Что такое vloss конденсатора
Вот и я так подумал. В итоге, на той же материнке один фиг все придется выпаивать, а потом ещё и назад запаивать. А во-вторых , что на плате все кондёры парные шоли? Выходит выпаивать придётся , по любому, меньше половины.
Поиск данных по Вашему запросу:
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Содержание:
- Универсальный тестер радиокомпонентов
- 200 электролитических конденсаторов 15-ти разных типов
- Как отличить не рабочий конденсатор от рабочего
- Что такое Vloss или добротность конденсатора
Форумы сайта “Отечественная радиотехника 20 века” - Электрический конденсатор
ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Урок 15.
КОНДЕНСАТОРЫ
Универсальный тестер радиокомпонентов
Конденсатор является пассивным электронным компонентом. Ёмкость конденсатора измеряется в фарадах. Первые конденсаторы, состоящие из двух проводников, разделенных непроводником диэлектриком , упоминаемые обычно как конденсатор Эпинуса или электрический лист, были созданы ещё раньше [3]. Конденсатор является пассивным электронным компонентом [4]. В простейшем варианте конструкция состоит из двух электродов в форме пластин называемых обкладками , разделённых диэлектриком , толщина которого мала по сравнению с размерами обкладок см.
Практически применяемые конденсаторы имеют много слоёв диэлектрика и многослойные электроды, или ленты чередующихся диэлектрика и электродов, свёрнутые в цилиндр или параллелепипед со скруглёнными четырьмя рёбрами из-за намотки.
Конденсатор в цепи постоянного тока может проводить ток в момент включения его в цепь происходит зарядка или перезарядка конденсатора , по окончании переходного процесса ток через конденсатор не течёт, так как его обкладки разделены диэлектриком.
В цепи же переменного тока он проводит колебания переменного тока посредством циклической перезарядки конденсатора, замыкаясь так называемым током смещения. С точки зрения метода комплексных амплитуд конденсатор обладает комплексным импедансом. Резонансная частота конденсатора равна. Обычно максимальная рабочая частота конденсатора примерно в 2—3 раза ниже резонансной.
Конденсатор может накапливать электрическую энергию. Энергия заряженного конденсатора:. В России для условных графических обозначений конденсаторов на схемах рекомендуется использовать ГОСТ 2. При обозначении номинала ёмкости в других единицах указывают единицу измерения. Для электролитических конденсаторов, а также для высоковольтных конденсаторов на схемах, после обозначения номинала ёмкости, указывают их максимальное рабочее напряжение в вольтах В или киловольтах кВ.
В настоящее время изготавливаются конденсаторы с номинальными ёмкостями из десятичнологарифмических рядов значений Е3, Е6, Е12, Е24 , то есть на одну декаду приходится 3, 6, 12, 24 значения, так, чтобы значения с соответствующим допуском разбросом перекрывали всю декаду.
Основной характеристикой конденсатора является его ёмкость , характеризующая способность конденсатора накапливать электрический заряд. В обозначении конденсатора фигурирует значение номинальной ёмкости, в то время как реальная ёмкость может значительно меняться в зависимости от многих факторов. Реальная ёмкость конденсатора определяет его электрические свойства. Типичные значения ёмкости конденсаторов составляют от единиц пикофарад до тысяч микрофарад.
Однако существуют конденсаторы ионисторы с ёмкостью до десятков фарад. Эта формула справедлива, лишь когда d намного меньше линейных размеров пластин. Для получения больших ёмкостей конденсаторы соединяют параллельно. При этом напряжение между обкладками всех конденсаторов одинаково.
Общая ёмкость батареи параллельно соединённых конденсаторов равна сумме ёмкостей всех конденсаторов, входящих в батарею.
Если у всех параллельно соединённых конденсаторов расстояние между обкладками и свойства диэлектрика одинаковы, то эти конденсаторы можно представить как один большой конденсатор, разделённый на фрагменты меньшей площади. При последовательном соединении конденсаторов заряды всех конденсаторов одинаковы, так как от источника питания они поступают только на внешние электроды, а на внутренних электродах они получаются только за счёт разделения зарядов, ранее нейтрализовавших друг друга.
Общая ёмкость батареи последовательно соединённых конденсаторов равна. Эта ёмкость всегда меньше минимальной ёмкости конденсатора, входящего в батарею. Однако при последовательном соединении уменьшается возможность пробоя конденсаторов, так как на каждый конденсатор приходится лишь часть разницы потенциалов источника напряжения.
Если площадь обкладок всех конденсаторов, соединённых последовательно, одинакова, то эти конденсаторы можно представить в виде одного большого конденсатора, между обкладками которого находится стопка из пластин диэлектрика всех составляющих его конденсаторов.
Плотность энергии электролитического конденсатора зависит от конструктивного исполнения. Максимальная плотность достигается у больших конденсаторов, где масса корпуса невелика по сравнению с массой обкладок и электролита.
Особенно важен этот параметр при использовании конденсатора в качестве накопителя энергии, с последующим мгновенным её высвобождением, например, в пушке Гаусса. Номинальное напряжение зависит от конструкции конденсатора и свойств применяемых материалов. Эксплуатационное напряжение на конденсаторе должно быть не выше номинального. Многие конденсаторы с оксидным диэлектриком электролитические функционируют только при корректной полярности напряжения из-за химических особенностей взаимодействия электролита с диэлектриком.
