+86-571-85858685

ความเข้าใจโดยย่อของ ESR และปัจจัยด้านคุณภาพ (Q)

Aug 29, 2022

ในฐานะที่เป็นปัจจัยพื้นฐานในการออกแบบวงจร ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) คือการวัดความต้านทานที่ไม่เหมาะทั้งหมดในอนุกรมด้วยตัวเก็บประจุ เมื่อตัวเก็บประจุเซรามิกหลายชั้น (MLCC) อยู่ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน การสูญเสียของตัวเก็บประจุเองเนื่องจาก ESR ฯลฯ จะทำให้เกิดความร้อน ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาด้านประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือต่างๆ ในระบบวงจรที่เล็กและซับซ้อนกว่าในปัจจุบัน

ในทำนองเดียวกัน ปัจจัยด้านคุณภาพ (Q) เป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญสำหรับการวัดค่า MLCC เช่นเดียวกับ ESR ปัจจัยด้านคุณภาพขึ้นอยู่กับความถี่และยากต่อการวัดอย่างแม่นยำตลอดช่วงความถี่ทั้งหมด นอกจากนี้ งานวัดที่เกี่ยวข้องต้องมีการตรวจสอบข้อมูลที่ให้มา ดังนั้นการเปรียบเทียบโดยตรงของข้อมูลที่ได้รับจากบริษัทต่างๆ จึงค่อนข้างเป็นปัญหา

อย่างไรก็ตาม มีสิ่งหนึ่งที่แน่นอน - ค่าที่วัดได้ขึ้นอยู่กับความต้านทานของแผ่นตัวนำ วัสดุฉนวน ขั้วต่อ ฯลฯ อย่างมาก ยิ่งค่า ESR สูงเท่าใด การสูญเสียพลังงานของตัวเก็บประจุก็จะยิ่งสูงขึ้น - ดูสมการต่อไปนี้

1

โดยที่ Rs คือ ESR ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (เป็นโอห์ม) DF คือปัจจัยการกระจาย และ Xc คือค่ารีแอกแตนซ์ของตัวเก็บประจุ (เป็นโอห์ม)

ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) ยังกำหนดจำนวนกระแสกระเพื่อมจะถูกแปลงเป็นพลังงานความร้อน ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น หากการกระจายพลังงานไม่ได้รับการจัดการอย่างเหมาะสม อุณหภูมิที่สูงอาจส่งผลเสียต่อประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุ และอาจนำไปสู่ความเสียหายต่อส่วนประกอบโดยไม่ได้ตั้งใจระหว่างการทำงานที่ยาวนานขึ้น

2

โดยที่ P คือการกระจายพลังงาน (เป็นวัตต์); I คือค่าเฉลี่ยของรูทกำลังสองกระแส (เป็นแอมป์); และ R คือ ESR ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (เป็นโอห์ม)

ความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) สามารถวัดได้สองวิธี

การใช้หลอดเรโซแนนซ์ซึ่งความถี่เรโซแนนซ์และแบนด์วิดท์ได้รับผลกระทบจากปัจจัยด้านคุณภาพและ ESR ของตัวเก็บประจุ หรือโดยการใช้เครื่องวิเคราะห์อิมพีแดนซ์สำหรับการวัดการกวาด ซึ่งช่วยให้สามารถวัดคุณสมบัติได้โดยตรง แต่ยังมีปัญหาการสัมผัสที่ไม่ดีอีกด้วย

ควรมีความชัดเจนว่าความจุและแรงดันไฟฟ้าในการทำงานเป็นสองพารามิเตอร์ที่กำหนดของ MLCC และการควบคุมวัสดุและการออกแบบที่ดีหมายถึงประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุที่สม่ำเสมอ แม้ว่าค่าจริงที่วัดได้อาจแตกต่างกันไป

สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือการเปรียบเทียบข้อมูลที่ได้จากแหล่งต่างๆ หรือการทดสอบในช่วงเวลาต่างๆ อาจไม่ให้ภาพที่แท้จริงของประสิทธิภาพที่แท้จริงของส่วนประกอบในวงจร สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาด้วยว่าข้อมูลการทดสอบได้มาจากส่วนประกอบที่ติดตั้งในฟิกซ์เจอร์ทดสอบ ดังนั้นจึงไม่ได้เป็นตัวแทนของประสิทธิภาพของส่วนประกอบจริงที่บัดกรีในวงจรอย่างสมบูรณ์

นอกจากนี้ ความเหมาะสมของส่วนประกอบสำหรับแอปพลิเคชันที่เป็นปัญหาต้องได้รับการยืนยันโดยการประเมินวงจร และค่า ESR และ Q ถูกจัดเตรียมไว้เพื่อเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับประสิทธิภาพของ MLCC ในช่วงความถี่การทำงานเฉพาะ

การทราบค่าของค่าความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากจะเป็นตัวกำหนดว่าส่วนประกอบนั้นเหมาะสำหรับการใช้งานพลังงาน RF หรือไม่ หากค่า ESR สูงเกินไป ความร้อนในตัวที่เกิดจากการสูญเสียจะสูงเกินไปและส่วนประกอบจะล้มเหลวเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป โดยอาศัยค่า ESR สามารถคำนวณพิกัดกระแสสูงสุดที่ส่วนประกอบสามารถทนต่อได้

นอกจากนี้ ยังควรสังเกตด้วยว่าในการใช้งานที่มีกระแสไฟกระเพื่อมสูง ควรพิจารณาผลกระทบของความต้านทานอนุกรมเทียบเท่า (ESR) เช่น ในการใช้งานที่เกี่ยวข้องกัน เช่น รถยนต์ไฟฟ้า ค่า ESR ของตัวเก็บประจุกรองและกระแสไฟแบน ตัวเก็บประจุเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญ

ND2+N10+AOI+IN12C

ส่งคำถาม