается в том, что с увеличением температуры конденсатора меняется и его емкость! Есть даже такой интересный параметр конденсатора, как ТКЕ или Температурный Коэффициент Емкости. Этот коэффициент показывает, насколько поменяется емкость при изменении температуры. А раз уже “плавает” емкость, то вслед за ней “плывет” и схема.
ESR электролитических конденсаторов
В основном параметр ESR касается именно электролитических конденсаторов. Электролит, который там есть, теряет часть своих свойств при нагреве и конденсатор меняет свою емкость, что, конечно же, нежелательно. После приличного нагрева конденсатор начинает тупить, вздувается и быстро стареет.
У вздувшихся конденсаторов в первую очередь как раз ESR и растёт, тогда как ёмкость до определённого времени может оставаться практически номинальной ( ну той, которая написана на самом конденсаторе)
Чаще всего они вспухают в импульсных блоках питания и на материнках, обычно рядом с процессором (там выше на них нагрузка, да и тепло от процессора, вероятно, свою роль играет). Один из характерных симптомов: техника (комп, монитор) начинает включаться всё хуже и хуже. Либо с паузой (до нескольких часов после включения в сеть), либо с -дцатой попытки.
Ещё симптом: если отрубить питание на некоторое время (сетевой фильтр выключить, или из розетки выдернуть) – то снова начинает включаться не с первой попытки, или после паузы. А если не выключать питание, то комп может включаться сразу (но это тоже до поры, до времени, разумеется). Но бывает, что конденсаторы не вспухли, а ESR уже в десятки раз выше нормы. Тогда, понятно, заменяем. По опыту – очень частая проблема. И весьма легко диагностируемая (особенно, при наличии чудо-приборчика от китайских товарищей).
Таблица ESR
Как я уже сказал, ESR в основном проверяют именно у электролитических конденсаторов, потому что они используются в импульсных блоках питания. Вот небольшая табличка для максимально допустимых значений ESR для новых электролитических конденсаторов в зависимости от их рабочего напряжения:
Как измерить ESR
Давайте замеряем некоторые наши китайские конденсаторы на ESR. Для этого берем наш многофункциональный универсальный R/L/C/Transistor-metr и проведем несколько замеров:
Первым в бой идет конденсатор на 22 мкФ х 25 Вольт:
Емкость близка к номиналу. ESR=1,9 Ом. Если посмотреть по табличке, то максимальный ESR=2,1 Ом. Наш конденсатор вполне укладывается в этот диапазон. Значит его можно использовать в высокочастотных цепях.
Следующий конденсатор 100 мкФ х 16 Вольт
ESR=0,49 Ом, смотрим табличку… 0,7 максимальный. Значит тоже все ОК. Можно тоже использовать в ВЧ цепях.
И возьмем конденсатор емкостью побольше 220 мкФ х 16 Вольт
Максимальный ESR для него 0,33 Ом. У нас же высветило 0,42 Ома. Такой конденсатор уже не пойдет в ВЧ часть радиоаппаратуры. А в простые схемки, где гуляют низкие частоты (НЧ) сгодится в самый раз! ;-).
Конденсаторы с низким ESR
В нашем бурно-развивающемся мире электроника все больше строится именно на ВЧ части. Импульсные блоки питания почти полностью одержали победу над громоздкими трансформаторными блоками питания. Это мы, радиолюбители, до сих пор пользуемся самопальными блоками питания, сделанные из трансформаторов, которые нашли на помойке.
Но раз почти вся техника уходит в ВЧ диапазон, то и разработчики радиокомпонентов тоже не спят. Они создают конденсаторы, у которых низкий ESR и называются такие конденсаторы LOW ESR, что значит кондеры с низким ESR. На некоторых это пишут прямо на корпусе:
Отличительной чертой таких конденсаторов является то, что они вытянуты в длину. Также, по моим наблюдениям, на них чаще всего есть полоска золотого цвета:
Сейчас все чаще используют миниатюрные полимерные алюминиевые конденсаторы с низким ESR:
Где же их можно чаще всего увидеть? Конечно же, разобрав свой персональный компьютер. Можно найти их в блоке питания, а также на материнской плате компьютера.
На фото ниже мы видим материнскую плату компа , которая сплошь утыкана конденсаторами с LOW ESR, некоторые из них я отметил в красном прямоугольнике:
Самым маленьким ESR обладают керамические и SMD-керамические конденсаторы
Заключение
Ну что еще можно сказать про ESR? В настоящее время идет битва среди производителей за рынок. Кто предложит конденсатор с минимальным ESR и хорошей емкостью, тот молоток ;-). Не поленитесь также купить или собрать прибор ESR-метр. Особенно он будет очень актуален для ремонтников радиоэлектронной аппаратуры. Мультиметр может показать вам емкость и ток утечки, но вот внутреннее сопротивление покажет именно ESR-метр.
Бывало очень много случаев, когда аппаратура ну никак не хотела работать, хотя все элементы в ней были целые. В этом случае просто замеряли ESR-метром конденсаторы и выявляли их сопротивление. После замены дефектных конденсаторов с большим ESR на конденсаторы с низким ESR (LOW ESR), аппаратура оживала и работала долго и счастливо.
Таблица типовых значений эпс esr электролитических конденсаторов. Вывод и впечатления от прибора. Какое напряжение использовать для проверки
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых , ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов. Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощьютестера LCR T4. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
Также возможно использование внутреннего сопротивления аккумуляторов и других источников. При измерении внутреннего сопротивления необходимо учитывать, что он измеряется сигналом 100 кГц и током в мА. Вся мельница питается от батареи 9 В, выход составляет около 12 мА. Все резисторы должны быть толерантными. Для питания подключите лабораторный источник питания с пределом тока около 20 мА и напряжением 8 В вместо батареи, фактическое потребление должно составлять приблизительно 12 мА.
Значения больших пульсаций не исключаются при малых габаритах
Хотя защитник имеет защиту от разрушения при подключении к заряженному конденсатору, нецелесообразно полагаться на него. Диапазон включает в себя электролитические, полимерные алюминиевые конденсаторы и, что не менее важно, суперконденсаторы. Он охватывает диапазон мощности от 56 мкФ до 390 мкФ.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов. Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
| мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V |
| 1 | 4,3 | |||||||
| 2,2 | ||||||||
| 4,7 | ||||||||
| 10 | 1,1 | 2,7 | ||||||
| 22 | 0,69 | 0,76 | ||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | ||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | |||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | ||||
| 220 | 0,25 | |||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | ||||||
| 470 | 0,13 | 0,08 | ||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | ||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | |||||
| 4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1 ) использовались новые конденсаторы разных производителей. Преимущественно это конденсаторы Jamicon (более половины), а также ELZET и SAMWHA. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Исходя из этого, они смогут предложить вам конденсатор в соответствии с вашими идеями. Здесь вы также можете направлять все свои запросы, включая количественные скидки или консультации по нетипичным решениям. Вы можете загрузить базовую документацию для всех вышеперечисленных серий, доступных на момент публикации статьи.
Все чаще в современных технологиях с использованием импульсных цепей аппаратный отказ увеличился из-за низкого качества конденсаторов. Это то, что описание компьютерных костров уже было описано в прошлом, но это фатальный результат отказа. Если бункеры крепятся, а электролит не так болен, тогда материнская плата компьютера не будет работать, а внешний осмотр не даст результатов. Кроме того, это часто случается. Иногда при ремонте эти биты заменяются, все здорово, а устройство нестабильно или плохо функционирует.
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для этой цели используется измеритель переменного тока. Как и в стандарте, используется частота 100 кГц. Интернет полон различных схем. Однако этот гаджет будет служить иллюстрацией. Вторичная обмотка преобразователя подключается к индикатору через детектор.
Испытательные конденсаторы подключаются к первичной обмотке и шунтируют ее. Если сопротивление костра высокое, этот ленточный лент не работает. Если бонбон хорош, он стреляет в источник, и во вторичном нет напряжения. Первая строка: Калибровка устройства бесконечна и равна нулю.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
| 4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
Во время ремонта различной бытовой аппаратуры приходилось сталкиваться с неисправностями, связанными с изменением параметров электролитических конденсаторов. Простым мультиметром или стрелочным прибором можно выявить лишь оборванные или замкнутые накоротко конденсаторы. Приставка к мультиметру, которую также собирал, определяет только . Поэтому заказал в Китае тестер полупроводников+LC+ESR метр. Хотя при хороших знаниях можно .
Порадовали весьма скромные размеры устройства 72*62,5 мм. Высота обуславливается высотой «Кроны» – 17,5 мм. При включении на индикаторе отображается информация о состоянии батареи питания и отсутствии радиокомпонента в колодке. Далее многие фото в высоком разрешении – можете кликнуть на них, чтоб рассмотреть детали получше.
Надо сказать, что прибор весьма требователен к питанию и кушает его не мало. Мой экземпляр при напряжении в районе 7,5 вольт ненадолго уходил в себя и отказывался производить измерения. Заменив крону сразу почувствовал разницу между радиолюбительством до и после)). В дальнейшем планирую избавиться от кроны вовсе. Хочу соорудить узел питания на основе повышающего преобразователя, литиевого аккумулятора и контроллера его зарядки. Экран имеет разрешение 128*64. Устройство позволяет проводить измерение как выводных радиокомпонентов так и SMD, для чего между колодкой для выводных деталей и кнопкой имеется специальная площадка. Построен тестер на основе микроконтроллера Mega 328.
Время тестирования радиокомпонентов в районе 2 секунд, лишь для емкостей большОго номинала – до одной минуты. Собственно прибора была связана со случаями изменения параметров электролитических конденсаторов в результате чего схемы, где они были установлены вели себя неадекватно. В случае установки в колодку тестера электролитического конденсатора прибор одновременно измеряется его емкость и реактивное сопротивление конденсаторов – ESR, а так же Vloss – напряжение утечки (в процентах). Полученные результаты сравниваются с табличными.
Таблица ЭПС конденсаторов
При превышении результатов измерения больше чем на 10% от табличного, электролитический конденсатор отправляю в ведро.
Конденсатор 330*25 вольт
Конденсатор 10 мкф*50 вольт
Конденсатор 33 мкф*50 вольт
Конденсатор 47 мкф*160 вольт. Стоял в «холодной» части блока питания телевизора и грелся. Отправляется в ведро
Конденсатор 220 мкф*35 вольт так же отправляется на помойку
Для неполярных – значение ESR всегда будет более 10 Ом. Диапазон измерения конденсаторов от 25 пф до 100000 мкф с шагом 1 пф.
