Como encontrar o ESR de um capacitor

Estou construindo um circuito de fonte de alimentação e o regulador de comutação ( L4963 ) exige um capacitor de saída de ESR baixo . O capacitor em questão é C3 do circuito da placa de avaliação.

O que significa "baixo"? Quão baixo?

Além disso, como localizo ou calculo o ESR para um capacitor cuja folha de dados não possui um parâmetro chamado ESR?

Se uma folha de dados diz apenas 'ESR baixo' sem especificar um valor, geralmente você está bem com qualquer estilo de capacitor com um ESR relativamente baixo. Tudo isso realmente significa que você deve evitar capacitores eletrolíticos de alumínio não classificados baratos, já que a ESR é terrivelmente alta e pode ter vários ohms.

Nesse caso, ele deseja um capacitor 'baixo ESR' para o capacitor de saída de 1000 µF. Acho que nunca vi um capacitor de cerâmica de 1000 µF e um capacitor de tântalo de 1000 µF provavelmente custaria US $ 50, então você terá que rastrear um capacitor de alumínio de baixo ESR para esta aplicação. A ondulação da saída diminuirá linearmente com o ESR do capacitor, portanto, quanto menor, melhor até o preço que você deseja pagar.

Como um aparte, essa é uma capacitância de saída ridiculamente alta necessária para um regulador de comutação nessa faixa de tensão. Você pode procurar um regulador que atenda às suas necessidades, mas seja estável sem esse requisito. Não me entenda mal, geralmente quanto mais capacitância melhor, mas 1000 µf é realmente alto para uma fonte de alimentação de 1,5 A.

É 'resistência em série equivalente' e é um pouco dependente da frequência. Basicamente, é a inevitável resistência comum que acompanha o capacitor.

ESR mais baixo significa que o capacitor é mais como um elemento de circuito ideal. A resistência apenas dissipa a energia, o que resulta em calor, o que geralmente não é bom para capacitores, especialmente eletrolíticos.

Apenas especulando agora - Na folha de dados que você vinculou, o parâmetro saliente parece 'tangente ao ângulo de perda'. Se alguém assumir que 'ângulo de perda' é o ângulo distante de uma reatância puramente capacitiva, a tangente desse ângulo seria a resistência em série dividida pela reatância capacitiva; nesse caso, esse número baixo implicaria que a VHS fosse baixa.

No que diz respeito aos números: uma tampa ESR baixa para um comutador geralmente não deve ter mais do que alguns 10 mOhm.

Como "baixo" depende da eficiência e confiabilidade que você está tentando alcançar. Para capacitores com baixa ESR, o fabricante fornecerá os valores.

Procure por capacitores Nichicon de baixo ESR e você encontrará peças com baixo ESR. A série VR não é um capacitor de resistência de baixa série. A série PM é e o ESR é especificado na folha de dados. Nichicon (que produz excelentes capacitores) pode ter algumas séries mais recentes.

A ESR é crítica para a vida útil do capacitor, pois, à medida que a ESR aumenta, a temperatura do capacitor aumentará, o que diminuirá sua vida útil.

A ESR depende da frequência e da temperatura. A maioria das folhas de dados listará o ESR para várias frequências discretas, que podem ou não ser a sua frequência de comutação.

Se você possui um medidor de LCR, pode conectar o capacitor, definir a frequência e medir o ESR.

Isso é importante para calcular a perda térmica dentro do seu capacitor. Isso volta à lei de Ohm ; para a sua frequência de comutação, existe um ESR, que é R, e você tem corrente fluindo para dentro e para fora do capacitor, que é I. Coloque o quadrado e multiplique por R e você terá a perda de energia dentro do capacitor. A folha de dados do capacitor também indicará sua resistência térmica, para que você possa estimar a temperatura na qual seu capacitor estará funcionando. Selecione uma classificação de temperatura adequada para sua aplicação.

Nesse caso, acho que o ESR baixo é necessário para obter uma baixa ondulação na tensão de saída.

A corrente através do indutor terá alguma ondulação e, assumindo uma corrente de saída constante, o capacitor terá que absorver ou fornecer a diferença para a saída. Multiplique essa corrente de ondulação com a ESR e você obterá a tensão de ondulação.

Você pode medir a ESR carregando e descarregando o capacitor com uma corrente relativamente alta comutada por um gerador de funções e, em seguida, medindo a tensão de ondulação com um osciloscópio.

Eu vi 170 mOhm na prática para um capacitor eletrolítico de ESR SMD baixo. Se bem me lembro, a diferença de tensão era de 0,5V, portanto a ondulação da corrente deve ter sido de 3 A (limitada pela fonte de alimentação).

ESR é a variação da resistência em diferentes cargas (corrente) e carga forçada (curvas de corrente / frequência). assim, com dois ou três (melhores) ciclos de carga / descarga e o ângulo-delta de suas variações na "resistência" do capacitor, você pode obter facilmente a resistência interna relativa. Assim, determine um coeficiente chamado ESR, que é a resistência Z em vários ciclos de velocidade de carga / descarga ...