Warum vermeiden Kondensator-Datenblätter die direkte Angabe des ESR-Werts?

Die meisten Datenblätter geben einen Parameter namens "Verlusttangens" an, anstatt den ESR-Wert direkt anzugeben. Warum geben sie nicht einfach einen numerischen Wert dafür an? Warum wird Verlusttangens gegenüber ESR bevorzugt? Gibt es etwas, das die Abgabe des ESR verhindert, als ob es von der Frequenz abhängig wäre?

Es ist nur eine von vielen Möglichkeiten, dasselbe zu spezifizieren.

Andere Möglichkeiten sind:

• Verlustfaktor (DF)
• Qualitätsfaktor (Q)

Es ist einfach eine Frage, die für die jeweilige Aufgabe bequemer ist. Die Wahl der verwendeten Maßnahme kann durch die erwartete Anwendung des Kondensators oder nur durch die Tradition beeinflusst werden.

Beachten Sie insbesondere, dass der Begriff einschließlich ESR auch die Reaktanz des Kondensators umfasst, die frequenzabhängig ist. Um den ESR aus dem Verlustfaktor, dem Qualitätsfaktor oder dem Verlustfaktor zu berechnen, müssen wir daher auch die Kapazität und die Frequenz kennen, mit der diese anderen Maßnahmen angegeben werden.

Obwohl das ESR-Modell einen von der Frequenz unabhängigen Widerstandsverlust vorschlagen würde, variiert der ESR in Wirklichkeit auch mit der Frequenz. Daher ist es unklug, die im Datenblatt angegebenen Eigenschaften auf wesentlich unterschiedliche Frequenzen zu extrapolieren.

Einige Kondensatoren, insbesondere solche mit axialen Leitungen, verhalten sich ähnlich wie ein einzelner idealer Kondensator in Reihe mit einem einzelnen idealen Widerstand, viele andere Kondensatoren jedoch nicht. Sie verhalten sich eher wie ein komplexes Netzwerk vieler kleiner idealer Kondensatoren, die über ideale Widerstände und Induktivitäten miteinander verbunden sind. Bei Ansteuerung mit einer Sinuswelle einer bestimmten Frequenz verhält sich sogar ein realer Kondensator im Allgemeinen wie eine einzelne ideale Kappe in Reihe mit einem einzelnen idealen Widerstand, aber die Werte der scheinbaren Kappe und des Widerstands bei 1 Hz können sich stark von ihren Werten bei 100 MHz unterscheiden . Betrachten Sie das folgende Netzwerk:

^{simulieren Sie diese Schaltung - Schema erstellt mit CircuitLab}

R1 und C1 bilden das Äquivalent eines 10uF-Kondensators mit einem "perfekten" ESR von 10 Ohm; R2 und C2 entsprechen einem 100uF-Kondensator, ebenfalls mit einem "perfekten" ESR von 10 Ohm. Die übrigen Teile bilden eine vereinfachte Version eines "typischeren" 100uF-Kondensators.

Wenn man im Editor auf die Funktion "Frequenzsimulation" klickt, stellt man fest, dass die Größe des Stroms bei etwa 158 Hz für R1 dieselbe ist wie für R3; man könnte sagen, dass der durch R3 / R3b / C3a / C3b gebildete "Kondensator" einen ESR von 10 Ohm hat. Andererseits werden die Größen der Ströme in R2 und R3 nicht annähernd die von R1 sein [was zeigt, wie eine 100uF-Kappe mit einem ESR von 10 Ohm "aussehen" sollte].

Die obige Diskussion ist etwas zu stark vereinfacht; Tatsächlich ist die Strom / Spannungs-Phasenbeziehung wichtig, und wie im oberen Diagramm gezeigt, sind sie sehr unterschiedlich. Dennoch könnte man bei jeder gegebenen Frequenz ein Widerstands / Kondensator-Paar finden, das sowohl der Größe als auch der Phase von R3 entspricht, und das Verhalten dieses Paares bei dieser Frequenz würde sich immer noch sehr von dem einer 100uF-Kappe bei dieser Frequenz unterscheiden Wert des Widerstands.

Der Verlusttangens ist der Tangens des Winkels zwischen der Impedanz und der Reaktanz Vektoren / Phasoren des Kondensators, so dass es ist frequenzabhängig.

Wenn Sie die Kapazität und die Frequenz kennen, kann die Reaktanz bestimmt werden, und wenn Sie den Tangens des Winkels zwischen Reaktanz und Impedanz kennen, können Sie die Impedanz und den Widerstandsteil der Impedanz, den ESR, ermitteln.