Low ESR

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Zależność ESR i impedancji Z od częstotliwości

Low ESR – oznaczenie występujące na niektórych kondensatorach elektrolitycznych. W niektórych podzespołach komputerowych wykorzystywane są powszechnie kondensatory elektrolityczne niskoimpedancyjne, a ściślej low ESR (Equivalent Series Resistance) tj. kondensatory z niską zastępczą rezystancją szeregową. ESR odpowiada szeregowo wpiętemu do pojemności rezystorowi (na rezystancję składają się, w danej częstotliwości napięcia zmiennego, opór elektrolitu, dielektryka, okładek, przewodów wyprowadzających). Kondensatory low ESR zazwyczaj specyfikowane są dla 100kHz, a oznaczone jako Low Impedance mogą być używane w paśmie audio. Kondensator elektrolityczny "idealny" nie posiada żadnej rezystancji, jedynie pojemność. Jednak w rzeczywistości materiał, z którego zbudowano kondensator, posiada skończony opór. Kondensatory low ESR mają niski opór (ściślej impedancję) i dzięki temu m.in. mniej się nagrzewają i nie wprowadzają do układu zbędnej, nadmiernej rezystancji. Kondensatory elektrolityczne low ESR mają zazwyczaj mniejsze wymiary niż zwykłe kondensatory elektrolityczne o tej samej pojemności i na to samo napięcie. Kondensatory z dużym ESR wlutowane tam, gdzie powinny być kondensatory low ESR (np. warunki pracy powyżej 100 kHz), będą się silnie nagrzewać, poziom prądów tętnień będzie nieakceptowalny i szybko ulegną uszkodzeniu.

ESR jest odwrotnie proporcjonalny do pojemności kondensatora, tzn. im większa pojemność, tym niższy ESR. Kondensatory na wyższe napięcie mają niższą wartość ESR w porównaniu z taką samą pojemnością na niższe napięcie. Zazwyczaj także kilka kondensatorów połączonych równolegle ma niższy ESR od jednego o sumarycznej pojemności, a ponadto zwykle mają większy dopuszczalny prąd tętnień (ripple current). W przybliżeniu moc wydzielana na dwóch mniejszych oporach ESR każdej z osobna pojemności to pierwiastek z prądu, który przy zwielokrotnieniu na kilka pojemności jest kilkakrotnie mniejszy.

Częstotliwość i ESR są ze sobą powiązane. Na wykresie przedstawiona jest zależność między innymi ESR i Z od częstotliwości. Z wykresu wynika m.in., że chcąc osiągnąć mniejszy ESR potrzebny jest kondensator o większej pojemności lub mniejszym Df (dielektryk).

Budowa kondensatora[edytuj]

Kondensator można przedstawić jako złożenie (obwód zastępczy) kilku elementów szeregowo: ESR (equivalent series resistance | zastępcza rezystancja szeregowa); równolegle pojemność C i rezystancja upływu Rp; ESL (equivalent series inductance | zastępcza indukcyjność szeregowa).

gdzie

fczęstotliwość,
Df – współczynnik rozproszenia,
XCreaktancja pojemnościowa.

Natomiast impedancja kondensatora równa jest:

Pomiar ESR[edytuj]

Idealny kondensator ma swoją reaktancję XC, która jest składową impedancji Z. Dla szeregowego połączenia rezystora oraz kondensatora moduł Z wynosi:

Reaktancję Xc wylicza się ze wzoru:

Moduł |Z| można wyznaczyć z prawa Ohma zasilając kondensator napięciem sinusoidalnie zmiennym. |Z| mierzy się dla konkretnej częstotliwości napięcia zasilającego. Korzystając z zależności można obliczyć ESR.