Basit bir RC devresinde bir kapasitörün kesme frekansını tahmin etmekle ilgileniyorum. Kondansatör ve direnç seri olduğundan, ESR değerini direnç değerine ekleyebilir miyim?
Örneğin, ESR 0,5Ω ve yüküm 1kΩ ise, o zaman hesaplamada R değeri 1000,5Ω?
Bu durumda ESR ihmal edilebilir mi? Yoksa "Aslında, gerçek pratikte ..." bir zeyilname var mı?
Yanıtlar:
Bir RC filtresi yapmaya çalışıyorsanız, kasıtlı R'niz kapasitörün ESR'sinden (eşdeğer seri direnç) çok daha büyük olmalıdır, aksi takdirde devrenizi yine de bozacak diğer efektlere çarpacaksınız. Evet, teoride, ESR'yi örneğinizdeki gibi dış direncinize eklersiniz. Ancak bu gerçekten önemliyse, sınıra çok yakınsınız. Örneğiniz, ESR'nin gürültü seviyesinin çok altında olduğunu göstermesi açısından iyidir. Diğer alanlarda, harici 1 kΩ'ya eklenen 1/2 Ohm ile temsil edilenden çok daha fazla eğime sahipsiniz.
İyi bir kapasitör veri sayfasına bakın ve her kapasitörün sadece belirli bir frekans sınırına kadar düzgün çalıştığını göreceksiniz. Küçük yüzeye monte seramikler için, bu genellikle birkaç 100 MHz'dir. Genellikle bu, kapasitör empedans büyüklüğünün frekansın bir fonksiyonu olarak gösterildiği empedans grafikleri olarak gösterilecektir. İdeal kapasitör için, bu sonsuza kadar frekansla ters orantılı olacaktır. Gerçek kapasitörler için düşük empedans limiti vardır, daha sonra frekans arttıkça empedans tekrar yükselmeye başlar.
Empedans grafiğinde dikkate alınan her türlü etki vardır. Bunlar, dielektrik, kaçınılmaz parazitik endüktans ve muhtemelen sadece sınırlı anlamda ESR'nin özelliklerini içerir. ESR'deki "eşdeğerini" hatırlayın. Çoğu, kapağın yapısı nedeniyle gerçek bir seri direnç değil, bir dizi başka etki, özellikle de dielektrikte devam eden detaylar sunmanın basitleştirilmiş bir yoludur.
Kısacası, minimum empedans frekansına ve ötesine veya öz-rezonans frekansına yaklaştığınızda, tek bir ESR numarası kadar basit bir şey artık geçerli değildir. Onlardan yeterince uzak kalırsanız, ESR bir RC filtresine gürültü olacaktır. Tersine, biraz ESR'nin gerçekten önemli bir fark yaratacağını bulursanız, kapağı artık sadece bir kapasitör olmadığı bir rejimde çalıştırdığınız sağlam bir ipucu. İyi sınırların bile ±% 10 olduğunu unutmayın, bu nedenle kasıtlı dış direncin% 1'i olan bir ESR'nin önemi daha iyi değildi, aksi takdirde devrenizde bir tolerans probleminiz var.
ESR'nin önem verdiği iki ortak yer vardır, bunların ikisi de RC filtreleriyle ilgisi yoktur. Birincisi, kapak çıkışı boyunca doğrusal bir regülatörün stabilitesini etkilemektir. Eski LDO'lar, çıktıda bir elektrolitik veya belki de tantal kapak olacağı varsayılarak tasarlandı. Bunlar sınırlı bir ESR'ye güvenebilir. Bu ESR, regülatördeki kontrol döngüsünü telafi ederken düşünülmüştür. Onsuz, bazı düzenleyiciler kararsız hale gelir. Daha modern LDO'lar, çıktı üzerinde çok düşük ESR'ye sahip seramik kapaklar varsayarak tasarlanmıştır. Bu regülatörler, özellikle 0 ESR'ye kadar bir çıkış kapasitansı ile çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Çıktıya güvenli bir şekilde seramik kapak koyabileceğiniz tek tip budur, çünkü genellikle minimum garantili ESR'ye sahip olduklarına güvenemezsiniz. Veri sayfaları genellikle yalnızca maksimum ESR'yi garanti eder,
İkincisi, birçok anahtarlama güç kaynağında olduğu gibi aniden büyük akım atımlarını bir kapağa boşaltırken. ESR'nin şimdiki zamanları, sıklıkla dikkatli bir şekilde düşünülmesi gereken, kapak voltajında anlık bir yükselişi temsil eder.