При обратной полярности напряжения электролитические конденсаторы обычно выходят из строя из-за химического разрушения диэлектрика с последующим увеличением тока, вскипанием электролита внутри и, как следствие, с вероятностью взрыва корпуса.
Для уменьшения повреждений других деталей и травматизма персонала в современных конденсаторах большой ёмкости устанавливают вышибной предохранительный клапан или выполняют надсечку корпуса часто её можно заметить в виде креста или в форме букв X, K или Т на торце цилиндрического корпуса, иногда, на больших конденсаторах, она покрыта пластиком. При повышении внутреннего давления вышибается пробка клапана или корпус разрушается по насечке, пары электролита выходят в виде едкого газа и, даже, брызг жидкости.
При этом разрушение корпуса конденсатора происходит без взрыва, разбрасывания обкладок и сепаратора. Старые электролитические конденсаторы выпускались в герметичных корпусах и в конструкции их корпусов не предусматривалась взрывобезопасность. Скорость разлёта осколков при взрыве корпуса устаревших конденсаторов может быть достаточной для того, чтобы травмировать человека.
При пробое конденсатора или при его случайной переполюсовке выделившееся при протекании тока тепло инициирует реакцию между данными компонентами, протекающую в виде сильной вспышки с хлопком, что сопровождается разбрасыванием искр и осколков корпуса. Сила такого взрыва довольно велика, особенно у крупных конденсаторов, и способна повредить не только соседние радиоэлементы, но и плату. При тесном расположении нескольких конденсаторов возможен прожог корпусов соседних конденсаторов, что приводит к одновременному взрыву всей группы.
Реальные конденсаторы, помимо ёмкости, обладают также собственными последовательным и параллельным сопротивлением и индуктивностью.
С достаточной для практики точностью, эквивалентную схему реального конденсатора можно представить как показано на рисунке, где все двухполюсники подразумеваются идеальными. Из-за тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками и по поверхности диэлектрика, предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет заряд саморазряд конденсатора.
Часто, в спецификациях на конденсаторы, сопротивление утечки определяют через постоянную времени T саморазряда конденсатора, которая численно равна произведению ёмкости на сопротивление утечки:.
Хорошие конденсаторы с полимерными и керамическими диэлектриками имеют постоянные времени саморазряда достигающие многих сотен тысяч часов. Эквивалентное последовательное сопротивление англ.
Equivalent series resistance ; ESR, ЭПС, внутреннее сопротивление обусловлено, главным образом, электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контактов между ними, а также учитывает потери в диэлектрике.
Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта. В большинстве практических случаев этим параметром можно пренебречь, но, иногда напр. Некоторые схемы например, стабилизаторы напряжения критичны к диапазону изменения ЭПС конденсаторов в своих цепях. Это связано с тем, что при проектировании таких устройств инженеры учитывают этот параметр в фазочастотной характеристике ФЧХ обратной связи стабилизатора.
Существенное изменение со временем ЭПС применённых конденсаторов изменяет ФЧХ, что может привести к снижению запаса устойчивости контуров авторегулирования, и, даже, к самовозбуждению. Существуют специальные приборы ESR-метр англ. Эквивалентная последовательная индуктивность обусловлена, в основном, собственной индуктивностью обкладок и выводов конденсатора.
Результатом этой распределенной паразитной индуктивности является превращение конденсатора в колебательный контур с характерной собственной частотой резонанса.
Эта частота может быть измерена и обычно указывается в параметрах конденсатора либо в явном виде либо в виде рекомендованной максимальной рабочей частоты. Предварительно заряженный конденсатор с течением времени теряет запасённую энергию за счёт тока утечки, протекающего через слой диэлектрика между обкладками. Часто в справочниках на конденсаторы приводится постоянная времени саморазряда конденсатора, численно равная произведению ёмкости на сопротивление утечки.
Это время, за которое начальное напряжение на отключенном конденсаторе уменьшится в e раз. Потери энергии в конденсаторе определяются потерями в диэлектрике и обкладках. Тангенс угла потерь определяется отношением активной мощности P а к реактивной P р при синусоидальном напряжении определённой частоты.
Термины добротности и тангенса угла потерь применяются также для катушек индуктивности и трансформаторов. ТКЕ определяется так:. Таким образом, изменение ёмкости от температуры при не слишком больших изменениях температуры выражается линейной функцией:. TKE применяется для характеристики конденсаторов с практически линейной зависимостью ёмкости от температуры. Однако ТКЕ указывается в спецификациях не для всех типов конденсаторов. Для конденсаторов, имеющих существенно нелинейную зависимость ёмкости от температуры и для конденсаторов с большими изменениями ёмкости от воздействия температуры окружающей среды в спецификациях нормируются относительное изменение ёмкости в рабочем диапазоне температур или в виде графика зависимости ёмкости от температуры.
Если заряженный конденсатор быстро разрядить до нулевого напряжения путём подключения низкоомной нагрузки, а затем снять нагрузку и наблюдать за напряжением на выводах конденсатора, то мы увидим, что напряжение на обкладках снова появится как если бы мы разрядили конденсатор не до нуля. Это явление получило название диэлектрическая абсорбция диэлектрическое поглощение. Конденсатор ведёт себя так, словно параллельно ему подключено множество последовательных RC -цепочек с различной постоянной времени.