Конденсатор 0,1 мкф
Конденсатор 3900 из энергосберегающей лампы неожиданно выдал 991 пикофарад. После его замены лампа возобновила работу
Конденсатор 68 нанофарад
Металлобумажный конденсатор МБМ 0,1 мкф совершенно не использовавшийся, но за годы хранения с далеко ушедшими параметрами(((.
Значение Vloss (напряжение утечки сразу после прекращения заряда конденсатора) в несколько процентов свидетельствует о неисправности конденсатора. Для себя определил уровень годности электролитического конденсатора по параметру напряжения утечки в 3%.
Перед тестированием все конденсаторы в обязательном порядке разряжал – в противном случае велика вероятность выхода тестера из строя.
Сопротивления измеряются в диапазоне от 0,5 Ома до 50 МОм с шагом 0,1 Ома. Катушки индуктивности тестируются в диапазоне 0,01 мН – 20Н, с отображением их сопротивления.
Резистор 1,3 кОм
Резистор 200 кОм
Очень полезной функцией является определение типа проводимости транзисторов (NPN – PNP, MOSFET) и цоколевки выводов, что позволяет не искать даташит для определения назначения выводов транзистора. В чем польза функции? Иногда один и тот же транзистор, например MJE13001-13005, от разных производителей встречаются с разным расположением Базы и Эмиттера. У биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE и напряжение смещения Б-Э Uf.
КТ805БМ
MJE13001
Вот так тестер определил составной транзистор MJE13003 с шунтирующим диодом во время ремонта энергосберегающей лампы.
Пробитый транзистор строчной развертки D2499
Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf и его ёмкость C.
Выпрямительный диод 1N4007
Импульсный диод FR102
Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается. При этом светодиод начинает мерцать.
Проверка сдвоенных диодов определяет падение напряжения на каждом диоде.
Маломощные тиристоры определяются без значений параметров.
тиристор MAC97
Вывод и впечатления от прибора
К небольшим минусам прибора должен отнести:
- проверка стабилитронов с напряжением стабилизации только до 4,5 В;
- не защищенный шлейф ЖК индикатора (корпус мастерить обязательно).
Несмотря на имеющиеся минусы, плюсов у прибора гораздо больше и не одному радиолюбителю, а так же профессионально занятому в сфере электроники человеку, прибор способен значительно облегчить жизнь. Специально для – Кондратьев Николай, Г. Донецк.
ESR конденсатора
ESR – Equivalent Serial Resistance_(ЭПС эквивалентное последовательное сопротивление) конденсатора
Так как ЭПС в основном влияет на работу электролитических конденсаторов, о них и пойдет речь.
Представим конденсатор в виде его свойств
- C – ёмкость
- Rs – символизирует сумму сопротивлений обкладок и выводов
- Rp – символизирует сопротивление диэлектриков входящих в конструкцию конденсатора(электролит,бумага,корпус и т.д.)
- L(ESL)- последовательная индуктивность обкладок и выводов(На низких частотах можно не учитывать)
По простому, ESR= Rs + Rp
А т.к. мы можем посчитать сопротивление проводника R = ρ(l/S) , то и ESR не проблема высчитать.
- ρ — это удельное сопротивление проводника
- l — длина проводника
- S — площадь поперечного сечения проводника
Конечно никто так не считает, для этого есть специальные устройства и таблицы максимальных значений.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
| 4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
| мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 4,3 | 10 | |||||||||
| 2,2 | |||||||||||
| 4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
| 10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
| 22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
| 68 | 0,33 | ||||||||||
| 82 | 0,57 | 0,55/0,89 | |||||||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
| 220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
| 470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
| 4700 | 0,03 |
Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
У исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
- 2019-05-16 14:19:13
- 1301
- 0
Что такое esr конденсатора. Измерение эпс (esr) конденсаторов. Калибровка ESR измерителя
Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?
Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.
Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости C , которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос. Далее резистор R s , который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка.
Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp . Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.
Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L .
Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.
Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:
- Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;
- Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок. Активное сопротивление проводов;
- Контактное сопротивление между обкладками и выводами;
- Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.
Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (E quivalent S erial R esistance).
Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.
Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще. Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR , что означает «низкое ЭПС».
При ремонте любой аппаратуры необходимо производить замеры ESR при помощи специального измерительного прибора — ESR-метра. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На сегодняшний день самый доступный — это универсальный тестер радиокомпонентов LCR-T4 Tester, функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов. В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.
Максимально допустимые значения ESR электролитических конденсаторов приведены в таблицах ниже.
1. Максимально-допустимые ESR конденсаторовКитайского и японского производства
2. ESR новых электролитических конденсаторов
замеренных тестером LCR T4
| мкф/В | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
| 1 | 4,3 | ||||||||||
| 2,2 | |||||||||||
| 4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
| 10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
| 22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
| 33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
| 47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
| 68 | 0,33 | ||||||||||
| 82 | 0,57 | 0,55 /0,89 | |||||||||
| 100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | ||||
| 220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
| 330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
| 470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
| 1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
| 2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
| 4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №2 ) использовались новые конденсаторы разных производителей.
3. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером
в ESR-метре K7214.
| мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
| 1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
| 2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
| 4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
| 10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
| 22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
| 47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
| 100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
| 220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
| 470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
| 1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
| 4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №3 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Еще одна старенькая, но более полная табличка:
Часто при ремонте электроники приходится менять вздувшиеся конденсаторы. Если конденсатор вздулся, это говорит об уменьшении его ёмкости и увеличении эквивалентного последовательного сопротивления(ESR). Бывает, что конденсатор не вздулся, а его ESR больше нормы, на этот случай я собрал приборчик от МастерКит и ним проверял подозрительные конденсаторы. В определённый момент стало интересно, что же он на самом деле измеряет и как он это делает.
Что такое ESR.
Эквивалентная упрощённая схема конденсатора состоит из резистора и конденсатора, величину этого сопротивления и измеряет прибор. Осталось разобраться как он это делает.
Давайте подключим к конденсатору генератор сигналов, его эквивалентная схема изображена на рисунке, она состоит из генератора и последовательно включённого резистора, равного выходному сопротивлению генератора.
Теперь подключим исправный конденсатор емкостью 470uF и посмотрим, что покажет осциллограф.
Что изменилось? Правильно увеличилась амплитуда, которую измеряет прибор, а за её значение отвечает последовательно включённое сопротивление в эквивалентной схеме конденсатора.
Давайте попробуем его рассчитать. Считается эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, как обычный делитель. Реактивным сопротивлением конденсатора можно пренебречь так, как длительность импульса значительно меньше тау.
Посчитаем значение ESR для исправного конденсатора, оно равно 0,65 Ohm. Давайте сравним его с тем что показывает прибор от МастерКит, точность этого прибора невысокая, но для примерной оценки пойдёт.
Зажёгся первый светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, смотрим на таблицу, сопротивление равно 1,3 Ohm.
Электролитический конденсатор – необходимая в хозяйстве радиолюбителя вещь. Часто оказывается, что нету под рукой столь нужной маленькой копеечной детальки – из-за такой ерунды приходится ехать в магазин. В целях избежать такой ситуации решил обзавестись такой коробочкой.
Сама коробочка продается в этом магазине – – стоит 2.2$ Так что наш восточный сосед насыпал нам кучку конденсаторов на 3$. Очень неплохая цена для 200 конденсаторов. В конце концов содержимое можно отдать (выкинуть, разобрать в познавательных целях, бусы сплести и т.д.) – а в коробочку в 15 ячеек что-то положить.
Дошло все за 2 недели внезапно.
Фото упаковки (в пленке была)
Размеры:
Есть вешалка на гвоздь:-)
В коробке находятся 200 электролитических конденсатора таких номиналов:
От транспортировки конденсаторы в коробочке почти не перемешались. Чтобы не путаться, я подписал номиналы (почему продавец так не делает сам – не понятно)
Измерения конденсаторов проводил популярным тут тестером (версия в коробочке)
Прибор измеряет емкость, ESR, Vloss. С емкостью более менее все понятно.
Описание Vloss стырил отсюда – :
… он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.Т.е. если он меньше 5% значит все ок.Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как Vloss. Чтобы было удобней, Vloss выражают в процентах.
Про ESR (ЭПС) – Equivalent series resistance(эквивалентное последовательное сопротивление) – тут можно почитать про параметр и способ измерения – .
Определяют по таблице:
Для маленьких емкостей до 5 Ом. Если сильно больше номинала таблицы – то такой кондер лучше выкинуть.
Пациент №1
0.1мкФ; 50В; 4х7 мм; 15 штук; Фирма NCK
Пациент №2
0.22 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №3
0.47 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5.Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №4
1 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №5
2.2 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №6
3.3 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.7 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №7
4.7 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.0 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №8
10 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 5.3 Тут все ок с ESR
Пациент №9
22 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Что-то судя по таблице пичально тут с ESR
Пациент №10
22 мкФ; 16 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.6 Тут с ESR все ок
Пациент №11
47 мкФ; 16 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Jackcon
По таблице ESR должен быть около 1. Сами все видите.
Пациент №12
47 мкФ; 25 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Chang
По таблице ES
Привет друзья. Сегодня расскажу о приборе, который очень сильно помогает мне в ремонте, экономит деньги и время. Это ESR метер китайского происхождения Mega328 . Купил его на алиекспресс у этого продавца . Какие именно достоинства этого прибора?
Во первых, им очень удобно проверять электролитические конденсаторы. Для этой цели я его и покупал. У каждого конденсатора есть два параметра, которые отвечают за его работу. Первый параметр это емкость . Это те самые микрофарады которые и обозначается на корпусе конденсатора. Емкость легко измерять любым мультиметром который поддерживает эту функцию.
Сначала я думал, что это единственный параметр который мне нужно знать в конденсаторе, чтобы определить его исправность, но не тут то было. Ремонтируя один монитор, я никак не мог довести до ума источник питания. Блок выдавал заниженные напряжения, как ни крути. Проверяя конденсаторы, я мерил их емкость, которая была в пределах нормы. В один момент, плюнув на все это дело, я выпаял все конденсаторы, и заменил их на новые, после чего монитор запустился. Моему удивлению не было предела. Я решил найти причину, и поочередно начал впаивать старые конденсаторы, пока не нашел один 470 мкф на 50в, впаивая который, монитор переставал работать. Тестер показывал что конденсатор исправен, но на практике оказалось, что это не так. После этого я начал изучать все о конденсаторах, и открыл для себя такой параметр как ESR .
