Som en grunnleggende faktor i kretsdesign er ekvivalent seriemotstand (ESR) en måling av alle ikke-ideelle motstander i serie med en kondensator. Når flerlags keramiske kondensatorer (MLCC) utsettes for vekselspenning med strøm som går gjennom dem, genererer deres egne tap på grunn av ESR, etc. varme, som kan forårsake ulike ytelses- og pålitelighetsproblemer i dagens mer komplekse og mindre kretssystemer.
Tilsvarende er kvalitetsfaktor (Q) en viktig parameter for måling av MLCC. Som ESR er kvalitetsfaktor frekvensavhengig og vanskelig å måle nøyaktig over hele frekvensområdet. Det relaterte målearbeidet krever også verifisering av dataene som er oppgitt, så direkte sammenligning av data levert av forskjellige selskaper er ganske problematisk.
En ting er imidlertid sikkert - den målte verdien avhenger sterkt av motstanden til lederplatene, isolasjonsmaterialer, avslutninger osv. Jo høyere ESR-verdien er, jo høyere energitapet til kondensatoren - se følgende ligning
der Rs er ekvivalent seriemotstand ESR (i ohm), DF er dissipasjonsfaktoren, og Xc er den kapasitive reaktansen (i ohm).
Ekvivalent seriemotstand (ESR) bestemmer også hvor mye av krusningsstrømmen som skal omdannes til termisk energi. Som nevnt ovenfor, hvis strømtap ikke håndteres riktig, kan høye temperaturer påvirke ytelsen til kondensatoren negativt og kan føre til utilsiktet komponentskade under langvarig drift.
Hvor P er effekttap (i watt); I er rotens gjennomsnittlige kvadratstrøm (i ampere); og R er ekvivalent seriemotstand ESR (i ohm).
Ekvivalent seriemotstand (ESR) kan måles på to måter.
Ved hjelp av et resonansrør, hvis resonansfrekvens og båndbredde påvirkes av kvalitetsfaktoren og ESR til kondensatoren. Eller ved å bruke en impedansanalysator for sveipemålinger, som tillater direkte måling av egenskapene, men som også har mer iboende dårlige kontaktproblemer.
Det bør være klart at kapasitans og driftsspenning er de to definerende parameterne til MLCC-er, og god kontroll av materialer og design betyr konsistent kondensatorytelse - selv om de faktiske målte verdiene kan variere.
Det er også viktig å merke seg at sammenligning av data innhentet fra forskjellige kilder eller testet til forskjellige tider kanskje ikke gir et riktig bilde av den faktiske ytelsen til komponenten i kretsen; det er også viktig å ta i betraktning at testdataene ble hentet fra komponenten montert i testarmaturen og derfor ikke er fullt representativ for den faktiske komponentytelsen loddet i kretsen.
I tillegg må egnetheten til komponenten for den aktuelle applikasjonen bekreftes ved evaluering av kretsen, og ESR- og Q-verdiene er gitt for å gi en referanse for ytelsen til MLCC over et spesifikt driftsfrekvensområde.
Å kjenne verdien av ekvivalent seriemotstand (ESR) er kritisk fordi det avgjør om komponenten er egnet for RF-strømapplikasjoner. Hvis ESR-verdien er for høy, vil selvoppvarming forårsaket av tap bli for høy og komponenten vil svikte på grunn av overoppheting. I kraft av ESR-verdien kan den maksimale strømstyrken som komponenten tåler også beregnes.
Det er også verdt å merke seg at i applikasjoner med høy rippelstrøm er det viktig å vurdere effekten av ekvivalent seriemotstand (ESR) - for eksempel i en rekke relaterte applikasjoner som elektriske kjøretøy, ESR-verdien til filterkondensatorer og flatstrøm kondensatorer er en kritisk vurdering.