Интенсивность проявления этого эффекта зависит в основном от свойств диэлектрика конденсатора. Подобный эффект можно наблюдать практически на всех типах диэлектриков. В электролитических конденсаторах он особенно ярок и является следствием химических реакций между электролитом и обкладками. У конденсаторов с твердым диэлектриком например, керамических и слюдяных эффект связан с остаточной поляризацией диэлектрика. Эффект зависит от времени зарядки конденсатора, времени закорочения, иногда от температуры.
Количественное значение абсорбции принято характеризовать коэффициентом абсорбции , который определяется в стандартных условиях. Особое внимание в связи с эффектом следует уделять измерительным цепям постоянного тока: прецизионным интегрирующим усилителям, устройствам выборки-хранения, некоторым схемам на переключаемых конденсаторах. Это характерно для конденсаторов с пьезоэлектрическими диэлектриками.
Пьезоэффект ведёт к возникновению электрических помех, в устройствах, где использованы такие конденсаторы при воздействии акустического шума или вибрации на конденсатор. Конденсаторы с металлизированным электродом бумажный и пленочный диэлектрик обладают важным свойством самовосстановления англ. Механизм самовосстановления заключается в отгорании металлизации электрода после локального пробоя диэлектрика посредством микродугового электрического разряда. Основная классификация конденсаторов проводится по типу диэлектрика в конденсаторе.
Тип диэлектрика определяет основные электрические параметры конденсаторов: сопротивление изоляции, стабильность ёмкости, величину потерь и др.
В зависимости от назначения можно условно разделить конденсаторы на конденсаторы общего и специального назначения.
Конденсаторы общего назначения используются практически в большинстве видов и классов аппаратуры. Традиционно к ним относят наиболее распространённые низковольтные конденсаторы, к которым не предъявляются особые требования.
Все остальные конденсаторы являются специальными. К ним относятся высоковольтные, импульсные, помехоподавляющие, дозиметрические , пусковые и другие конденсаторы. Буквенная система распространяется на конденсаторы, разработанные до года.
Для упрощения системы обозначений часто первую букву К пропускают, оставляя вторую и последующие [10].
200 электролитических конденсаторов 15-ти разных типов
ESR измеряют только те, кто не может себе позволить мостовой измеритель типа DE или MS измеряют кстати чистой синусоидой. Владельцам любого аналогичного прибора, занимающихся ремонтом РА – никогда в голову не придет смотреть ESR.
Таблица для номиналов, измерение квадратными импульсами, что собственно дает неуверенность в показаниях, а если есть неуверенность, то это уже не прибор, а “на заборе написано”. Что такое “тангенс угла потерь” отношение активной к реактивной мощностям на компоненте. Конденсатор – реактивный элемент и следовательно, любая активная мощность выделенная на нем – паразитная. Отсюда – параметр “D” – “тангенс угла потерь”, чем больше нуля, тем хуже компонент. На практике – больше 0.
Такая емкость будет у некоторого условного конденсатора, в котором . ( версия в коробочке) Прибор измеряет емкость, ESR, Vloss.
Как отличить не рабочий конденсатор от рабочего
Заказал радиолампы и конденсаторы которых нет в прайс-листах. Изделия К Высокоемкостные, малогабаритные, полярные, электролитические объемно-пористые конденсаторы постоянной ёмкости. Корпус изделий герметизированный, цельнотанталовый. Отличительной особенностью конденсаторов К Электрическая емкость Возьмем два проводника.
Они являются нейтральными телами. Расположим их на минимальном расстоянии друг от друга. Разделяет их воздух диэлектрик.
Что такое Vloss или добротность конденсатора
С самого открытия в году японская компания Nichicon занималась разработкой, производством и продажей конденсаторов и прочих компонентов для совершенно различной электроники. Сегодня требования к качеству электронных компонентов высоки, как никогда, особенно на это повлияло начало так называемой “цифровой эры”. Инженеры компании Nichicon знают это и рады предоставить подходящие решения для любого случая. Скачать паспорт товара datasheet конденсатора Nichicon FW. Данные отзывы написаны реальными покупателями конденсаторов Nichicon FW в нашем магазине.
Войти через.
Форумы сайта “Отечественная радиотехника 20 века”
Запросить склады. Перейти к новому. Что такое Uloss. Меню пользователя z3 Посмотреть профиль Отправить личное сообщение для z3 Найти ещё сообщения от z3. Re: Что такое Uloss.
Электрический конденсатор
Регистрация Вход.
Ответы Mail. Вопросы – лидеры Задача по физике 1 ставка. Провод КСПВ, вопрос к электрикам 1 ставка. Мощность рассеивания транзистора? Зачем электродрели нужен редуктор, точнее большая шестеренка? Лидеры категории Антон Владимирович Искусственный Интеллект. Кислый Высший разум.
Мифы об огульной замене конденсаторов при ремонтах .. дает оценку добротности (качества) конденсатора, это и есть Vloss.
Как известно, причиной подавляющего большинства дефектов радиоэлектронной аппаратуры является неисправные электролитические конденсаторы. Поиск неисправных конденсаторов с помощью тестера или измерителя порой довольно затруднителен, так как емкость неисправного конденсатора может незначительно отличаться от номинальной, а значение ESR эквивалентного последовательного сопротивления может быть довольно большим. И именно ESR является важнейшим параметром для измерения при поиске неисправного конденсатора.
