En tant que facteur fondamental dans la conception de circuits, la résistance série équivalente (ESR) est une mesure de toutes les résistances non idéales en série avec un condensateur. Lorsque les condensateurs céramiques multicouches (MLCC) sont soumis à une tension alternative traversée par un courant, leurs propres pertes dues à l'ESR, etc., génèrent de la chaleur, ce qui peut entraîner divers problèmes de performances et de fiabilité dans les systèmes de circuits plus complexes et plus petits d'aujourd'hui.
De même, le facteur de qualité (Q) est un paramètre important pour mesurer les MLCC. Comme l'ESR, le facteur de qualité dépend de la fréquence et est difficile à mesurer avec précision sur toute la gamme de fréquences. De plus, le travail de mesure connexe nécessite une vérification des données fournies, de sorte que la comparaison directe des données fournies par différentes entreprises est assez problématique.
Cependant, une chose est sûre - la valeur mesurée dépend fortement de la résistance des plaques conductrices, des matériaux d'isolation, des terminaisons, etc. Plus la valeur ESR est élevée, plus la perte d'énergie du condensateur est élevée - reportez-vous à l'équation suivante
où Rs est la résistance série équivalente ESR (en ohms), DF est le facteur de dissipation et Xc est la réactance capacitive (en ohms).
La résistance série équivalente (ESR) détermine également la quantité de courant d'ondulation qui sera convertie en énergie thermique. Comme mentionné ci-dessus, si la dissipation de puissance n'est pas gérée correctement, des températures élevées peuvent nuire aux performances du condensateur et entraîner des dommages accidentels aux composants pendant un fonctionnement prolongé.
Où P est la dissipation de puissance (en watts); I est le courant quadratique moyen (en ampères); et R est la résistance série équivalente ESR (en ohms).
La résistance série équivalente (ESR) peut être mesurée de deux manières.
Utilisation d'un tube résonnant, dont la fréquence de résonance et la bande passante sont affectées par le facteur de qualité et l'ESR du condensateur. Ou en utilisant un analyseur d'impédance pour les mesures de balayage, ce qui permet une mesure directe des caractéristiques mais présente également des problèmes de mauvais contact plus inhérents.
Il devrait être clair que la capacité et la tension de fonctionnement sont les deux paramètres déterminants des MLCC, et un bon contrôle des matériaux et de la conception signifie des performances de condensateur constantes - bien que les valeurs réelles mesurées puissent varier.
Il est également important de noter que la comparaison de données obtenues à partir de différentes sources ou testées à différents moments peut ne pas donner une image fidèle des performances réelles du composant dans le circuit ; il est également important de considérer que les données de test ont été obtenues à partir du composant monté dans le montage de test et ne sont donc pas entièrement représentatives des performances réelles du composant soudé dans le circuit.
De plus, l'adéquation du composant pour l'application en question doit être confirmée par l'évaluation du circuit, et les valeurs ESR et Q sont fournies pour fournir une référence pour les performances du MLCC sur une plage de fréquences de fonctionnement spécifique.
Connaître la valeur de la résistance série équivalente (ESR) est essentiel car elle détermine si le composant est adapté aux applications de puissance RF. Si la valeur ESR est trop élevée, l'auto-échauffement causé par les pertes sera trop élevé et le composant tombera en panne en raison d'une surchauffe. Grâce à la valeur ESR, le courant nominal maximal que le composant peut supporter peut également être calculé.
Il convient également de noter que dans les applications à courant d'ondulation élevé, il est important de prendre en compte l'effet de la résistance série équivalente (ESR) - par exemple, dans une gamme d'applications connexes telles que les véhicules électriques, la valeur ESR des condensateurs de filtrage et le courant plat condensateurs est une considération critique.