ESR — Equivalent Series Resistance – параметр конденсатора, который показывает активные потери в цепи переменного тока. Это можно представить как подключенный последовательно конденсатору резистор. Чем меньше ом потери тока, тем лучшего качества конденсатор. Скажу сразу, параметр ESR очень актуален для электролитических конденсаторов емкостью свыше 4,7 мкф. У нового электролитического конденсатора 1мкф ESR может быть и 5 Ом. Для конденсаторов меньшего номинала это не столь важно, по крайней мере в моей практике это так.
Теперь по сути. У электролитического конденсатора емкостью больше 4,7 мкф ESR должен быть меньше 1 Ом . Если этот параметр выше, то я меняю конденсатор на новый.
На картинке ниже, показан пример измерения конденсатора номиналов 1000мкф на 10в.
Это сильно подсаженный конденсатор, где ESR уже 17 Ом. Очень часто бывает так, что емкость еще 950 мкф, а ESR уже 10 Ом. Такой конденсатор однозначно под замену.
Еще один пример севшего конденсатора. Это конденсатор 220 мкф на 35в. Номинал его стал 111 мкф, а ESR поднялся до 1,3 Ом.
Или такой же 220мкф на 35в из статьи , где ESR уже 15 Ом.
Вот пример исправного конденсатора, который уже был в работе, но номинал его еще позволяет поработать. Это 100мкф на 63в.
Как видите, его ESR до 1 Ом, да и номинал стал меньше менее чем на 3 мкф, так что такие конденсаторы я оставляю в работе. Приведу пример идеального конденсатора. Это 1500мкф на 10в.
Здесь ESR вообще ноль Ом, а номинал больше заявленного.
Отойду немного от конденсаторов, и расскажу больше о приборе MEGA 328 . Он может проверять не только конденсаторы, а и многое другое. Им легко проверять транзисторы, резисторы, стабилитроны, мосфеты и много другое. Очень удобно проверять полевые транзисторы, так как прибор покажет его тип, расположение ножек стока, истока и затвора.
Пример проверки полевого транзистора:
Прибор показывает тип транзистора, порог открытия и расположение ножек. Очень удобно, особенно для новичка.
Вот пример проверки обычного N-P-N транзистора.
Полный перечень возможностей данного тестера:
Проверка: Конденсаторов, Диодов, Двойных диодов, MOS, Транзисторов, SCR, Регуляторов, Светодиодные трубки, СОЭ, Сопротивление, регулируемые потенциометры и др.
Сопротивление: от 0.1 Ом до максимум 50 мОм
Конденсатор: от 25pF до 100,000 мкФ
Индукторы: от 0.01 mH до 20 H
Измерения биполярного транзистора текущий коэффициент усиления и база-эмиттер пороговое напряжение.
Может одновременно измерять два резисторы. Отображается на правой десятичным значением 4. Сопротивление символ на обе стороны показывает контактный номер.
Очень важно!!! Перед измерением ESR, конденсатор необходимо разрядить!!!
Тестер обычно поставляется в виде платы, с разъемом под крону. Свой прибор, я установил в распределительную коробку, вырезал окошко под дисплей, кнопку, и панель для проверки. Приклеил термоклеем, и так он у меня и работает по сей день. Вот фото:
Не сильно красиво, но за красотой я особо и не гнался:).
Виде обзор работы ESR метра
Рекомендую покупать на алиекспресс
напрямую, так как это намного дешевле, тем более с нашими ценами. Вот ссылка
на продавца, где покупал я. Прибор пришел в Украину за 18 дней.
ESR метр своими руками . Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический . Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.
Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.
Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность , приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.
Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.
Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать .
Описание ESR метра для конденсаторов
Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.
Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.
Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.
Радиодетали ESR метра расположены на , которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания. Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла. Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.
Настройка устройства
1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.
К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.
Таблица сопротивления конденсаторов. Что такое ESR. Измерение ESR. Прибор для измерения ESR. Описание прибора для проверки конденсаторов
Какой главный параметр для оценки исправности конденсаторов? Конечно их ёмкость. Но по мере распространения импульсной высоковольтной техники, стало очевидно, что надо обратить внимание на ещё один параметр, от которого зависит надёжность и качество работы импульсных преобразователей – это эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, по англ. ESR – equivalent series resistance ). Применение конденсаторов с увеличенным значением ЭПС приводит к росту пульсаций выходного напряжения по сравнению с расчётными значениями, и бстрому выходу их из строя из-за повышенного нагрева за счёт выделения тепла на ЭПС, нередки даже случаи закипания электролита, деформация корпуса, а также взрывы конденсаторов. Особая выраженность негативного влияния ЭПС именно в силовых импульсных преобразователях вызвана, работой на больших токах заряда-разряда, а также тем, что с ростом рабочей частоты ЭПС возрастает. Наличие ESR объясняется конструкцией оксидного конденсатора и обусловлена сопротивлением обкладок, сопротивлением выводов, переходным сопротивлением контактов между обкладками и выводами, а также потерями в материале диэлектрика. С течением времени ESR конденсатора возрастает, что совсем не хорошо.ESR конденсаторов разных типов
Естественно, проконтролировать обычным Омметром эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора невозможно – тут нужен специальный прибор. В интернете есть несколько простых конструкций ESR-метров , но при желании, можно собрать более точный и удобный измеритель на микроконтроллере. Например из журнала Радио 7-2010.
Также стоит отметить, что эти компоненты имеют ограниченный срок службы. Это может быть значительно расширено, если компонент работает значительно ниже его максимальной оценки. Их очень высокий уровень емкости в сочетании с их низкой стоимостью делают их особенно полезными во многих областях. Первоначально они не использовались в особо больших количествах, потому что они не могли противостоять некоторым процессам пайки. Теперь улучшенная конструкция конденсатора наряду с использованием технологий плавления вместо пайки волной позволяет использовать электролитические конденсаторы более широко в формате поверхностного монтажа.
Схема измерителя ESR конденсаторов на
Attiny2313
Все необходимые файлы и прошивки – в архиве . После сборки и включения крутим регулятор контрастности до появления на экране LCD надписи в две строки. Если её нет – проверяем монтаж и правильность прошивки МК ATtiny2313. Если всё ОК – нажимаем кнопку “Калибровка” – в прошивку внесётся поправка на скорость срабатывания входной части измерителя. Далее понадобится несколько новых электролитических конденсаторов высокого качества ёмкостью 220…470 мкФ разных партий, лучше всего – на разные напряжения. Подключаем любой из них к входным гнёздам прибора и начинаем подбирать резистор R2 в пределах 100…470 ом (у меня получилось 300 ом; можно применить временно цепочку постоянный+подстроечный) так, чтобы значение ёмкости на экране ЖКИ примерно было похоже на номинал конденсатора. К большой точности пока что стремиться не стОит – ещё будет корректироваться; затем проверить и с другими конденсаторами.
Поляризация – это ограниченное смещение связанных зарядов диэлектрика в электрическом поле
Используются два основных метода. Один из них – включить их значение в микрофарады, а другой – использовать код. В альтернативной системе кода используется письмо, за которым следуют три цифры. Буква указывает рабочее напряжение, как определено в таблице ниже, и три цифры показывают емкость на пикофарах.
Маркировка электролитических конденсаторов
Как и во многих других системах маркировки, первые две цифры дают значимые цифры, а третий – множитель. Существует множество различных меток, которые используются для электролитических конденсаторов, чтобы указать их значение, рабочее напряжение и, возможно, другие параметры. Часто значения записываются непосредственно на банку, так как есть место, но могут быть закодированы такие факторы, как терпимость, а иногда и рабочее напряжение.
Для настройки измерителя ESR нужна таблица с типовыми значениями этого параметра для разных конденсаторов. Эту табличку рекомендуется приклеить на корпус прибора под дисплеем.
В следующей табличке указаны максимальные значения эквивалентного последовательного сопротивления для электролитических конденсаторов. Если у измеряемого конденсатора оно будет выше, то его уже нельзя использовать для работы в сглаживающем фильтре выпрямителя:
Реформирование алюминиевых электролитических конденсаторов
Может возникнуть необходимость в повторном формировании электролитических конденсаторов, которые не подвергались суду в течение шести месяцев или более. Электролитическое действие имеет тенденцию удалять оксидный слой с анода, и его необходимо переформировать. В этих условиях нецелесообразно применять полное напряжение, так как ток утечки будет высоким и может привести к рассеиванию большого количества тепла в конденсаторе, который в некоторых случаях может привести к его разрушению.
Подключаем конденсатор 220 мкФ и, незначительным подбором сопротивления резисторов R6, R9, R10 (на схеме и на моём сборочном чертеже обозначены со звёздочками), добиваемся показаний Esr, близких к указанным в таблице. Проверяем на всех имеющихся заготовленных эталонных конденсаторах, в т.ч. уже можно использовать и конденсаторы от 1 до 100 мкФ.
Это следует применять в течение часа или более, пока ток утечки не снизится до приемлемого значения, а напряжение непосредственно на конденсаторе достигнет приложенного значения, то есть практически никакой ток не протекает через резистор. Затем это напряжение следует продолжать применять еще на один час.
Например, из двух колпачков с одинаковой емкостью, рассчитанной на 16 В, будет отображаться на 20% меньше емкости, чем номинальная 10 вольт. Поэтому не думайте, что использование конденсаторов с более высоким номинальным напряжением без каких-либо затрат. Добавлен абзац с объяснением проблемы, вызванной отсечением осциллограммы.
Так как для измерения ёмкости конденсаторов от 150 мкФ и для измерителя ESR применяется один и тот же участок схемы, после подбора сопротивления этих резисторов несколько изменится точность показаний измерителя ёмкости. Теперь можно подстроить ещё сопротивление резистора R2, чтобы эти показания стали точнее. Другими словами, нужно подбирая сопротивление R2 – уточнить показания измерителя ёмкости, подстраивая резисторы в делителе компараторов – уточнить показания ESR-метра. Причём, приоритет надо отдавать измерителю внутреннего сопротивления.
Добавлен раздел «Улучшение чувствительности инструмента». Также добавлен объемный трафик изображения выхода компаратора-усилителя. Продолжайте увеличиваться, и развязывание сетей стало более сложным. Хотя конденсаторы могут показаться простыми устройствами, каждая технология конденсаторов отличается.
Иногда возникает следующий вопрос: почему это не так? Некоторые технологии конденсаторов имеют один или оба перечисленных, но обычно только на одной частоте. Часто это не та же частота, что и ваше приложение. Поиск подходящего конденсатора может быть сложным. Когда данные отсутствуют, как вы его находите и используете в своем дизайне?