Сайт помогает найти что-нибудь интересное в огромном ассортименте магазинов и сделать удачную покупку.
Если Вы купили что-то полезное, то, пожалуйста, поделитесь информацией с другими. Также у нас есть DIY сообщество , где приветствуются обзоры вещей, сделанных своими руками. Идеальный номер два? Внедряю в павербанк. Зарегистрироваться Логин или эл.
Любому, кто работает с электроникой, требуется тестер радиоэлектронных компонентов.
Esr конденсатор Найдено 2, видео Home Esr конденсатор. Обзор прибора для измерения ёмкости и ESR конденсаторов. Прибор для измерения ESR конденсаторов с корпусом. Планета железяка. Измеритель емкости и ЭПС конденсаторов. ESR meter.
Сейчас этот форум просматривают: Google [Bot] и гости: 2. Форумы сайта “Отечественная радиотехника 20 века”. Предыдущее посещение: Вт окт 08, pm Текущее время: Вт окт 08, pm. Сайт “Отечественная радиотехника 20 века” Доска объявлений Активные темы доски объявлений.
Электролиты с Ali или почему они магнитятся?
В этом обзоре попросил у сообщества посоветовать проверенных продавцов электролитов на ali.
Заказал, посмотрим что пришло.
Подсвеченный в сообщениях магазин blue sky fly electronics, заказал там несколько электролитических конденсаторов, сегодня забрал их с почты, обзор пишу скорее не чтобы показать результаты, т.к. парк измерительного оборудования не самый широкий, а скорее посоветоваться.
Итак, пробежимся коротко.
1. 10pcs 470uF 25V NIPPON NCC KZn Series 10×12.5mm Super Low Impedance 25V470uF Aluminum Electrolytic Capacitor — $1.17
Ножки магнитятся!
Даташит на серию KZN.
Надписи на термоусадке: KZN 25V 470µF (M)105°C 5(T) 7T
Здесь и далее измеряю 3 конденсатора и партии, привожу разброс значений.
С= 453-456 µF, ESR= 0.01 Ом (у всех трех 0.01), Vloss= 0.2-1.1 %.
На маузере нашел пару аналогичных, фото плохие, да и не на то напряжение, но вроде там термоусадка темнее: раз, два.
Внешний вид, замеры, вскрытие:
2. 10pcs Japan Ruby RUBYCON 25V680UF 8×20 ZLH aluminum electrolytic capacitor Odroid real 680UF 25V — $1.
83
Ножки магнитятся.
Даташит на серию ZLH.
Надписи на термоусадке: Rubycon 25V 680µF ZLH T1425 105°C PET
С= 612-632 µF, ESR= 0 Ом (у всех трех 0), Vloss= 0.3-0.9%
Внешний вид, замеры, вскрытие:
3. 10pcs 1000UF 25V High Frequency LCD capacitor Low ESR SANYO Aluminum Electrolytic Capacitor 25V1000uf 10X13 — $0.78
Эти пришли россыпью в zip пакете. Ножки магнитятся.
Даташит на всю линейку конденсаторов Sanyo, в том числе и серии WG.
Надписи на термоусадке: SANYO 1000µF 25V 105°C S.E.83 WG
C= 932-945 µF, ESR= 0-0.01 Ом, Vloss= 1.1-1.4%.
Внешний вид, замеры, вскрытие:
4. 25pcs RUBYCON 16V470UF YXA 8X11.5MM aluminum electrolytic capacitor Odroid real 470UF 16V — $2.06
Ножки магнитятся!
Даташит на серию YXA.
Надписи на термоусадке: Rubycon 16V 470µF YXA 3M1126 105°C PET
C= 440-456 µF, ESR= 0.31-0.34 Ом (это не Low ESR серия), Vloss= 0.31-1.1%.
Внешний вид, замеры, вскрытие:
5.
25PCS Japan Rubycon capacitor 16V220UF 6X11 ZLH series of 105 degrees for 16V 220UF — $1.95
Та же серия, что и п.2.
Ножки магнитятся.
Даташит на серию ZLH.
Надписи на термоусадке: Rubycon 16V 220µF ZLH 3M1530 105°C PET
С= 214-217 µF, ESR= 0.02-0.04 Ом, Vloss= 0.3-1.6%.
Внешний вид, замеры, вскрытие:
В целом электрические параметры, насколько я могу измерить, соответствуют заявленным.
Но вот я не понял, это подделки или у фирменных радиоэлементов выводы могут быть из магнитных сплавов? Я думал, что это верный признак подделки, но вот достал пакетик конденсаторов Rubycon ZLH 470 µF 25V, которые покупал на Banggood как Low ESR конденсаторы для коптеров, там они ставятся для подавления помех по питанию. Я тогда как раз думал, что неохота нарываться на подделку на ali, проще взять здесь, т.к. bang неплохо следит за RC категорией продукции и не торгует откровенными подделками. Ну и что, там тоже вывода из магнитного сплава!
Тогда я открыл свою коробочку с б/у конденсаторами, там тоже все вывода магнитятся (кроме танталовых)! А там в куче у меня детальки и с материнок, и с блоков спидометра японских авто, неужели и туда суют подделки?
