Condensadores de baja impedancia CD288H

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ESR en condensadores electrolíticos de aluminio
Para aplicaciones de media y alta tensión, se requieren condensadores electrolíticos de aluminio de baja pérdida. Los condensadores de ESR baja tienen menos pérdidas de energía y problemas de calentamiento interno en comparación con los condensadores de ESR alta. Además de reducir el rendimiento, los valores altos de ESR reducen la vida útil de un condensador electrolítico de aluminio. Además, un valor de ESR bajo permite lograr una mayor capacidad de corriente de ondulación.

En un capacitor electrolítico de aluminio, el ánodo de aluminio, las láminas del cátodo, el electrolito y las lengüetas contribuyen a la ESR general del capacitor. El valor de resistencia de cada fuente depende principalmente de la frecuencia y la temperatura. A bajas frecuencias y bajas temperaturas, el óxido de aluminio hace la mayor contribución a la ESR general. Por otro lado, a altas frecuencias y altas temperaturas, la mayor contribución a la ESR general proviene del electrolito. Generalmente, en condiciones de aplicación, las combinaciones de papel y el electrolito son las fuentes primarias de resistencia en serie equivalente en estos condensadores.

También se encuentran disponibles en el mercado electrodos de polímero e híbridos (que combinan polímero y electrolito húmedo) con ESR significativamente más bajo y más estable, que abordan la mayoría de las desventajas de los condensadores electrolíticos húmedos reduciendo las pérdidas óhmicas, efecto de secado (mejora de la confiabilidad y estabilidad ) y dependencia de la temperatura de la ESR.

El valor de ESR de un condensador electrolítico de aluminio depende del grosor y la densidad de los separadores de papel. Para minimizar la resistencia en serie equivalente, no se recomiendan separadores más gruesos y densos. El uso de muchas pestañas y material de electrolito de alta conductividad ayuda a reducir la ESR en los condensadores electrolíticos de aluminio. Las conexiones de lengüeta, láminas y separadores de papel se pueden adaptar para producir una contribución de resistencia específica a la resistencia total de la serie equivalente.

Comparación de tecnologías de ESR con condensadores de frecuencia

Condensadores-ESR-vs-frecuencia

        Fig.3 Comparación de diferentes tecnologías de condensadores 220uF 6.3V ESR con frecuencia

La ESR se utiliza para caracterizar las pérdidas de los condensadores principalmente en un dominio de frecuencia superior con una frecuencia de referencia estándar a 100 kHz. La ESR con gráfico de frecuencia ilustra pérdidas en todo el espectro de frecuencias. Como se discutió anteriormente, las pérdidas de baja frecuencia por debajo de alrededor de 1 kHz son impulsadas por una polarización "más lenta" y pérdidas en las capas dieléctricas, las frecuencias medias (~ 1 kHz a 10 kHz) son impulsadas por pérdidas internas de construcción (como la conductividad de la estructura interna y el electrolito), el Las altas frecuencias> 100 kHz son impulsadas principalmente por pérdidas óhmicas de terminaciones, contactos, etc.

Refiriéndose a la figura 3. Los condensadores MLCC presentan valores de ESR más bajos en comparación con otras tecnologías referidas a una frecuencia de especificación estándar de 100 kHz gracias a su estructura multicapa. Esto es beneficioso para suavizar las frecuencias más altas y los picos rápidos para aplicaciones como la conmutación de fuentes de alimentación. Sin embargo, a bajas frecuencias, los condensadores MLCC clase II presentan una ESR (y DF) más alta en comparación con otras tecnologías. Por lo tanto, en el ejemplo práctico, en el caso de un pico de baja frecuencia presente (como 50-216Hz que se ve a menudo), es más eficiente usar los MLCC en paralelo con algunos condensadores electrolíticos de aluminio o tantalio.