Теперь надо настроить измеритель ёмкости конденсаторов диапазона 0,1…150 мкФ. Так как для этого в схеме предусмотрен отдельный источник тока, измерение ёмкости таких конденсаторов можно сделать очень точным. Подключаем конденсаторы малой ёмкости к входным гнёздам прибора и, подбором сопротивления R1 в пределах 3,3…6,8 кОм добиваемся максимально точных показаний. Этого можно достичь, если в качестве эталонных применить не электролитические, а высокоточные конденсаторы К71-1 ёмкостью 0,15 мкФ с гарантированным отклонением 0,5 или 1%.
Предыстория: Элементы конденсатора
Рисунок 1: Упрощенная модель конденсатора. Эквивалентная схема описывает паразитные характеристики конденсатора. Резистор и индуктор последовательно с чистой емкостью, которая находится параллельно с резистором, равным сопротивлению изоляции диэлектрика. На рисунке 1 показана эта эквивалентная схема. Проводящие части конденсатора имеют связанное омическое сопротивление в сочетании с диэлектрическим сопротивлением, образуют эквивалентное сопротивление серии.
Как конденсатор, так и индуктор представляют собой частотно-зависимые импедансы переменного тока. Этот параметр называется емкостным или индуктивным реактивным сопротивлением. Емкостное реактивное сопротивление можно вычислить по формуле, приведенной в уравнении.
Когда собрал данный измеритель ESR – схема завелась сразу, понадобилась только калибровка. Этот измеритель много раз помогал при ремонте БП, так что устройство рекомендуется к сборке. Схему разработал – DesAlex , собрал и испытал: sterc .
Обсудить статью ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Основные технические характеристики
Уравнение 1: Емкостный реактив. Индуктивное реактивное сопротивление можно найти, используя формулу, показанную в уравнении. Уравнение 2: индуктивный реактив. Частота саморезонанса равна, когда частота емкостного реактивного конденсатора равна индуктивному сопротивлению.
Рисунок 2 Частота саморезонанса. Мы продолжаем расширять этот инструмент для поддержки алюминиевых электролитических и пленочных конденсаторов. Рисунок 4: Экран выбора керамики. На странице выбора керамики вы можете выбрать стиль чипа, диэлектрический тип и напряжение. Семейный тип объединяет керамические конденсаторы. Например, большинство частей подпадают под «коммерческий» раздел.
Электролитический конденсатор – необходимая в хозяйстве радиолюбителя вещь. Часто оказывается, что нету под рукой столь нужной маленькой копеечной детальки – из-за такой ерунды приходится ехать в магазин. В целях избежать такой ситуации решил обзавестись такой коробочкой.
Сама коробочка продается в этом магазине – – стоит 2.2$ Так что наш восточный сосед насыпал нам кучку конденсаторов на 3$. Очень неплохая цена для 200 конденсаторов. В конце концов содержимое можно отдать (выкинуть, разобрать в познавательных целях, бусы сплести и т.д.) – а в коробочку в 15 ячеек что-то положить.
Дошло все за 2 недели внезапно.
Выбор частоты для измерения ЭПС
Выберите стиль чипа, диэлектрик и напряжение, чтобы сузить список деталей, показанных в «Емкостном списке». Выберите номер детали, затем нажмите «Продолжить», и на рисунке 5 загрузится. Форма графика типична для керамического конденсатора. Рисунок 6 Параметры для изменения температуры и напряжения.
Здесь вы можете изменить температуру окружающей среды, приложенное напряжение и несколько других параметров. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими другими примечаниями к применению, которые касаются этих измерений. Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора представляет собой внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства. Почти все конденсаторы проявляют это свойство в той или иной степени в зависимости от конструкции, диэлектрических материалов, качества и надежности конденсатора.
Фото упаковки (в пленке была)
Размеры:
Есть вешалка на гвоздь:-)
В коробке находятся 200 электролитических конденсатора таких номиналов:
От транспортировки конденсаторы в коробочке почти не перемешались. Чтобы не путаться, я подписал номиналы (почему продавец так не делает сам – не понятно)
Измерения конденсаторов проводил популярным тут тестером (версия в коробочке)
Прибор измеряет емкость, ESR, Vloss. С емкостью более менее все понятно.
Описание Vloss стырил отсюда – :
Эквивалентные значения сопротивления серии варьируются от нескольких миллиолей до нескольких Ом, а также приводят к потерям мощности, снижению эффективности и нестабильности цепей питания и регуляторов. Металлическое сопротивление Электролитическое и бумажное сопротивление, зависящее от частоты и температуры Диэлектрик, зависящий от частоты. Плохие электрические соединения; – Соединение между медными выводами и алюминиевыми пластинами в конденсаторе обычно сваривается или производится с помощью механических скрепок. Этот тип соединений вводит некоторое сопротивление серии и используется, потому что алюминий нельзя спаять. Сушка раствора электролизера конденсатора. . Это зависит от частоты, как видно из приведенного ниже уравнения.
… он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.Т.е. если он меньше 5% значит все ок.Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как Vloss. Чтобы было удобней, Vloss выражают в процентах.
Измерение эквивалентной серии сопротивления
Сверху потери утечки и диэлектрика уменьшаются с увеличением частоты до тех пор, пока контактное сопротивление не будет доминировать до определенной точки. Конденсаторы малого значения подключаются параллельно, а не для подключения одного большого конденсатора.
Нижняя диаграмма показала резистор последовательно с «идеальным конденсатором».Если у вас есть какое-либо электронное оборудование, которое на протяжении многих лет ухудшалось в своей производительности, например, без питания, вновь замененные компоненты, сжигаемые после запуска, иногда имеют хорошие шансы на то, что один или несколько электролитических конденсаторов внутри оборудования потерпели неудачу, что вызвало проблему.
Про ESR (ЭПС) – Equivalent series resistance(эквивалентное последовательное сопротивление) – тут можно почитать про параметр и способ измерения – .
Определяют по таблице:
Для маленьких емкостей до 5 Ом. Если сильно больше номинала таблицы – то такой кондер лучше выкинуть.
Пациент №1
0.1мкФ; 50В; 4х7 мм; 15 штук; Фирма NCK
Прибор для проверки электролитических конденсаторов
Это наверняка растратит ваше время для разломов, потому что они не смогли найти виновника! Испытайте резистор с низким сопротивлением, например, 1 Ом, 27 Ом и т.д. Проверьте обмотку катушки на катушке катодной лампы, катушки индуктивности и первичную обмотку силового трансформатора.
Описание прибора для проверки конденсаторов
Если короткое замыкание остается, транзистор неисправен. Один зонд соединяется с землей, а другой с цепью, и если измерение возрастает по мере того, как вы проследуете дальше по дорожке, вы знаете, что находитесь в неправильном направлении! Сравните с известным хорошим, и вы легко сможете отличить хорошее от плохих батарей.
Пациент №2
0.22 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №3
0.47 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5.Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Одной из главных причин ранней гибели устройства для электроники является отказ одного или нескольких конденсаторов от источника питания. Это вдвойне верно для устройств, которые видят высокие токи, работают горячими или имеют свои платы в закрытых помещениях.
Виде обзор работы ESR метра
Плохие конденсаторы часто проявляют себя с разрывами или утечкой электролита вокруг основания. Последнее может быть исключительно плохо, потому что электролит является высокопроводящим, а также коррозионным. Он может питаться через изолирующий слой на доске, соединяющей следы, которые могут привести к постоянному повреждению или, что еще хуже, к пожару. К сожалению, конденсаторы не всегда терпят неудачу с видимыми симптомами.
Пациент №4
1 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №5
2.2 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Шаг 1: Почему конденсаторы не работают?
Ремонт устройств с плохими конденсаторами часто является отличным и легким способом забивать электронные устройства с огромной скидкой. Это особенно верно для телевизоров. На этом изображении мы видим конденсатор, который потерпел неудачу. Перекрестный люк на изображении представляет собой специальное предохранительное вентиляционное отверстие, которое предназначено для разрыва, если внутреннее давление становится слишком высоким. Это высокое давление вызвано образованием различных газов, таких как водород, когда конденсатор выходит из строя, и электролит разрушается.
Пациент №6
3.3 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.7 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №7
4.7 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.0 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Существует множество причин, по которым электролитические конденсаторы терпят неудачу. Эти сбои обычно можно разбить на пять различных причин. Конденсаторы имеют ограниченный срок службы. Обычно они рассчитаны на определенное количество часов при определенной температуре или ниже. Когда они привыкают, со временем они, как правило, изнашиваются; в конечном итоге не удается. Это наиболее распространенное средство отказа конденсатора в оборудовании, которое десятилетиями. Весьма просто, конденсаторы прожили свою жизнь и умирают естественной смертью.
Пациент №8
10 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 5.3 Тут все ок с ESR
Пациент №9
22 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Что-то судя по таблице пичально тут с ESR
Пациент №10
22 мкФ; 16 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.6 Тут с ESR все ок
Пациент №11
47 мкФ; 16 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Jackcon
По таблице ESR должен быть около 1. Сами все видите.
Пациент №12
47 мкФ; 25 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Почему при проектировании конденсаторов важно низкое ESR – Блог о пассивных компонентах
Источник: блог Capacitor Faks, EPCI
Энтони Кенни (Capacitor Faks) и Томаш Зедничек (EPCI). Практичный конденсатор – не идеальный компонент. Его схемная модель содержит последовательную индуктивность (ESL) и последовательное сопротивление (ESR). Хотя эквивалентное последовательное сопротивление часто отображается в моделях цепей как постоянное значение, оно меняется в зависимости от условий эксплуатации. ESR – это сопротивление комбинации механизмов потери энергии при определенных условиях эксплуатации.
Некоторые потери энергии в конденсаторе могут быть связаны с проводниками, а другие – с диэлектрическим материалом. Эти потери меняются в основном в зависимости от напряжения и температуры. Наиболее распространенные механизмы потери энергии включают диэлектрические потери, сегнетоэлектрические потери, потери диэлектрической проводимости, межфазную поляризацию, потери частичного разряда, потери омического сопротивления, искрение между проводниками, электромеханические потери и потери на вихревые токи.
Вместе со значением емкости, ESR определяет постоянную времени для зарядки и разрядки конденсатора и, таким образом, насколько быстро конденсатор реагирует на изменения / пульсации напряжения / тока.В практических приложениях сглаживания конденсаторные технологии объединяются параллельно, где части с высокой емкостью обеспечивают фильтрацию объема (алюминиевые или танталовые конденсаторы), а малые конденсаторы MLCC с низким ESR устраняют быстрые высокочастотные всплески.