Тогда для меня загадка почему у диодов Шоттки 1N5818, купленных на том же ali (брал первые попавшиеся) вывода не магнитятся?
2020-11-04 — после замечания в комментарии откалибровал транзистор-тестер и повторил измерения, результаты замеров поправлены и где-то могут расходиться с значениями на фото.
ESR конденсатора, коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь, Q
Важные параметры, связанные с конденсаторами, включают: ESR – эквивалентное последовательное сопротивление, коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь и Q.
Емкость Учебное пособие Включает:
Емкость
Формулы конденсаторов
Емкостное реактивное сопротивление
Параллельные и последовательные конденсаторы
Диэлектрическая проницаемость и относительная диэлектрическая проницаемость
Коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь, ESR
Таблица преобразования конденсаторов
ESR или эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, его DF или коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь и Q или добротность — все это важные факторы в спецификации любого конденсатора.
Такие факторы, как ESR, коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь и добротность, важны во многих аспектах работы конденсатора и могут определять типы приложений, для которых может использоваться конденсатор.
Поскольку четыре параметра взаимосвязаны, ESR, DF, тангенс угла потерь и Q будут рассмотрены на этой странице.
ESR, DF и Q — все это аспекты характеристик конденсатора, которые влияют на его характеристики в таких областях, как работа в радиочастотном диапазоне. Однако ESR и DF также особенно важны для конденсаторов, работающих в источниках питания, где высокое ESR и коэффициент рассеяния, DF приводят к рассеиванию большой мощности в конденсаторе.
ESR конденсатора, эквивалентное последовательному сопротивлению
Эквивалентное последовательное сопротивление или ESR конденсатора влияет на многие области применения конденсаторов.
Эквивалентный последовательный резистор действует как любой другой резистор, вызывая падение напряжения и рассеивая тепло. Это означает, что конденсатор не является идеальным конденсатором, которого многие из нас могли бы ожидать.
ESR конденсатора отвечает за энергию, рассеиваемую в виде тепла, и прямо пропорциональна DF.
При полном анализе схемы конденсатор следует изображать как его эквивалентную схему, включая идеальный конденсатор, но также и с его последовательным ESR.
Эквивалентное последовательное сопротивление обусловлено рядом факторов, включая омические потери в самих выводах и обкладках, а также потери в диэлектрическом материале, используемом между обкладками конденсатора.
ESR конденсатора, базовое эквивалентное последовательное сопротивление. Хотя основное внимание может уделяться эквивалентному последовательному сопротивлению или tanδ конденсатора, также стоит помнить, что эквивалентная схема конденсатора также включает в себя другие эквивалентные значения электронных компонентов. Он может включать эквивалентную последовательную индуктивность, а также параллельное сопротивление.
Во многих случаях эти другие компоненты могут быть неприменимы и могут усложнить рассмотрение, а ESR можно решить отдельно, хотя стоит помнить, что существуют и другие элементы электронной схемы.
Конденсаторы с высокими значениями ESR рассеивают мощность в виде тепла. Для некоторых цепей только с низкими значениями тока это может не быть проблемой, однако во многих цепях, таких как сглаживающие цепи питания, где уровни тока высоки, уровни мощности, рассеиваемые ESR, могут привести к значительному повышению температуры.
Это должно быть в рабочих пределах конденсатора, иначе может произойти его повреждение, и это должно быть учтено при проектировании схемы. Если повышение температуры слишком велико, конденсатор может быть необратимо поврежден или даже разрушен.
Для электролитических конденсаторов, которые, как правило, используются в приложениях с большим током, значительное повышение температуры увеличивает эффекты старения и, следовательно, сокращает ожидаемый срок службы, даже если они не приводят к фактическому повреждению или разрушению. Это демонстрирует необходимость учитывать ESR при выборе правильного электронного компонента для данной конструкции электронной схемы
Обнаружено, что при повышении температуры конденсатора ESR обычно увеличивается, хотя и нелинейно.
Увеличение частоты также имеет аналогичный эффект.
Очевидно, что ESR конденсатора должен быть как можно ниже для всех электронных схем, чтобы работа конденсатора была как можно ближе к идеальной. Однако в электронных схемах, таких как сглаживающие конденсаторы в источниках питания, где уровни тока могут быть высокими, а сопротивление источника должно быть низким, ESR может быть важным фактором при выборе правильного электронного компонента.
Коэффициент рассеяния и тангенс угла потерь
Хотя показатель ESR конденсатора упоминается чаще, коэффициент рассеяния и тангенс угла потерь также широко используются и тесно связаны с ESR конденсатора.
Несмотря на то, что коэффициент рассеяния и тангенс угла потерь фактически одинаковы, они имеют несколько разные представления, которые полезны при проектировании различных типов цепей. Обычно коэффициент рассеяния используется на более низких частотах, тогда как тангенс угла потерь более применим для высокочастотных применений.
Определения коэффициента рассеяния и тангенса угла потерь
Чтобы лучше понять как коэффициент рассеяния, так и тангенс угла потерь, необходимо дать краткие определения этих терминов.
Во-первых, давайте посмотрим на определение коэффициента рассеяния:
Определение коэффициента рассеяния:
Коэффициент рассеяния определяется как значение тенденции диэлектрических материалов поглощать часть энергии при подаче сигнала переменного тока.
