Что такое ESR конденсатора?
Здравствуйте уважаемые посетители сайта "Помощь электрикам". Сегодян речь пойдет о ESR конденсаторов.
Под ESR современного конденсатора понимается его эквивалентное сопротивление в последовательной цепочке. Для грамотного использования этого элемента в импульсных электронных схемах важно знать, что это такое и как учитывается при расчетах и на практике.
Важно в какой цепи стоит сопротивление или емкость, если в высокочастотной более 1 Мгц, или импульсной с фронтами менее 1 мкс, следует учитывать сопротивление потерь, распределенную емкость и индуктивность. Измерить эти величины не просто- нужна образцовая техника им т. д.
Электролитический конденсатор может делать любую пакость при фильтрации ,и их надо шунтировать на частотах выше десятков килогерц-например развязка по цепи питания.
Конденсатор может увеличивать напряжение. У многих возникнет вопрос как именно?
Переменный ( и именно выпрямленный!!!) ток имеет амплитудное значение и действующее. Амплитудное это тот максимум который он достигает в своём значении (это можно увидеть осциллографом), а действующее это та мощность (активная, что можно полностью выделить в тепло что ли), которая получается при этом амплитудном значении в случае постоянного тока ( не путать с выпрямленным), это как в батарейке или аккумуляторе (стабилизированное напряжение).
Если графически, то при постоянном токе мощность стабильна и постоянна во времени Площадь равняется ток(напряжение) умножить на время. При переменном или выпрямленном она меняется от максимума до минимуму. И вот там есть "пустые" места. По этому когда ставится конденсатор, он заряжается до амплитуды и заполняет эти пустые места, и эта разница в идеале составляет 1,41. Но чем больше нагрузка (или меньше ёмкость) тем эта разница становится меньше, потому что конденсатор успевает подразрядиться от периода к периоду.
И конденсатор может увеличивать переменное напряжение, когда им (ими) компенсируют реактивный ток вызванный реактивными нагрузками. Это когда нагрузка асинхронные двигатели, особенно лампы дроссельные (ДРЛ,ДНАТ) . Там есть такой параметр COS (косинус фи), это как бы процент полезного тока, у двигателей примерно 0,8, у ламп около 0,5, остальное бесполезный ток создающий потери в проводах. Вот если его скомпенсировать, то соответственно на эту величину потери становятся меньше. Но счётчики его не считают, только если это не счётчик реактивной мощности.
К примеру есть промышленные разработки с аббревиатурой "ККУ", расшифровывается
Конденсаторные Компенсирующие Установки.
Предназначены они как раз для компенсации реактивной мощности при работе на индуктивную нагрузку,
конкретно, достаточно большого количества одновременно работающих 3-х фазных электродвигателей.
Так вот, при увеличении COS ϕ с 80% до 95% хотя бы, напряжение возрастает аж до 400V.
Можно и теорию развить по этому факту, но это ведь ФАКТ!
Практически любой конденсатор от старой импортой техники 20-ти летней давности имеет ESR близкий к нулю, хотя тогда практически небыло ни импульсной техники ни особых требований по этому поводу. Даже в документации (которую я встречал) далеко не всегда этот параметр указывался. Просто делали хорошо и из качественных материалов и дорожили именем фирмы. А теперь делают так, что любой электролитический конденсатор за 3-5 лет приходит в негодность. Как то пару лет назад купил партию для ремонтов, так некоторые экземпляры у меня потекли и повздувались порсто лежа в коробке. Поимел проблемы и с возратами и с недовольными клиентами из-за таких вот CapXon Low ESR... Понятное дело, что тогда я на откровенный левак нарвался, но и современные именитые тоже не лучше стали. Взять те же Sanyo, Epcos, Rubycon, CapXon, к которым никогда претензий небыло, сейчас работают не лучше безымянного китая (про совсем дешман я не говорю). Приходится ставить такие, а что делать то ? других то нет, сам не сделаешь! Вот так и живем, спорим, пишем, что то доказываем друг другу с пеной у рта. А на самом деле все просто: Нет никакого Low ESR, есть галимое качаство и желание производителя выжить в современном мире, никому не нужны нонче конденсаторы со сроком службы в 20-30 лет...
Но, в большинстве случаев причина перегрева, и даже взрыва электролитов гораздо прозаичнее. Для электролитов одним из самых важных режимов является максимальный уровень переменной или пульсирующей составляющей. При ее превышении он и начинает перегреваться. С прискорбием могу сообщить, что многие из разработчиков на это вообще не обращают внимания. Ведь схема прекрасно работает, прошла все испытания, и конденсаторы не сильно греются. Но проходит некоторое время, емкость конденсатора (особенно даже вследствие небольшого перегрева) вполне закономерно уменьшается, соответственно возрастает уровень пульсаций, уже значительно превышающий максимально допустимый уровень. И вот тебе цепная реакция, приводящая к взрыву. То же можно сказать и некоторой китайской технике, с которой ты наверняка сталкивался, где есть два посадочных места под конденсаторы, а стоит один. Результат через несколько лет будет тот же, какой бы ни был ESR у этого конденсатора.