Примечание. Конденсаторы с самым низким ESR не всегда лучший выбор. Слишком низкое ESR конденсаторов в некоторых приложениях, таких как конденсаторы обратной связи, может в конечном итоге вызвать некоторые проблемы с колебаниями операционного усилителя вне рабочих условий.Цепи типа LDO также очень чувствительны к диапазону ESR конденсаторов (включая изменение ESR в зависимости от температуры!), И исторически танталовые конденсаторы настоятельно рекомендовали использовать с LDO вместо MLCC со слишком низкими значениями ESR. Эти проблемы типичны для ИС старого поколения, новейшие ИС с постоянным совершенствованием архитектуры и компонентов значительно менее чувствительны к значениям ESR конденсаторов. Тем не менее, всегда полезно проверить техническое описание микросхемы IC.
Механизмы потери энергии в конденсаторах Диэлектрические потери
Различные диэлектрические материалы по-разному реагируют на подачу или снятие напряжения.Диэлектрические потери связаны с поляризацией или релаксацией диэлектрических материалов в ответ на напряжение. Величина этих потерь зависит как от температуры, так и от частоты. Коэффициент рассеяния (DF) обычно используется для описания диэлектрических потерь материала. Коэффициент рассеяния и эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора зависят от электродов, а также от их конфигурации. В пленочных конденсаторах диэлектрические потери вносят основной вклад в общее эквивалентное последовательное сопротивление.
Потери диэлектрической проводимости
Рис.1. Механизмы поляризации и юстировка диполей при приложенном напряжении.
Потери диэлектрической проводимости относятся к потерям, вызванным фактическим движением заряда по диэлектрическому материалу. Эти потери обычно максимальны при высоких температурах и низких частотах. В некоторых конденсаторах, таких как MLCC класса II, потери диэлектрической проводимости сильно зависят от приложенного напряжения.
Потери омического сопротивления
Металлические выводы, электроды и внутренняя проводка конденсаторов показывают сопротивление. Эти потери энергии не сильно зависят от температуры и частоты. Однако на высоких частотах эффект глубины скин-слоя в электродах становится значительным. Хотя потери омического сопротивления, возникающие внутри клемм и внутренней проводки, незначительны в приложениях с низким током, их не следует игнорировать в приложениях с высоким током.
Сегнетоэлектрические гистерезисные потери
Некоторые материалы с высокой диэлектрической постоянной демонстрируют потери, которые сильно зависят от приложенного напряжения.Эти потери называются сегнетоэлектрическими гистерезисными потерями, и они возникают, когда внутреннее поляризационное поле и приложенное поле имеют одинаковую величину. Это условие вызывает насыщение диэлектрического материала. Конденсаторы, которые имеют материалы с такой высокой диэлектрической проницаемостью, проявляют чувствительность к реверсам напряжения, постоянной поляризации и изменению емкости в зависимости от напряжения. Сегнетоэлектрические гистерезисные потери распространены в керамических конденсаторах с материалами с высокой диэлектрической проницаемостью.
Рис.2. Сегнетоэлектрические материалы (BaTiO3 как диэлектрик MLCC класса II) демонстрируют некоторый гистерезис поляризации в зависимости от электрического поля
Потери на межфазной поляризации
Диэлектрические системы большинства высоковольтных конденсаторов состоят как минимум из двух различных материалов. Каждый из этих материалов имеет различную диэлектрическую проницаемость и свойства проводимости. Эта разница в свойствах вызывает накопление заряда на внутренних границах раздела таких материалов при приложении постоянного напряжения.Потери на межфазной поляризации являются обычным явлением в низкочастотных высоковольтных конденсаторах.
Потери при частичном разряде
Некоторые конденсаторы демонстрируют частичные разряды при высоких скоростях изменения напряжения. Этот механизм потери энергии называется потерями при частичном разряде, и он часто встречается в конденсаторах с газовым наполнением и конденсаторах с жидким наполнением, особенно при высоких напряжениях. Потери частичного разряда также могут быть вызваны изменением напряжения.
Вихревые токи
В конденсаторах потери на вихревые токи сильно зависят от частоты.В большинстве приложений этот механизм потери энергии имеет незначительный эффект, и его обычно игнорируют. Однако в сетях формирования импульсов потери на вихревые токи имеют существенное влияние, и их следует учитывать.
Искра
В некоторых конденсаторах во время разряда может возникать искра. Искра возникает в основном между смежными металлическими поверхностями и является обычным механизмом потери энергии в импульсных конденсаторах. Этот механизм потери энергии зависит как от напряжения, так и от частоты.
Электромеханические потери
В большинстве конденсаторов электромеханические потери возникают в основном в диэлектрическом материале и внутренней проводке. В диэлектрическом материале электромеханические потери в основном вызваны электрострикцией. В некоторых случаях это может быть вызвано пьезоэлектрическим эффектом. Во внутренней проводке силы Лоренца могут вызвать изгиб. Когда это происходит, это приводит к потерям энергии.
ESR в керамических конденсаторах
Эквивалентное последовательное сопротивление – один из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при выборе керамического конденсатора для вашей электронной схемы.В керамических конденсаторах этот параметр представляет собой сумму потерь, происходящих в металлических элементах и диэлектрическом материале. Для многих приложений требуются керамические конденсаторы с низким ESR. Таким образом, очень важно учитывать этот параметр при выборе керамического конденсатора для вашей схемы.
Диэлектрические потери в керамических конденсаторах в основном зависят от микроструктурных факторов, состава диэлектрика и концентрации примесей. Пористость, морфология и размер зерна являются основными микроструктурными факторами, определяющими эквивалентное последовательное сопротивление.Коэффициент потерь варьируется от одного диэлектрического материала к другому. Избыточные потери могут вызвать нагрев диэлектрика, что приведет к тепловому пробою и выходу конденсатора из строя. В керамических конденсаторах преобладают диэлектрические потери на низких частотах. На высоких частотах эти потери уменьшаются, и их вклад в общий ESR незначителен.
Потери металла включают потери омического сопротивления и скин-эффект. В керамических конденсаторах потери металла в основном зависят от характеристик материалов и конструкции.Скин-эффект – это распространенный механизм потери энергии в электродах и выводах керамических конденсаторов. Этот механизм потери энергии зависит от частоты. Чрезмерные потери металла могут вызвать нагрев и термический пробой керамических конденсаторов. В отличие от диэлектрических потерь, потери в металле преобладают на высоких частотах.
Высокие значения ESR могут привести к чрезмерным потерям мощности и сокращению срока службы батареи. Использование конденсаторов с малыми потерями в приложениях связи и шунтирования помогает продлить срок службы батарей портативных электронных устройств.В усилителях мощности ВЧ легко достичь высокой эффективности и увеличенной выходной мощности с помощью керамических конденсаторов с малыми потерями. Использование конденсаторов с высоким ESR снижает эффективность, потому что большой процент мощности теряется в виде потерь ESR.
Конденсаторы с малыми потерями рассеивают меньше тепла. Использование таких компонентов позволяет разработчикам схем управлять тепловыми проблемами в электронных схемах. В высокочастотных приложениях использование керамических конденсаторов с высоким ESR может привести к чрезмерному нагреву. В усилителях с низким уровнем шума конденсаторы с низким ESR используются для повышения эффективности и эффективного усиления.
Керамические диэлектрикикласса 1 обладают превосходной стабильностью и низким рассеянием вплоть до очень высоких частот. Они обычно используются в приложениях, где требуются конденсаторы с малыми потерями. С другой стороны, керамические диэлектрики класса 2 имеют более высокие потери, но обеспечивают высокую емкость / объемный КПД.
ESR в танталовых конденсаторах
Анод танталовых конденсаторов изготовлен из спеченных частиц металлического порошка тантала. Однако в танталовых конденсаторах фольгированного типа (которые больше не используются так часто) используется полоска фольги.Слой оксида используется в качестве изолятора, и его толщина определяет номинальное напряжение конденсатора. Диоксид марганца или проводящий полимер являются вторым проводником в твердых танталовых конденсаторах, используемых для покрытия оксидного слоя. В случае конденсаторов из фольги электролит является вторым проводником. Как в твердотельных танталовых, так и в фольговых конденсаторах используются дополнительные материалы для изготовления заделок.
В танталовых конденсаторах основной вклад в эквивалентное последовательное сопротивление вносят потери в контактирующих материалах и оксидных изоляторах.На высоких частотах потери оксидного изолятора менее значительны по сравнению с потерями материала контактов. Однако на низких частотах потери оксидного изолятора более значительны.
Потери оксида в танталовых конденсаторах незначительно увеличиваются с повышением температуры. Для сравнения, сопротивление диоксида марганца уменьшается с повышением температуры. Кроме того, потери сопротивления диоксиду марганца варьируются в зависимости от производственных процессов, и их сложно проанализировать. Проводящий полимер тантала имеет более низкие потери омического сопротивления – более низкое ESR – по сравнению с обычными типами MnO2, и он практически не имеет изменения ESR с температурой, в отличие от MnO2, где ESR при отрицательных температурах может быть примерно в 10 раз выше по сравнению с этими полимерами.
На низких частотах, особенно ниже 1 Гц, диэлектрическое поглощение и ток утечки имеют значительное влияние, и их следует учитывать. Как правило, в типичном танталовом конденсаторе ESR уменьшается с увеличением частоты. ESR во многом влияет на характеристики танталовых конденсаторов. Во-первых, его резистивный эффект вызывает нагрев конденсаторов. Во-вторых, ESR увеличивает импеданс в цепях, тем самым делая танталовые конденсаторы менее эффективными для развязки и фильтрации.
ESR в алюминиевых электролитических конденсаторах
Для приложений среднего и высокого напряжения требуются алюминиевые электролитические конденсаторы с малыми потерями. Конденсаторы с низким ESR имеют меньшие потери мощности и проблемы с внутренним нагревом по сравнению с конденсаторами с высоким ESR. Помимо снижения производительности, высокие значения ESR сокращают срок службы алюминиевого электролитического конденсатора. Кроме того, низкое значение ESR позволяет достичь большей емкости пульсаций по току.
В алюминиевом электролитическом конденсаторе алюминиевый анод, катодная фольга, электролит и выводы вносят вклад в общее ESR конденсатора.Величина сопротивления каждого источника в основном зависит от частоты и температуры. При низких частотах и низких температурах оксид алюминия вносит наибольший вклад в общий ESR. С другой стороны, при высоких частотах и высоких температурах наибольший вклад в общее СОЭ вносит электролит. Обычно в условиях применения бумажные комбинации и электролит являются основными источниками эквивалентного последовательного сопротивления в этих конденсаторах.