Отсюда видно, что коэффициент рассеяния конденсатора больше смотрит на то, как диэлектрик, особенно конденсатора, поглощает энергию.
Тангенс угла потерь рассматривает тот же вопрос, но с точки зрения фазового угла, связанного с поглощением энергии. Этот рисунок, как правило, более широко используется в сценариях проектирования радиочастотных цепей.
Определение тангенса угла потерь:
Тангенс угла потерь определяется как тангенс разности угла сдвига фаз между напряжением конденсатора и током конденсатора относительно теоретического 9Ожидается значение 0 градусов, эта разница вызвана диэлектрическими потерями внутри конденсатора.
Значение δ (греческая буква дельта) также известно как угол потерь.
Из диаграммы и определения тангенса угла потерь конденсатора видно, что можно вывести следующее уравнение.
tanδ=DF
tanδ=1Q
tanδ=ESRXc
Где:
δ = угол потерь (греческая буква дельта)
DF = коэффициент рассеяния
Q = добротность
ESR = эквивалентное последовательное сопротивление
X c = реактивное сопротивление конденсатора в омах.
Конденсатор Q
Удобно определять добротность или добротность конденсатора. Это фундаментальное выражение потерь энергии в резонансной системе. По сути, для конденсатора это отношение накопленной энергии к энергии, рассеиваемой за цикл.
Далее можно сделать вывод, что Q можно выразить как отношение емкостного реактивного сопротивления к ESR на интересующей частоте:
Q=XcESR
Где
Q = добротность конденсатора
X c = емкостное реактивное сопротивление конденсатора в Омах
ESR = эквивалентное последовательное сопротивление в Омах
Поскольку Q можно довольно легко измерить и он обеспечивает повторяемость измерений, это идеальный метод для количественной оценки потерь в компонентах с малыми потерями.
Конденсатор Q является важным параметром для таких схем, как фильтры и генераторы. В этих схемах любые потери приведут к уменьшению добротности самого конденсатора и всего резонансного контура фильтра или генератора. Это может привести к снижению производительности.
Эффекты СОЭ
Эквивалентное последовательное сопротивление обычно связано с электролитическими конденсаторами и часто с танталовыми конденсаторами, поскольку эти электронные компоненты обычно имеют более высокие значения емкости, а конструкция этих конденсаторов приводит к относительно высоким значениям последовательного сопротивления.
Электролитические конденсаторы часто используются в качестве резерва энергии в источниках питания и т. д. для хранения энергии, которая будет подаваться, когда форма волны выпрямленного напряжения падает в течение частей цикла и т. д.
Их также можно использовать в импульсных регуляторах для устранения пиков переключения и т. д.
В обоих случаях потери из-за ESR снижают способность конденсатора быстро накапливать или накапливать заряд.
Для электронных схем, где на входе используется конденсатор, ESR увеличивает высокочастотный шум на конденсаторе, что снижает эффективность фильтрации конденсатора. Если конденсатор используется для сглаживания выходного сигнала и т. д., более высокое ESR вызывает больше пульсаций, поскольку конденсатор не сможет поглотить и обеспечить требуемое количество тока.
ESR конденсатора особенно важно в электронных схемах, которые имеют низкий рабочий цикл с высокочастотными импульсами тока. В этих случаях напряжение пульсаций, возникающее из-за более высокого уровня ESR, будет больше, чем ожидалось, исходя только из емкости.
Также может быть обнаружено, что ESR будет уменьшаться с повышением температуры, и это может означать, что пульсации уменьшаются по мере нагрева сборки.
Другая проблема в некоторых случаях заключается в том, что резистивный элемент в том, что можно считать чисто реактивной цепью, может привести к неожиданным сдвигам фазовой характеристики, и это может повлиять на стабильность некоторых электронных схем.
Характеристики СОЭ
Эквивалентное последовательное сопротивление важно во многих электронных схемах, и, соответственно, некоторые конденсаторы изготавливаются специально для обеспечения низкого ESR. Несмотря на то, что ESR важно, кажется, что не всегда существует последовательный способ определения ESR, и это может затруднить сравнение одного конденсатора с другим.
Поскольку ESR зависит от рабочей температуры и частоты, в спецификации есть несколько переменных. Именно здесь разные производители представляют свои спецификации по-разному.
Наиболее распространенная спецификация для ESR при 25°C и частоте 100 Гц, что в два раза превышает частоту сети в Европе и т. д., или иногда указывается при 120 Гц, так как это вдвое больше частоты сети в США. Иногда приводится формула, позволяющая рассчитать ESR на других частотах.
Другие производители конденсаторов могут предоставлять данные другими способами, иногда давая методы расчета ESR в требуемых рабочих точках.
В целом это может стать немного запутанным.
Также интересно отметить, что для конденсаторов сравнимых размеров и емкостного напряжения и номинала CV электронный компонент с более высокой емкостью и более низким номинальным напряжением будет иметь более низкое ESR. Кроме того, ESR имеет тенденцию быть ниже для алюминиевых электролитических конденсаторов с длинными тонкими корпусами, потому что сопротивление фольги уменьшается.
Еще один момент, который следует отметить, это то, что конденсаторы с большими габаритными размерами корпуса иногда могут иметь более низкое ESR, поскольку толщина фольги может быть больше.
