تحليل مقاومة المكثف وخصائص تردد ESR

1. مقدمة
تعد خصائص التردد لمقاومة المكثف (| Z |) ومقاومة السلسلة المكافئة (ESR) ضرورية لتقييم أدائها في تصميم الدائرة ، وخاصة في قمع الضوضاء وتثبيت الجهد. تشرح هذه المقالة بشكل منهجي هذه الخصائص من خلال مقارنة المكثفات المثالية والحقيقية ، بدعم من الصيغ والرسوم البيانية.

2. سلوك مكثف مثالي
إن مقاومة المكثف المثالية هي سعة بحتة:

حيث Ω هو التردد الزاوي وسعة CIS. كما هو مبين في الشكل 1 ، فإن ∣z∣decreases عكسيا مع التردد (الشكل 2) ، و ESR هو الصفر (لا توجد خسائر).

3. سلوك مكثف حقيقي
المكثفات الحقيقية تظهر آثار طفيلية (الشكل 3):

ESR: بسبب فقدان العزل الكهربائي ومقاومة القطب.
ESL: الحث الطفيلي من الأقطاب أو الخيوط.
يتبع استجابة التردد الخاصة بهم V-Curve (الشكل 4):

نطاق التردد المنخفض (المنطقة السعة) : ∣z∣ = 1/ωc ، ESR التي تهيمن عليها فقدان العزل الكهربائي.
نقطة الرنين : ∣z∣reaches الحد الأدنى (∣z∣ = ESR) ، تحديد التردد ذاتي الرنين.
نطاق التردد العالي (المنطقة الاستقرائية) : ∣z∣ = ωl ، ESR المتأثر بتأثير الجلد.

4. مقارنة أنواع المكثفات
بالنسبة إلى 10 ميكرو فور إف (الشكل 5):

المنحل بالكهرباء الألومنيوم: ESR عالية في ترددات عالية (بسبب مقاومة المنحل بالكهرباء).
السيراميك متعدد الطبقات: أداء ممتازة عالية التردد مع انخفاض ESR.
المكثفات الأفلام: منخفض ESL ، مثالي للتطبيقات عالية التردد.

5. الخلاصة
في الدوائر عالية التردد ، يجب النظر بعناية في ESR و ESL. يجب على المصممين اختيار المكثفات بناءً على متطلبات التردد ، مثل السيراميك متعدد الطبقات من أجل فك الشفات الكهربائية والألومنيوم لتصفية التردد المنخفض.