Полимерные и гибридные (сочетающие полимер и мокрый электролит) электроды со значительно более низким и более стабильным ESR также доступны на рынке, которые устраняют большинство недостатков мокрых электролитических конденсаторов, снижая омические потери, эффект высыхания (надежность и стабильность улучшение) и температурной зависимости СОЭ.
Значение ESR алюминиевого электролитического конденсатора зависит от толщины и плотности бумажных разделителей. Для минимизации эквивалентного последовательного сопротивления не рекомендуется использовать более толстые и плотные разделители. Использование большого количества язычков и материала электролита с высокой проводимостью помогает снизить ESR в алюминиевых электролитических конденсаторах. Соединения язычков, фольга и разделители бумаги могут быть адаптированы для внесения определенного вклада сопротивления в общее эквивалентное последовательное сопротивление.
Сравнение ESR с частотными конденсаторами
Фиг.3 Сравнение различных конденсаторных технологий 220uF 6.3V ESR с частотой
ESR используется для характеристики потерь в конденсаторах в основном в высокочастотной области со стандартной опорной частотой 100 кГц. ESR с частотной диаграммой иллюстрирует потери во всем частотном спектре. Как обсуждалось выше, низкочастотные потери ниже примерно 1 кГц вызваны «более медленной» поляризацией и потерями в диэлектрических слоях, средние частоты (от ~ 1 кГц до 10 кГц) обусловлены внутренними конструкционными потерями (такими как проводимость внутренней структуры и электролита), высокие частоты> 100 кГц вызваны в основном омическими потерями оконечных устройств, контактов и т. д.
Ссылаясь на Рис.3. Конденсаторы MLCC демонстрируют самые низкие значения ESR по сравнению с другими технологиями, относящимися к стандартной спецификации частоты 100 кГц, благодаря своей многослойной структуре. Это полезно для сглаживания высоких частот и быстрых всплесков для таких приложений, как импульсные источники питания. Однако на низких частотах конденсаторы MLCC класса II имеют более высокое значение ESR (и DF) по сравнению с другими технологиями. Таким образом, в практическом примере в случае присутствия низкочастотных всплесков (например, часто наблюдаемых 50–216 Гц) более эффективно использовать MLCC параллельно с некоторыми алюминиевыми или танталовыми электролитическими конденсаторами.
Заключение
Как и другие физические устройства, конденсаторы не являются идеальными или идеальными компонентами. Материалы, которые используются для изготовления конденсаторов, имеют конечное электрическое сопротивление. Таким образом, конденсаторы вносят в цепь некоторое сопротивление. Действительная часть комплексного импеданса, эквивалентное последовательное сопротивление, представляет собой сумму механизмов потери энергии, которые происходят в конденсаторе. Эти небольшие потери могут стать значительными, когда устройство будет работать в определенных условиях.
Некоторые из условий, которые могут существенно повлиять на поведение конденсатора, включают большой ток, высокую частоту и экстремальные температуры. В то время как частота, напряжение и температура могут влиять на характеристики конденсатора, только частота влияет на ESR. Поэтому при проектировании схемы для инженера-проектировщика очень важно учитывать частоту работы схемы, а также температуру компонентов.
Узнайте больше о пассивных элементах от экспертов отрасли! – Электронные курсы пассивных компонентов EPCI Academy для студентов и сертифицированные курсы для профессионалов:
Каковы частотные характеристики импеданса / ESR конденсаторов?
Направляющая конденсатора
Основные сведения о конденсаторах описаны в этой технической колонке.
Сегодняшний столбец описывает частотные характеристики величины импеданса | Z | и эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) в конденсаторах.
Понимание частотных характеристик конденсаторов позволяет определить, например, возможности подавления шума или возможности управления колебаниями напряжения линии питания. Поэтому частотные характеристики являются важными параметрами, необходимыми для проектирования схем. В этом столбце описаны два типа частотных характеристик: импеданс | Z | и СОЭ.
1. Частотные характеристики конденсаторов
Полное сопротивление Z идеального конденсатора (рис. 1) показано формулой (1), где ω – угловая частота, а C – электростатическая емкость конденсатора.
Из формулы (1) величина импеданса | Z | уменьшается обратно пропорционально частоте, как показано на рисунке 2. В идеальном конденсаторе потери отсутствуют, а эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) равно нулю.
В реальных конденсаторах (рис.3), однако существует некоторое сопротивление (ESR) из-за потерь из-за диэлектрических веществ, электродов или других компонентов в дополнение к компоненту емкости C и некоторой паразитной индуктивности (ESL) из-за электродов, выводов и других компонентов. В результате частотные характеристики | Z | образуют V-образную кривую (или U-образную кривую в зависимости от типа конденсатора), как показано на рисунке 4, а ESR также показывает частотные характеристики для значений, эквивалентных потерям.
Причина, по которой | Z | и кривые формы СОЭ, подобные показанным на рисунке 4, можно объяснить следующим образом.
Область низких частот:
| Z | в регионах с низкой частотой частота уменьшается обратно пропорционально частоте, как в идеальном конденсаторе. ESR показывает величину, эквивалентную диэлектрическим потерям из-за задержки поляризации в диэлектрическом веществе.
Рядом с точкой резонанса:
При повышении частоты ESR в результате паразитной индуктивности, удельного сопротивления электродов и других факторов вызывает | Z | поведение отклоняется от идеального конденсатора (красная пунктирная линия) и достигает минимального значения.Частота, на которой | Z | это минимальное значение, называемое собственной резонансной частотой, и в это время | Z | = ESR. При превышении собственной резонансной частоты характеристика элемента меняется от конденсатора к катушке индуктивности, и | Z | начинает увеличиваться. Область ниже собственной резонансной частоты называется емкостной, а область выше – индуктивной.
НаESR помимо диэлектрических потерь влияют потери, вызванные электродом.
Область высоких частот:
В частотных зонах даже выше точки резонанса | Z | характеристики определяются паразитной индуктивностью (L).| Z | в высокочастотной области приближается к формуле (2) и увеличивается пропорционально частоте.
Что касается СОЭ, начинают проявляться скин-эффекты электродов, эффекты близости и другие эффекты.
Выше было объяснение частотных характеристик реального конденсатора. Главное помнить, что при повышении частоты нельзя игнорировать ESR и ESL. Поскольку растет число приложений, в которых конденсаторы используются на высоких частотах, ESR и ESL становятся важными параметрами, показывающими характеристики конденсатора, в дополнение к значениям электростатической емкости.
2. Частотные характеристики различных типов конденсаторов
В предыдущем разделе объяснялось, что паразитные компоненты конденсаторов, такие как ESR и ESL, сильно влияют на их частотные характеристики. Поскольку типы паразитных компонентов различаются в зависимости от типа конденсатора, давайте посмотрим на различные частотные характеристики разных типов конденсаторов.
На рисунке 5 показан | Z | и частотные характеристики ESR различных конденсаторов электростатической емкостью 10 мкФ.За исключением пленочного конденсатора, все конденсаторы относятся к типу SMD.
Поскольку электростатическая емкость всех конденсаторов, показанных на Рисунке 5, составляет 10 мкФ, | Z | значение одинаково для всех типов в емкостной области на частотах ниже 1 кГц. Повышаясь выше 1 кГц, | Z | значения увеличиваются намного выше в алюминиевом электролитическом конденсаторе и танталовом электролитическом конденсаторе, чем в многослойном керамическом конденсаторе и пленочном конденсаторе. Это связано с высоким удельным сопротивлением материала электролита и большим ESR алюминиевого электролитического конденсатора и танталового электролитического конденсатора.Пленочный конденсатор и многослойный керамический конденсатор используют металлические материалы для своих электродов и поэтому демонстрируют очень минимальное ESR.
Многослойный керамический конденсатор и этилированный пленочный конденсатор показывают примерно одинаковые характеристики до точки резонанса, но собственная резонансная частота выше и | Z | в индуктивной области ниже в многослойном керамическом конденсаторе. Это связано с тем, что в этилированных пленочных конденсаторах индуктивность не больше индуктивности выводного провода.
Эти результаты показывают, что в многослойных керамических конденсаторах SMD-типа в широком диапазоне частот полное сопротивление невелико, что делает их наиболее подходящими конденсаторами для высокочастотных приложений.
3. Частотные характеристики многослойных керамических конденсаторов
Существуют также разные типы многослойных керамических конденсаторов из разных материалов и различной формы. Давайте посмотрим, как эти факторы влияют на частотные характеристики.
(1) СОЭ
ESR в емкостной области зависит от диэлектрических потерь, вызванных диэлектрическим материалом. Материалы с высокой диэлектрической проницаемостью класса 2, как правило, имеют более высокие уровни ESR, поскольку в них используются сегнетоэлектрики. В материалах с температурной компенсацией класса 1 используются параэлектрики, поэтому они обладают очень небольшими диэлектрическими потерями и низким уровнем ESR.
В дополнение к удельному сопротивлению материала электрода, форма электрода (толщина, длина, ширина) и количество слоев, уровни ESR на высоких частотах от точки резонанса до индуктивной области также зависят от скин-эффекта и эффектом близости.В качестве электродного материала часто используется никель, но для конденсаторов с низкими потерями иногда выбирают медь с низким удельным сопротивлением.
(2) ESL
На ESL многослойных керамических конденсаторов сильно влияет структура внутреннего электрода. Если размер внутреннего электрода обозначен как длина l, ширина w и толщина d, индуктивность ESL электрода может быть выражена формулой (3) согласно Ф. В. Гроверу.
Из этой формулы очевидно, что ESL уменьшается по мере того, как электроды конденсатора становятся короче, шире и толще.
На рисунке 6 показано соотношение между номинальной емкостью и собственной резонансной частотой для многослойных керамических конденсаторов различных размеров. Вы можете видеть, что при уменьшении размера частота собственного резонанса увеличивается, а ESL уменьшается при той же емкости. Это означает, что конденсаторы небольшой емкости с короткой длиной l лучше всего подходят для высокочастотных приложений.
На рисунке 7 показан обратный конденсатор LW с короткой длиной l и большой шириной w. Из частотных характеристик, показанных на рисунке 8, вы можете видеть, что обратные конденсаторы LW имеют более низкий импеданс и лучшие характеристики, чем обычные конденсаторы той же емкости.Используя обратные конденсаторы LW, можно достичь тех же характеристик, что и у обычных конденсаторов с меньшим количеством единиц. Уменьшение количества единиц позволяет снизить затраты и уменьшить монтажное пространство.
4. Как получить данные частотных характеристик
Хотя данные о частотных характеристиках можно получить с помощью анализатора импеданса или векторного анализатора цепей, теперь такие данные также доступны на веб-сайтах производителей запчастей.