Сопротивление конденсатора, коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь и добротность — все это важные аспекты потерь в конденсаторе. Все они связаны между собой и существенно различаются методами рассмотрения одного и того же вопроса. Однако они используются в различных областях схемотехники, так как ESR конденсатора, коэффициент рассеяния, тангенс угла потерь и добротность указаны в листах спецификаций, но для разных конденсаторов, используемых в разных областях.
Дополнительные основные понятия и руководства по электронике:
Напряжение
Текущий
Власть
Сопротивление
Емкость
Индуктивность
Трансформеры
Децибел, дБ
Законы Кирхгофа
Q, добротность
РЧ-шум
Сигналы
Вернуться в меню основных понятий электроники . . .
ESR Характеристики конденсаторов
Некоторые потери энергии в конденсаторе могут быть связаны с проводниками, тогда как другие связаны с диэлектрическим материалом. Эти потери изменяются в основном в зависимости от напряжения и температуры. Наиболее распространенные механизмы потерь энергии включают диэлектрические потери, сегнетоэлектрические потери, потери на диэлектрическую проводимость, межфазную поляризацию, потери на частичные разряды, потери на омическое сопротивление, искрение между проводниками, электромеханические потери и потери на вихревые токи. Давайте рассмотрим их более подробно.
В электронных схемах конденсаторы используются для самых разных целей, включая соединения, развязки, фильтрацию и шунтирование.
Неправильный выбор конденсатора может привести к чрезмерному рассеиванию мощности, чрезмерному шуму, нестабильности схемы, непредсказуемой производительности и сокращению срока службы изделия.
Практический конденсатор — неидеальный компонент. Модель схемы содержит индуктивность последовательных потерь (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.
Механизмы потерь энергии в конденсаторах Диэлектрические потери
Различные диэлектрические материалы по-разному реагируют на подачу или снятие напряжения. Диэлектрические потери связаны с тем, как диэлектрические материалы поляризуются или релаксируют 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 на диэлектрическую проводимость
Потери на диэлектрическую проводимость относятся к потерям, вызванным фактическим перемещением заряда через диэлектрический материал. Эти потери имеют тенденцию быть наибольшими при высоких температурах и низких частотах. В большинстве конденсаторов диэлектрические потери на проводимость сильно зависят от приложенного напряжения.
Потери омического сопротивления
Металлические выводы, электроды и внутренняя проводка конденсаторов имеют сопротивление. Эти потери энергии незначительно зависят от температуры и частоты. Однако на высоких частотах эффект глубины скин-слоя в электродах становится значительным.
Хотя потери на омическое сопротивление, происходящие в клеммах и внутренней проводке, незначительны в слаботочных приложениях, их нельзя игнорировать в сильноточных приложениях.
Сегнетоэлектрические гистерезисные потери
Некоторые материалы с высокой диэлектрической проницаемостью демонстрируют потери, сильно зависящие от приложенного напряжения. Эти потери называются сегнетоэлектрическими гистерезисными потерями и возникают, когда поле внутренней поляризации и приложенное поле имеют одинаковую величину. Это условие вызывает насыщение диэлектрического материала. Конденсаторы, изготовленные из материалов с такой высокой диэлектрической проницаемостью, проявляют чувствительность к перепадам напряжения, постоянной поляризации и изменению емкости в зависимости от напряжения. Сегнетоэлектрические гистерезисные потери распространены в керамических конденсаторах из материалов с высокой диэлектрической проницаемостью.
Межфазные поляризационные потери
Диэлектрические системы большинства высоковольтных конденсаторов состоят как минимум из двух разных материалов.
Каждый из этих материалов имеет различные свойства диэлектрической проницаемости и проводимости. Эта разница в свойствах вызывает накопление заряда на внутренних границах раздела таких материалов при приложении постоянного напряжения. Межфазные поляризационные потери распространены в низкочастотных высоковольтных конденсаторах.
Потери при частичном разряде
В некоторых конденсаторах наблюдается частичный разряд, когда они подвергаются воздействию высоких скоростей изменения напряжения. Этот механизм потери энергии называется потерями частичного разряда, и он распространен в газонаполненных и жидкостных конденсаторах, особенно при высоких напряжениях. Потери частичного разряда также могут быть вызваны переполюсовкой напряжения.
Вихревые токи
В конденсаторах потери на вихревые токи сильно зависят от частоты. В большинстве приложений этот механизм потери энергии имеет незначительное влияние и обычно игнорируется. Однако в сетях с формированием импульсов потери на вихревые токи оказывают существенное влияние и должны учитываться.
Искрение
В некоторых конденсаторах искрение может возникать во время разряда. Искрение возникает в основном между соседними металлическими поверхностями, и это распространенный механизм 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 обусловлены в первую очередь 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.
Уровень ESR конденсатора зависит от многих факторов. Основное влияние оказывают его конструкция и свойства диэлектрического материала.
Диэлектрические потери определяются типом поляризации диполя и его подвижной способностью, которые определяют основное поведение ESR в зависимости от частоты. Конструкция может добавить дополнительные потери, такие как движение ионов в электролите, неравномерная длина пути между электродами из-за пористой структуры или снижение ESR за счет параллельной конфигурации в многослойных конструкциях.
