저 ESR 커패시터를 언제 사용해야합니까

나는 새로운 디자인의 중간에 있으며 올바른 커패시터를 선택해야합니다.

커패시터에서 등가 직렬 저항 (ESR) 의 영향은 무엇입니까 ?

저 ESR 커패시터는 언제 사용해야합니까?

커패시터의 리액턴스에 비해 커패시터의 ESR이 높은 경우 ( ) 관심 주파수에서 더 낮은 ESR 커패시터를 원할 수 있습니다.$X_C= \frac{1}{2\pi fC}$

"저 ESR"커패시터에 대한 요구 사항은 일반적으로 주파수가 비교적 높은 (kHz-MHz) 스위칭 전원 공급 장치의 출력 필터에서 발생합니다. 대용량 전해액이 비례 적으로 작은 ESR을 가지므로 100Hz 또는 120Hz 리플이 ESR의 영향을 크게받지 않는 메인 필터 (SMPS의 입력 필터 포함)에서는 그다지 중요하지 않습니다.

ESR은 또한 가열을 일으켜 전해 커패시터의 수명을 획기적으로 단축 할 수 있습니다 (10 ° C 상승 할 때마다 절반의 수명이 일반적입니다).$I^2R$

또한 저소음 아날로그 전원 공급 장치를 구축하는 데 유용합니다. 저 ESR 부품은 대안이 아닌 고품질 저 ESR 폴리머 전해를 사용할 때 더 적은 필터 단계로 노이즈를 줄일 수 있기 때문입니다.

ESR은 커패시터와 직렬로 연결된 저항입니다.

커패시터에 리플 전류가 많은 경우 낮은 ESR이 중요합니다. RMS 리플 전류는 커패시터의 가열 (I ^ 2R) 손실 및 추가 리플 전압을 유발합니다.

또한 커패시터의 주파수 응답에 영향을 미칩니다. RC 회로로 형성된 ESR 제로는 실제로 높은 출력 리플을 희생하면서 전원 공급 장치 제어 루프의 안정성을 도울 수 있습니다.

따라서 어플리케이션에 높은 리플 전류가 있고 안정성을 위해 ESR 제로가 필요하지 않은 경우 낮은 ESR 캡이 나올 것입니다.

큰 di / dt가없는 에너지 저장을 찾고 있다면 고용량 전해가 더 적합합니다.

예상 I ^ 2 R 열 손실 (리플 전류, 제곱, ESR 곱하기)이 구성 요소에 대해 너무 많은 열인 경우 낮은 ESR 커패시터를 사용해야합니다.

전원 공급 장치 커패시터는 AC 소스에서 공급되는 DC 전원을 부드럽게 리플합니다. AC 소스가 저주파 (50Hz, 60Hz, 120Hz ...) 인 경우 커패시터는 물리적으로 크기가 크며 높은 ESR (1000uF 필터 커패시터가있는 1A 전원의 경우 1ohm과 같은)을 견딜 수 있습니다. 이는 1 암페어 리플 전류가 1 와트의 열만 생성했으며 1000uF의 큰 커패시터 (표면적)는 그 열을 방출 할 수 있기 때문입니다.

스위치 모드 전원 공급 장치가 최대 50kHz가되었을 때 적절한 이상적인 커패시터 값이 (1A 출력에 대해) 약 2.2 uF 인 경우, 1ohm ESR은 동일한 1W가 완두콩 크기의 커패시터에 덤프됨을 의미합니다. 1 와트의 열을 발산하기에는 너무 작기 때문에 실패합니다.

그것은 전체 이야기가 아닙니다 (평균 소비가 지원 가능한 것처럼 보일지라도 지역 난방 '핫 스팟'이있을 수 있음). 따라서 별도의 ESR 및 리플 전류 사양이 있습니다.

DC 전원 공급 장치 필터링 외부의 커패시터 ESR은 불필요한 스트레이 임피던스이기 때문에 문제가됩니다. '소산 계수'또는 '손실 탄젠트'또는 Q로 논의 될 수 있으며 상당한 주파수 의존성을 갖습니다.

낮은 ESR 커패시터를 원하는 또 다른 상황은 서브 우퍼 앰프와 같이 작은 버스트에서 많은 전류가 흐를 때입니다. 이러한 경우 더 높은 ESR은 끌어 올 수있는 최대 전류를 제한하므로 전원 출력 및 회로 성능이 제한됩니다.