На рис. 9 показан вид экрана инструмента дизайна Murata “SimSurfing”. Характеристики можно отобразить, просто введя номер модели и элементы, которые вы хотите проверить. Кроме того, вы можете загрузить сетевые списки SPICE и данные S2P в качестве данных для моделирования. Не стесняйтесь использовать их для проектирования всех типов электронных схем.
zoom_in Рис. 9. Пример экрана средства проектирования “SimSurfing” （Щелкните изображение, чтобы увидеть увеличенное изображение）См. Здесь для SimSurfing
Ответственное лицо: А.S., Подразделение компонентов, Murata Manufacturing Co., Ltd.
Сопутствующие товары
Конденсатор
Статьи по теме
Будьте в курсе!
Получайте электронные письма от Мураты с последними обновлениями на этом сайте.
Информационный бюллетень Murata (электронный информационный бюллетень) запуск
esr – Newas
ЗначенияEsr для электролитических крышек Страница 1.
Таблица емкости Esr 17 лучших изображений о конденсаторах.
Значения Esr для электролитических крышек Страница 1.
Таблица значений Esr для конденсаторов Бедундаундайтона Com.
Технический блог Preher Типичные значения Esr для электролитических конденсаторов.
Значения Esr.
Device Specific Power Delivery Network Pdn Tool 2 0 Руководство пользователя.
Таблица 1 из экспериментальных исследований старения в электролитическом.
Таблица конденсаторов Esr Pdf.
Таблица 2 из экспериментальных исследований старения в электролитическом.
Исследование оптимизации проекта Pdn.
Схема подключения конденсатораEsr Values.
100 мкФ 50 В Smd Алюминиевый электролитический конденсатор.
Esr Table Pdf Связанные ключевые слова Предложения Esr Table Pdf.
65 Таблица значений Esr для косвенного конденсатора.
Что такое Esr в электролитических конденсаторах Avnet Abacus.
Каковы типичные значения Esr для многослойной керамики.
23 лучших осциллографических изображения Проекты в области электроники Diy.
Блог Тима Эшворта, характеризующий высокий Q 100 Pf.
О ремонте электроники Blue Esr Meter Chart и.
Керамические колпачки против электролитических.
Что такое допустимая утечка из электролитического конденсатора.
Peak Atlas Esr Model Esr70 Peak Electronic Design Limited.
Электролитический конденсатор Википедия.
Конденсатор Esr Table Electronics Hobby Project For You Diy.
Измеритель Esr и измеритель емкости своими руками.
Замеры замененных конденсаторов для резюмирования скептиков.
Таблица Еср Емкости Предложения по ключевым словам.
Как найти ESR конденсатора в электротехнике.
K6jca Конструкция автомобильного тюнера антенны Часть 2 Сетевой конденсатор.
Esr.
Замеры замененных конденсаторов для резюмирования скептиков.
Что такое измеритель Esr и для проверки электролитических конденсаторов.
Esr.
Esr Meter Таблица Связанные ключевые слова Предложения Esr Meter.
Преимущества конструкции D Cap Control Topology Power.
Tantalum Nbo To Mlcc Class 2 Руководство по замене Doeeet Com.
Измеритель Esr.
Полимерный конденсатор Википедия.
Практические работы.
Antique Radio Forums Просмотр темы 1952 Zenith Model J733.
График зависимости емкости от частоты керамических конденсаторов.
Us 12 99 2018 Тестер измерителя Esr V2 0 Индуктивность транзистора, сопротивление, сопротивление Цифровой измеритель Lcr Esr Наборы Diy в интегральных схемах From.
Танталовые конденсаторы Low Esr серии T495 Kemet Electronics.
Блог Тима Эшворта, использующего анализатор импеданса Mfia К.
Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора для использования в автомобилях.
Ep0187595a2 Защитное покрытие для электролитического конденсатора.
Электролитические конденсаторы Jamicon Low Esr с высокой пульсацией.
% PDF-1.3 % 15 0 объект > эндобдж xref 15 92 0000000016 00000 н. 0000002188 00000 п. 0000002633 00000 н. 0000002841 00000 н. 0000003420 00000 н. 0000004234 00000 н. 0000004282 00000 п. 0000004330 00000 н. 0000004654 00000 н. 0000004702 00000 п. 0000004741 00000 н. 0000005059 00000 н. 0000005490 00000 н. 0000006291 00000 п. 0000006996 00000 н. 0000007700 00000 н. 0000007748 00000 н. 0000007796 00000 н. 0000008086 00000 н. 0000008134 00000 п. 0000008182 00000 н. 0000008696 00000 п. 0000009406 00000 п. 0000009454 00000 п. 0000009476 00000 н. 0000010791 00000 п. 0000010813 00000 п. 0000011907 00000 п. 0000012092 00000 п. 0000012444 00000 п. 0000012514 00000 п. 0000012735 00000 п. 0000013019 00000 п. 0000013041 00000 п. 0000014193 00000 п. 0000014215 00000 п. 0000015376 00000 п. 0000015681 00000 п. 0000016471 00000 п. 0000016733 00000 п. 0000017531 00000 п. 0000018328 00000 п. 0000018574 00000 п. 0000018627 00000 п. 0000019415 00000 п. 0000019727 00000 п. 0000019749 00000 п. 0000020948 00000 н. 0000020969 00000 п. 0000022021 00000 н. 0000022818 00000 п. 0000023164 00000 п. 0000023964 00000 п. 0000024317 00000 п. 0000024338 00000 п. 0000025039 00000 п. 0000025061 00000 п. 0000026215 00000 п. 0000028693 00000 п. 0000028918 00000 п. 0000034000 00000 п. 0000034125 00000 п. 0000034487 00000 п. 0000036131 00000 п. 0000036311 00000 п. 0000036537 00000 п. 0000036658 00000 п. 0000036830 00000 п. 0000039451 00000 п. 0000039965 00000 н. 0000040630 00000 п. 0000046495 00000 п. 0000048282 00000 н. 0000051262 00000 п. 0000053530 00000 п. 0000053832 00000 п. 0000054673 00000 п. 0000057606 00000 п. 0000268509 00000 н. 0000274179 00000 н. 0000276858 00000 н. 0000281324 00000 н. 0000283072 00000 н. 0000288251 00000 н. 0000288766 00000 н. 0000292631 00000 н. 0000293191 00000 п. 0000298701 00000 н. 0000306290 00000 н. 0000306430 00000 н. 0000002273 00000 н. 0000002611 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 16 0 объект > эндобдж 105 0 объект > поток Hb“b`x ؞ @ Bz0h4r \ ca 9 @) [6 “\: F ,,, ̌6xT
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) – MEAN WELL Direct
Что такое эквивалентное последовательное сопротивление?
Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора – это внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства.Почти все конденсаторы демонстрируют это свойство в разной степени в зависимости от конструкции, диэлектрических материалов, качества и надежности конденсатора. Значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) варьируются от нескольких миллиом до нескольких Ом и приводят к потерям мощности, снижению эффективности и нестабильности цепей источников питания и регуляторов.
Источник изображения
Алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые конденсаторы имеют более высокое значение ESR, чем керамические конденсаторы той же емкости и номинального напряжения.Конденсаторы из полипропилена и полиэстера находятся между ними, но обычно не используются в импульсных источниках питания из-за их больших физических размеров.
Основные части ESR
- Металлическое сопротивление
- Электролитическое сопротивление и сопротивление бумаги, зависящее от частоты и температуры
- Диэлектрик, зависящий от частоты
Факторы, увеличивающие значение СОЭ
- Плохие электрические соединения; – Соединения между медными выводами и алюминиевыми пластинами в конденсаторе обычно свариваются или выполняются механическими зажимами.Этот тип соединений вносит некоторое последовательное сопротивление и используется, потому что алюминий не может быть припаян.
- Сушка раствора конденсаторного электролита. По мере высыхания жидкого компонента электролита из-за повышенных температур электрическое сопротивление увеличивается.
- СОЭ увеличивается с увеличением температуры и частоты. В источниках питания с большими токами рассеиваемая мощность, связанная с ESR, может еще больше повысить температуру и привести к выходу конденсатора из строя.
Влияние частоты на СОЭ
ERS – это часть импеданса конденсатора, которая вызывает общие потери реальной мощности. Это зависит от частоты, как видно из приведенного ниже уравнения:
Где DFR – коэффициент рассеяния, связанный с контактным сопротивлением, DFL – с потерями на утечку, а DFD – с диэлектрическими потерями.
Сверху утечка и диэлектрические потери уменьшаются с увеличением частоты до тех пор, пока контактное сопротивление не станет преобладающим до определенной точки.За пределами этой точки СОЭ становится очень высоким на более высоких частотах, в основном из-за скин-эффекта сигнала переменного тока.
Минимизация ESR в цепях
- В высокопроизводительных приложениях используются конденсаторы с низким ESR, такие как твердотельные полимерные конденсаторы с низким ESR, танталовые конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы (MLCC).
- Конденсаторы подключаются параллельно в таких местах, как цепи сглаживания источника питания. Конденсаторы малой емкости подключаются параллельно, а не один большой конденсатор.Это снижает эффективное ESR в дополнение к снижению пульсаций напряжения и позволяет схеме выдерживать более высокие токи с меньшими потерями.
Параллельное подключение конденсаторов
Источник изображения
Производители конденсаторов предоставляют графики ESR в определенном частотном диапазоне, и можно легко определить ESR на заданной частоте. Иногда в них не указывается ESR, а вместо этого указывается коэффициент рассеяния. В таком случае СОЭ рассчитывается по формуле:
Где, DF – это общий коэффициент рассеяния всех элементов потерь конденсатора.
Измерение эквивалентного последовательного сопротивления
Измерители ESR используются для измерения последовательного сопротивления в цепи или вне цепи. Во время измерения некоторые измерители сначала производят контролируемый разряд заряженных конденсаторов перед измерением ESR и емкости.
ERS обычно выражается как максимальное значение при 120 Гц и 100 кГц для танталовых и алюминиевых электролитических конденсаторов и при 100 кГц для пленочных конденсаторов.
Преимущества конденсаторов с низким ESR
Конденсаторы с низким ESR имеют то преимущество, что сводят к минимуму потери в конденсаторах, повышают эффективность и стабильность источника питания при одновременном снижении выходного напряжения пульсаций.Некоторые характеристики, которые приводят к более низкому ESR, включают большую емкость, низкий коэффициент рассеяния и низкое напряжение на конденсаторах.