На следующем рисунке 1 показан пример частотной зависимости ESR для алюминиевых, танталовых и MLCC конденсаторов 220 мкФ, 6,3 В. Стандартная частота спецификации ESR составляет 100 кГц, где MLCC показывает очень низкое ESR. Это необходимо учитывать для правильного выбора конденсатора при работе на более низкой частоте. Если, например, необходимо отфильтровать низкочастотный шум 50 Гц или 216 Гц, MLCC может быть худшим выбором для массовой фильтрации.
Рисунок 1. Сравнение ESR в зависимости от частоты на алюминиевых, танталовых электролитических конденсаторах и конденсаторах MLCC 220 мкФ 6,3 ВЭквивалентное последовательное сопротивление керамических конденсаторов
Эквивалентное последовательное сопротивление является одним из наиболее важных параметров, которые следует учитывать при выборе керамического конденсатора для вашей электронной схемы.
В керамических конденсаторах этот параметр представляет собой сумму потерь, возникающих в металлических элементах и диэлектрическом материале. Во многих приложениях 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. Чрезмерные потери могут вызвать нагрев диэлектрика, что приведет к тепловому пробою и выходу из строя конденсатора. В керамических конденсаторах диэлектрические потери преобладают на низких частотах. На высоких частотах эти потери уменьшаются и их вклад в общее ESR пренебрежимо мал.
Потери металла включают потери на омическое сопротивление и скин-эффект.
В керамических конденсаторах потери металла в основном зависят от характеристик материалов и конструкции. Скин-эффект является распространенным механизмом 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 металла преобладают на высоких частотах.
Высокие значения ESR могут привести к чрезмерным потерям мощности и сокращению срока службы батареи. Использование конденсаторов с малыми потерями в устройствах связи и шунтирования помогает продлить срок службы батарей портативных электронных устройств. В ВЧ усилителях мощности легко добиться высокой эффективности и увеличенной выходной мощности с помощью керамических конденсаторов с малыми потерями. Использование конденсаторов с высоким ESR снижает эффективность, поскольку большой процент мощности тратится впустую в виде потерь ESR.
Конденсаторы с малыми потерями рассеивают меньше тепла.
Использование таких компонентов позволяет разработчикам схем решать тепловые проблемы в электронных схемах. В приложениях с высоким ВЧ использование керамических конденсаторов с высоким ESR может привести к чрезмерному нагреву. В малошумящих усилителях для повышения эффективности и эффективного усиления используются конденсаторы с низким ESR.
Керамические диэлектрики класса 1 обладают превосходной стабильностью и малым рассеиванием 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 эффективность емкости/объема.
Эквивалентное последовательное сопротивление в танталовых конденсаторах
Анод танталовых конденсаторов изготовлен из металлического тантала. Однако в танталовых конденсаторах фольгированного типа используется полоска фольги. Слой оксида используется в качестве изолятора, и его толщина определяет номинальное напряжение конденсатора.
Диоксид марганца, второй проводник в твердотельных танталовых конденсаторах, используется для покрытия оксидного слоя. В случае конденсаторов фольгированного типа электролит является вторым проводником. Как в твердотельных танталовых, так и в фольгированных конденсаторах для изготовления выводов используются дополнительные материалы.
В танталовых конденсаторах основной вклад в эквивалентное последовательное сопротивление вносят потери в контактных материалах и оксидных изоляторах. На высоких частотах потери в оксидных изоляторах менее значительны по сравнению с потерями в контактном материале. Однако на низких частотах потери оксидного изолятора более значительны.
Потери оксида в танталовых конденсаторах немного увеличиваются с повышением температуры. Для сравнения, сопротивление двуокиси марганца уменьшается с повышением температуры. Кроме того, потери сопротивления диоксиду марганца варьируются в зависимости от производственных процессов, и их сложно анализировать.
На низких частотах, особенно ниже 1 Гц, диэлектрическое поглощение и ток утечки оказывают значительное влияние и должны учитываться.
Как правило, в типичном танталовом конденсаторе ESR уменьшается с увеличением частоты. ESR во многом влияет на характеристики танталовых конденсаторов. Начнем с того, что его резистивный эффект вызывает нагрев конденсаторов. Во-вторых, ESR увеличивает импеданс в цепях, тем самым делая танталовые конденсаторы менее эффективными для приложений с развязкой и фильтрацией.
Эквивалентное последовательное сопротивление алюминиевых электролитических конденсаторов
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 допустимой пульсации тока.
В алюминиевом электролитическом конденсаторе алюминиевый анод, катодная фольга, электролит и выводы вносят вклад в общее ESR конденсатора.
Величина сопротивления от каждого источника в основном зависит от частоты и температуры. При низких частотах и низких температурах оксид алюминия вносит наибольший вклад в общее ESR. С другой стороны, при высоких частотах и высоких температурах наибольший вклад в общее ESR вносит электролит. Как правило, в условиях применения сочетания бумаги и электролита являются основными источниками эквивалентного последовательного сопротивления в этих конденсаторах.
Значение ESR алюминиевого электролитического конденсатора зависит от толщины и плотности бумажных разделителей. Чтобы свести к минимуму эквивалентное последовательное сопротивление, более толстые и плотные сепараторы не рекомендуются. Использование большого количества лепестков и материала электролита с высокой проводимостью помогает снизить ESR в алюминиевых электролитических конденсаторах. Соединения лепестков, фольга и бумажные разделители могут быть адаптированы для создания определенного вклада сопротивления в общее эквивалентное последовательное сопротивление.
