Любой электронный элемент помимо своей основной характеристики (емкости, например) описывается рядом показателей, связанных с физическими особенностями структуры. Под ESR современного конденсатора понимается его эквивалентное сопротивление в последовательной цепочке. Для грамотного использования этого элемента в импульсных электронных схемах важно знать, что это такое и как учитывается при расчетах и на практике.
Реальные параметры конденсатора
Перед использованием в рабочих схемах типового конденсатора (простого или электролитического) в первую очередь следует ознакомиться с набором его характеристик.
Для описания реального конденсаторного элемента применяются следующие типовые параметры:
- R – сопротивление току диэлектрика, находящегося между обкладками.
- С – емкость конденсатора.
- ESR – рассматриваемый нами параметр.
- ESI (или ESL) – его приведенная индуктивность (фото ниже).
В этом перечне нас интересует только третий элемент, необходимость учета которого возникла с появлением импульсных преобразователей. Сравнительно высокие частоты вынудили разработчиков обращать внимание на ESR конденсаторов, пренебречь потерями в которым уже было нельзя (как это делалось ранее в низкочастотных схемах).
Формула для расчета
Рассматриваемый нами параметр определяется по следующей формуле:
Здесь первое слагаемое – это сопротивление обкладки из алюминия, второе – тот же показатель, но применительно к электролитической обкладке. Третье слагаемое соответствует сопротивлению диэлектрика, а четвертое – тому же параметру для рабочих выводов.
Электролиты и измерение нужного показателя
Обратим внимание на то, что в большинстве случае ESR относится именно к электролитам, характеристики которых начинают "плавать" при нагревании. Чрезмерный нагрев является самой частой причиной неестественного старения конденсатора и последующего его "вздутия".
Одновременно с этим начинает расти показатель ESR, хотя его емкость остается в пределах номинального значения. Не очень удобно каждый раз при необходимости определения его величины браться за калькулятор и рассчитывать нужное значение. Гораздо проще и удобнее определить его, воспользовавшись современными приборами, разработанными специально для измерения сопротивлений.
Измерение потерь
Для получения результата таким способом потребуется измеритель LCR характеристик от китайского или какого-либо другого производителя (фото ниже).
С его помощью удается замерять не только емкость контролируемого элемента, но и сопротивление на сравнительно высокой частоте. После этого пользователю останется лишь сравнить его с допустимыми для данной схемы значениями, приводимыми в специальных таблицах.