低ESRコンデンサを使用する場合

私は新しい設計の最中であり、適切なコンデンサを選択する必要があります。

コンデンサの等価直列抵抗（ESR）の影響は何ですか？

低ESRコンデンサはいつ使用する必要がありますか？

コンデンサのESRがコンデンサのリアクタンスに対して高い場合（関心の周波数で）、その後は低ERのESRコンデンサをお勧めします。$X_C= \frac{1}{2\pi fC}$

「低ESR」コンデンサの要件は、通常、周波数が比較的高い（kHz〜MHz）スイッチング電源の出力フィルタで発生します。100Hzまたは120HzのリップルがESRに大きく影響されないように、大容量の電解コンデンサはESRが比例して小さくなる傾向がある電源フィルター（SMPSの入力フィルターを含む）ではそれほど重要ではありません。

ESRは加熱も引き起こし、電解コンデンサの寿命を劇的に短縮します（10°C上昇するごとの半減期が経験則です）。$I^2R$

また、代替品ではなく高品質の低ESRポリマー電解質を使用する場合、低ESR部品により少ないフィルター段でノイズを低減できるため、超低ノイズのアナログ電源の構築にも役立ちます。

ESRとは、コンデンサと直列の抵抗です。

コンデンサに多くのリップル電流がある場合、低ESRは重要です。RMSリップル電流は、コンデンサの加熱（I ^ 2R）損失と追加のリップル電圧を引き起こします。

また、コンデンサの周波数応答にも影響します。RC回路によって形成されるESRゼロは、実際には電源制御ループの安定性に役立ちますが、出力リップルが大きくなります。

そのため、アプリケーションのリップル電流が高く、安定性のためにESRゼロが必要ない場合は、ESRキャップを低くすることがおそらく道です。

大きなdi / dtのないエネルギー貯蔵を探しているなら、大容量の電解がより適切です。

予想されるI ^ 2 Rの熱損失（リップル電流、2乗、ESRの倍数）がコンポーネントに対して大きすぎる場合は、低ESRコンデンサを使用する必要があります。

電源コンデンサは、AC電源から供給されるDC電源のリップルを滑らかにします。AC電源が低周波数（50 Hz、60 Hz、120 Hz ...）の場合、コンデンサは物理的に大きく、高ESRに耐えることができます（1000 uFフィルタコンデンサを使用した1A電源の場合、1オームなど）。これは、1アンペアのリップル電流によって1ワットの熱しか発生せず、大きな（表面積1平方インチを超える）1000uFのコンデンサがその熱を放出できるためです。

スイッチモード電源が50 kHzになり、適切な理想コンデンサ値が（再び1A出力について）約2.2 uFになったとき、1オームESRは、同じ1Wがエンドウ豆のサイズのコンデンサにダンプされることを意味します。1ワットの熱を放散するには小さすぎるため、失敗します。

それは完全な話ではありません（平均的な散逸がサポート可能と思われる場合でも、局所加熱の「ホットスポット」が存在する可能性があります）。

コンデンサESRは、DC電源のフィルタリングの外側にありますが、これは不要な浮遊インピーダンスであるため、懸念事項です。「散逸係数」、または「損失正接」、またはQとして議論され、周波​​数依存性が大きくなります。

低ESRコンデンサが必要なもう1つの状況は、小さなバーストで大量の電流が流れる場合です（サブウーファーアンプなど）。このような場合、ESRが高くなると、引き出せる最大電流が制限されるため、回路の出力と性能が制限されます。