Частота по сравнению с импедансом для байпасных (развязывающих) конденсаторов В идеальном конденсаторе полное сопротивление будет непрерывно падать с увеличением частоты. Однако в результате ESL и ESR импеданс реального конденсатора увеличивается с частотой после достижения минимума:На изображении ниже показаны частотные характеристики конденсатора серии Murata GRM15:(1) (2)На основе предыдущих данных, вот таблица, показывающая приблизительную максимальную частоту для номиналов байпасного (развязывающего) конденсатора:
Вернуться к началу ESL и ESR для различных размеров корпуса Остальные факторы равны и ESR имеют тенденцию быть эквивалентными для разных номиналов конденсаторов при одинаковом размере корпуса:ESL и ESR уменьшаются при меньших размерах корпуса при одинаковом значении емкости:
Понимание ESR и ESL, наиболее часто используемых в конденсаторахКомпоненты электроники в любой электронной конструкции – это резисторы (R), конденсаторы (C) и индукторы (L).Большинство из нас знакомо с основами этих трех пассивных компонентов и с тем, как их использовать. Теоретически (в идеальных условиях) конденсатор можно рассматривать как чистый конденсатор с только емкостными свойствами, но на практике конденсатор также будет иметь некоторые резистивные и индуктивные свойства, связанные с ним , которые мы называем паразитным сопротивлением или паразитной индуктивностью. Да, как и у паразита, эти нежелательные свойства сопротивления и индуктивности находятся внутри конденсатора, не позволяя ему вести себя как чистый конденсатор.Следовательно, при проектировании схемы инженеры в первую очередь рассматривают идеальную форму компонента, в этом случае емкость, а затем вместе с ней паразитные компоненты (индуктивность и сопротивление) также считаются включенными последовательно с ней. Это паразитное сопротивление обозначается как эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) , а паразитная индуктивность обозначается как эквивалентное последовательное сопротивление (ESL) Значение этой индуктивности и сопротивления будет очень маленьким, поэтому им можно пренебречь в простых конструкциях. .Но в некоторых приложениях с высокой мощностью или высокой частотой эти значения могут быть очень важными и, если их не учитывать, могут снизить эффективность компонентов или привести к неожиданным результатам. В этой статье мы узнаем больше об этих ESR и ESL, как их измерить и как они могут повлиять на схему . Подобно этому, индуктор также будет иметь некоторые связанные с ним паразитные свойства, называемые DCR , которые мы обсудим в другой статье в другой раз. ESR в конденсаторахИдеальный конденсатор, соединенный последовательно с сопротивлением, называется Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора. Эквивалентное последовательное сопротивление или ESR в конденсаторе – это внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства. Давайте посмотрим на следующие символов, которые представляют ESR конденсатора . Символ конденсатора представляет идеальный конденсатор и резистор как эквивалентное последовательное сопротивление.Резистор включен последовательно с конденсатором. Идеальный конденсатор без потерь , что означает, что конденсатор накапливает заряд и обеспечивает такое же количество заряда, что и на выходе. Но в реальном мире конденсаторы имеют небольшое значение конечного внутреннего сопротивления . Это сопротивление возникает из-за диэлектрического материала, утечки в изоляторе или сепараторе. Кроме того, эквивалентное последовательное сопротивление или ESR будет иметь разные значения в разных типах конденсаторов в зависимости от их значения емкости и конструкции.Следовательно, мы должны измерить значение этого ESR практически, чтобы проанализировать полные характеристики конденсатора. Измерение ESR в конденсаторахИзмерение ESR конденсатора немного сложно, потому что сопротивление не является чистым сопротивлением постоянному току. Это связано с свойством конденсаторов. Конденсаторы блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток. Поэтому стандартный омметр нельзя использовать для измерения ESR. На рынке доступны специальные измерители ESR , которые могут быть полезны для измерения ESR конденсатора.Эти измерители используют переменный ток, такой как прямоугольная волна на определенной частоте через конденсатор. На основании изменения частоты сигнала можно рассчитать значение ESR конденсатора. Преимущество этого метода заключается в том, что, поскольку ESR измеряется непосредственно на двух выводах конденсатора, его можно измерить без снятия пайки с печатной платы. Другой теоретический способ вычисления ESR конденсатора – это измерить напряжение пульсаций и ток пульсаций конденсатора , а затем их соотношение даст значение ESR в конденсаторе.Однако более распространенная модель для измерения ESR, модель , заключается в применении источника переменного тока через конденсатор с дополнительным сопротивлением. Примерная схема для измерения ESR показана ниже .Vs – это источник синусоидальной волны, а R1 – внутреннее сопротивление. Конденсатор C – это идеальный конденсатор, тогда как R2 – эквивалентное последовательное сопротивление идеального конденсатора C. Следует помнить одну вещь: в этой модели измерения ESR индуктивность выводов конденсатора игнорируется и не рассматривается как часть схема. Передаточная функция этой схемы может быть изображена в следующей формуле – В приведенном выше уравнении отражена характеристика схемы верхних частот; аппроксимация передаточной функции может быть далее оценена как – H (с) ≈ R2 / (R2 + R1) ≈ R2 / R1 Приведенное выше приближение подходит для высокочастотных операций. В этот момент схема начинает ослабляться и действовать как аттенюатор. Коэффициент затухания можно выразить как – .⍺ = R2 / (R2 + R1) Этот коэффициент затухания и внутреннее сопротивление R1 генератора синусоидальных сигналов можно использовать для измерения ESR конденсаторов. R2 = ⍺ x R1 Следовательно, функциональный генератор может быть полезен для расчета ESR конденсаторов. Обычно значение ESR колеблется от нескольких миллиомов до нескольких Ом.Алюминиевые электролитические и танталовые конденсаторы имеют высокое ESR по сравнению с коробчатыми или керамическими конденсаторами. Однако современные достижения в технологии производства конденсаторов позволяют изготавливать конденсаторы со сверхнизким ESR. Как ESR влияет на производительность конденсатораЗначение ESR конденсатора является решающим фактором для выхода конденсатора. Конденсатор с высоким ESR рассеивает тепло. в сильноточных приложениях, и срок службы конденсатора со временем сокращается, что также способствует сбоям в электронных схемах.В источниках питания, где большой ток является проблемой, конденсаторы с низким ESR необходимы для целей фильтрации. Не только для операций, связанных с источником питания, но и для высокоскоростной цепи важно низкое значение ESR. На очень высоких рабочих частотах, обычно в диапазоне от сотен МГц до нескольких ГГц, ESR конденсатора играет жизненно важную роль в факторах подачи мощности. ЭСЛ в конденсатореКак и ESR, ESL также является решающим фактором для конденсаторов.Как обсуждалось ранее, в реальной ситуации конденсаторы не идеальны. Существует паразитное сопротивление, а также паразитная индуктивность. Типичная модель ESL конденсатора показана ниже. Конденсатор C – это идеальный конденсатор, а катушка индуктивности L – это последовательная индуктивность, соединенная последовательно с идеальным конденсатором. Обычно ESL сильно зависит от токовой петли ; Увеличение токовой петли также увеличивает ESL в конденсаторах. Расстояние между выводом вывода и точкой соединения цепи (включая контактные площадки или дорожки) также влияет на ESL в конденсаторах, поскольку увеличенное расстояние вывода также увеличивает токовую петлю, что приводит к высокой эквивалентной последовательной индуктивности. Измерение ЭСЛ конденсатораИзмерение ESL можно легко выполнить, наблюдая за графиком зависимости импеданса от частоты, приведенным в таблице данных производителя конденсатора. Импеданс конденсатора изменяется при изменении частоты на конденсаторе. В ситуации, когда на определенной частоте емкостное реактивное сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление равны , это называется «точкой перегиба» . В этот момент конденсатор сам резонирует.ESR конденсатора способствует выравниванию графика импеданса до тех пор, пока конденсатор не достигнет точки «изгиба» или на частоте собственного резонанса. После точки перегиба сопротивление конденсатора начинает увеличиваться из-за ESL конденсатора. На приведенном выше изображении показан график зависимости импеданса от частоты MLCC (многослойного керамического конденсатора). Показаны три конденсатора: 100 нФ, 1 нФ класса X7R и 1 нФ конденсаторов класса NP0. Пятна «колена» можно легко идентифицировать в нижней точке V-образного графика. После определения частоты точки перегиба ESL можно измерить по следующей формуле Частота = 1 / (2π√ (ESL x C))Как ESL влияет на выход конденсатора Выход конденсаторов ухудшается из-за увеличения ESL, как и ESR. Повышенный ESL способствует нежелательному протеканию тока и генерирует EMI , что дополнительно создает сбои в высокочастотных приложениях. В системе, связанной с источником питания, паразитная индуктивность способствует высокой пульсации напряжения.Напряжение пульсации пропорционально значению ESL конденсаторов. Большое значение ESL конденсатора также может вызвать сигналов вызывного сигнала , из-за чего схема ведет себя странно. Практическое значение ESR и ESLНа изображении ниже представлена фактическая модель ESR и ESL в конденсаторе . Здесь конденсатор C – это идеальный конденсатор, резистор R – это эквивалентное последовательное сопротивление, а катушка индуктивности L – это эквивалентная последовательная индуктивность .Объединяя эти три, получается настоящий конденсатор. ESR и ESL – не очень приятные характеристики конденсатора, которые вызывают различные снижения производительности электронных схем, особенно в высокочастотных и сильноточных приложениях. Высокое значение ESR способствует снижению производительности из-за потерь мощности, вызванных ESR; потерю мощности можно рассчитать, используя степенной закон I 2 R, где R – значение ESR. Кроме того, из-за высокого значения ESR в соответствии с законом Ома возникают шумы и высокое падение напряжения.Современная технология производства конденсаторов снижает значения ESR и ESL конденсатора. Огромное улучшение можно увидеть в современных SMD-версиях многослойных конденсаторов. Конденсаторы с более низким значением ESR и ESL предпочтительны в качестве выходных фильтров в схемах импульсного источника питания или в конструкциях SMPS, поскольку в этих случаях частота переключения высока, обычно близка к нескольким MH z в диапазоне от сотен кГц. Из-за этого входной конденсатор и конденсаторы выходного фильтра должны иметь низкое значение ESR, чтобы низкочастотные пульсации не влияли на общую производительность блока питания.ESL конденсаторов также должен быть низким, чтобы сопротивление конденсатора не влияло на частоту переключения источника питания. В малошумном источнике питания, где необходимо подавлять шумы и количество каскадов выходного фильтра должно быть небольшим, высококачественные конденсаторы с супернизким ESR и низким ESL полезны для плавного выхода и стабильной подачи мощности на нагрузку. |
