A kondenzátor impedancia és az ESR gyakoriságjellemzők elemzése

1. Bevezetés
A kondenzátor impedanciájának (| z |) és az ekvivalens sorozat ellenállás (ESR) frekvenciajellemzői kritikusak az áramkör kialakításában való teljesítményének kiértékeléséhez, különösen a zajszuppresszióban és a feszültség stabilizálásában. Ez a cikk szisztematikusan magyarázza ezeket a jellemzőket az ideális és a valós kondenzátorok összehasonlításával, amelyeket képletek és grafikonok támasztanak alá.

2. Ideális kondenzátor viselkedés
Az ideális kondenzátor impedanciája tisztán kapacitív:

ahol ω a szögfrekvenciás és a FÁK kapacitása. Amint az az 1. ábrán látható, az ∣z∣decreases fordítva a gyakorisággal (2. ábra), és az ESR nulla (nincs veszteség).

3. Valódi kondenzátor viselkedés
A valódi kondenzátorok parazita hatásokat mutatnak (3. ábra):

ESR: A dielektromos veszteség és az elektród ellenállás okozta.
ESL: Parazita induktivitás elektródokból vagy vezetőkből.
Frekvencia-válaszuk egy V-görbét követi (4. ábra):

Alacsony frekvenciájú tartomány (kapacitív régió) : ∣z∣ = 1/ωc, az ESR dominál a dielektromos veszteség.
Rezonanciapont : ∣z∣Reaches minimum (∣z∣ = esr), meghatározva az önmeghatározó frekvenciát.
Nagyfrekvenciás tartomány (induktív régió) : ∣z∣ = ωl, a bőrhatás által érintett ESR.

4. A kondenzátortípusok összehasonlítása
10 μF kondenzátorokhoz (5. ábra):

Alumínium elektrolitikus: Magas ESR magas frekvenciákon (az elektrolit ellenállás miatt).
Többrétegű kerámia: Kiváló, nagyfrekvenciás teljesítmény, alacsony ESR-vel.
Filmkondenzátorok: Alacsony ESL, ideális a magas frekvenciájú alkalmazásokhoz.

5. Következtetés
A magas frekvenciájú áramkörökben az ESR-t és az ESL-t gondosan figyelembe kell venni. A tervezőknek ki kell választaniuk a kondenzátorokat, például a többrétegű kerámiát a leválasztáshoz és az alumínium elektrolitikához az alacsony frekvenciájú szűréshez.