Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) является фундаментальным фактором при проектировании схем и представляет собой измерение всех неидеальных сопротивлений последовательно с конденсатором. Когда многослойные керамические конденсаторы (MLCC) подвергаются воздействию переменного напряжения с проходящим через них током, их собственные потери из-за ESR и т. д. выделяют тепло, что может вызвать различные проблемы с производительностью и надежностью в современных более сложных и меньших схемных системах.
Точно так же фактор качества (Q) является важным параметром для измерения MLCC. Как и ESR, добротность зависит от частоты, и ее трудно точно измерить во всем диапазоне частот. Кроме того, связанная с этим работа по измерению требует проверки предоставленных данных, поэтому прямое сравнение данных, предоставленных разными компаниями, весьма проблематично.
Однако одно можно сказать наверняка — измеренное значение сильно зависит от сопротивления пластин проводника, изоляционных материалов, клемм и т. д. Чем выше значение ESR, тем выше потери энергии конденсатора — см. следующее уравнение
где Rs — эквивалентное последовательное сопротивление ESR (в омах), DF — коэффициент рассеяния, а Xc — емкостное реактивное сопротивление (в омах).
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) также определяет, какая часть пульсирующего тока будет преобразована в тепловую энергию. Как упоминалось выше, если рассеивание мощности не регулируется должным образом, высокие температуры могут отрицательно сказаться на характеристиках конденсатора и привести к случайному повреждению компонентов во время продолжительной работы.
Где P — рассеиваемая мощность (в ваттах); I — среднеквадратический ток (в амперах); R — эквивалентное последовательное сопротивление ESR (в омах).
Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) можно измерить двумя способами.
Использование резонансной лампы, резонансная частота и полоса пропускания которой зависят от добротности и ESR конденсатора. Или с помощью анализатора импеданса для измерений развертки, который позволяет напрямую измерять характеристики, но также имеет более характерные проблемы с плохим контактом.
Должно быть ясно, что емкость и рабочее напряжение являются двумя определяющими параметрами MLCC, а хороший контроль материалов и конструкции означает постоянную производительность конденсатора, хотя фактические измеренные значения могут отличаться.
Также важно отметить, что сравнение данных, полученных из разных источников или протестированных в разное время, может не дать истинной картины фактической работы компонента в схеме; также важно учитывать, что тестовые данные были получены от компонента, установленного в тестовом приспособлении, и поэтому не полностью отражают фактические характеристики компонента, впаянного в схему.
Кроме того, пригодность компонента для рассматриваемого приложения должна быть подтверждена оценкой схемы, а значения ESR и Q предоставляются для обеспечения эталона производительности MLCC в определенном диапазоне рабочих частот.
Знание значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) имеет решающее значение, поскольку оно определяет, подходит ли компонент для применения в ВЧ-мощностях. Если значение ESR слишком велико, самонагрев, вызванный потерями, будет слишком высоким, и компонент выйдет из строя из-за перегрева. По значению ESR также можно рассчитать максимальный номинальный ток, который может выдержать компонент.
Также стоит отметить, что в приложениях с высоким пульсирующим током важно учитывать влияние эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) — например, в ряде связанных приложений, таких как электромобили, значение ESR конденсаторов фильтра и плоский ток конденсаторы - это очень важный момент.
