Tôi quan tâm đến việc ước tính tần số cắt của tụ điện trong mạch RC đơn giản. Vì tụ điện và điện trở mắc nối tiếp, tôi có thể chỉ cần thêm giá trị ESR vào giá trị điện trở không?
Ví dụ: nếu ESR là 0,5Ω và tải của tôi là 1kΩ, thì giá trị R trong phép tính của tôi là 1000,5Ω?
Là ESR không đáng kể trong trường hợp này? Hoặc có một phụ lục "Thực tế, trong thực tế ..."?
Câu trả lời:
Nếu bạn đang cố gắng tạo bộ lọc RC, thì R có chủ ý của bạn sẽ lớn hơn nhiều so với ESR (điện trở sê-ri tương đương) của tụ điện, bạn sẽ gặp phải các hiệu ứng khác làm rối mạch của bạn. Có, theo lý thuyết, bạn thêm ESR vào điện trở bên ngoài như trong ví dụ của bạn. Nhưng nếu điều này thực sự quan trọng, thì bạn đã quá gần với giới hạn. Ví dụ của bạn là tốt ở chỗ nó cho thấy ESR nằm dưới mức độ nhiễu. Bạn đã bị trượt nhiều hơn ở các khu vực khác so với 1/2 Ohm được thêm vào 1 kΩ bên ngoài.
Hãy xem bất kỳ bảng dữ liệu tụ điện tốt và bạn sẽ thấy rằng mọi tụ điện chỉ hoạt động đúng đến một số giới hạn tần số. Đối với gốm gắn trên bề mặt nhỏ, giá trị này thường ở mức 100 MHz. Thường thì điều này sẽ được hiển thị dưới dạng đồ thị trở kháng, trong đó cường độ trở kháng của tụ được hiển thị dưới dạng hàm của tần số. Đối với tụ điện lý tưởng, điều này sẽ tỷ lệ nghịch với tần số mãi mãi. Đối với các tụ điện thực, có giới hạn trở kháng thấp, sau đó trở kháng bắt đầu tăng trở lại khi tần số tăng.
Có tất cả các loại hiệu ứng được đưa vào biểu đồ trở kháng. Chúng bao gồm các chi tiết của điện môi, độ tự cảm ký sinh không thể tránh khỏi, và có lẽ chỉ trong một ESR có ý nghĩa hạn chế. Hãy nhớ "tương đương" trong ESR. Hầu hết nó không phải là một loạt kháng thực sự do việc xây dựng nắp, mà là một cách đơn giản để trình bày một loạt các hiệu ứng khác, đặc biệt là các chi tiết diễn ra trong điện môi.
Nói tóm lại, một cái gì đó đơn giản như một số ESR duy nhất sẽ không giữ được nữa khi bạn đến gần tần số trở kháng tối thiểu và xa hơn, hoặc tần số tự cộng hưởng. Nếu bạn ở cách xa những thứ đó, thì ESR sẽ gây nhiễu cho bộ lọc RC. Ngược lại, nếu bạn thấy rằng một chút ESR thực sự sẽ tạo ra sự khác biệt đáng kể, thì đó là một đầu mối chắc chắn bạn đang chạy nắp trong một chế độ trong đó nó không thực sự chỉ là một tụ điện nữa. Hãy nhớ rằng ngay cả các mũ tốt là ± 10%, do đó, ESR là 1% điện trở bên ngoài có chủ ý tốt hơn không có vấn đề gì, dù sao bạn cũng gặp vấn đề về dung sai trong mạch của mình.
Có hai vị trí phổ biến ESR không thành vấn đề, cả hai đều không liên quan nhiều đến bộ lọc RC. Đầu tiên là ảnh hưởng đến sự ổn định của bộ điều chỉnh tuyến tính khi nắp được nối với đầu ra của nó. Các LDO cũ được thiết kế giả định rằng sẽ có một nắp điện phân hoặc có lẽ là nắp tantalum trên đầu ra. Đây có thể được tính vào để có một số ESR hữu hạn. ESR này đã được xem xét trong việc tính toán vòng điều khiển trong bộ điều chỉnh. Không có nó, một số cơ quan quản lý trở nên không ổn định. Các LDO hiện đại hơn được thiết kế giả định mũ gốm trên đầu ra, có ESR rất thấp. Các bộ điều chỉnh này được thiết kế đặc biệt để làm việc với điện dung đầu ra xuống 0 ESR. Đó là loại duy nhất bạn có thể đặt nắp gốm một cách an toàn trên đầu ra, vì bạn thường không thể tin rằng chúng có ESR được bảo đảm tối thiểu. Các datasheets thường chỉ đảm bảo ESR tối đa,
Vị trí thứ hai là khi đột nhiên đổ các xung dòng lớn lên một nắp, như xảy ra trong nhiều nguồn cung cấp năng lượng chuyển đổi. Thời điểm hiện tại ESR thể hiện sự tăng rõ rệt trong điện áp nắp, thường phải được xem xét cẩn thận.