به عنوان یک عامل اساسی در طراحی مدار، مقاومت سری معادل (ESR) اندازه گیری تمام مقاومت های غیر ایده آل در سری با یک خازن است. هنگامی که خازن های سرامیکی چندلایه (MLCC) تحت ولتاژ AC با جریان عبوری از آنها قرار می گیرند، تلفات خود ناشی از ESR و غیره، گرما تولید می کنند که می تواند باعث مشکلات مختلف عملکرد و قابلیت اطمینان در سیستم های مدار پیچیده تر و کوچکتر امروزی شود.
به طور مشابه، فاکتور کیفیت (Q) یک پارامتر مهم برای اندازهگیری MLCC است. مانند ESR، فاکتور کیفیت به فرکانس وابسته است و اندازه گیری دقیق آن در کل محدوده فرکانس دشوار است. همچنین، کار اندازه گیری مربوطه نیاز به تأیید داده های ارائه شده دارد، بنابراین مقایسه مستقیم داده های ارائه شده توسط شرکت های مختلف کاملاً مشکل ساز است.
با این حال، یک چیز مطمئن است - مقدار اندازه گیری شده به شدت به مقاومت صفحات هادی، مواد عایق، پایانه ها و غیره بستگی دارد. هر چه مقدار ESR بیشتر باشد، اتلاف انرژی خازن بیشتر است - به معادله زیر مراجعه کنید
که در آن Rs مقاومت سری معادل ESR (به اهم)، DF ضریب اتلاف، و Xc راکتانس خازنی (بر حسب اهم) است.
مقاومت سری معادل (ESR) همچنین تعیین می کند که چه مقدار از جریان موج دار به انرژی حرارتی تبدیل می شود. همانطور که در بالا ذکر شد، اگر اتلاف نیرو به درستی مدیریت نشود، دمای بالا می تواند بر عملکرد خازن تأثیر منفی بگذارد و می تواند منجر به آسیب تصادفی قطعات در طول کارکرد طولانی شود.
جایی که P اتلاف توان (بر حسب وات) است. I ریشه میانگین جریان مربع (بر حسب آمپر) است. و R مقاومت سری معادل ESR (بر حسب اهم) است.
مقاومت سری معادل (ESR) را می توان به دو روش اندازه گیری کرد.
با استفاده از یک لوله تشدید که فرکانس تشدید و پهنای باند آن تحت تأثیر فاکتور کیفیت و ESR خازن قرار می گیرد. یا با استفاده از یک تحلیلگر امپدانس برای اندازهگیریهای جارویی، که امکان اندازهگیری مستقیم ویژگیها را فراهم میکند، اما مشکلات تماس ضعیف ذاتی بیشتری نیز دارد.
باید واضح باشد که ظرفیت خازن و ولتاژ عملیاتی دو پارامتر تعیین کننده MLCC ها هستند و کنترل خوب مواد و طراحی به معنی عملکرد ثابت خازن است - اگرچه مقادیر واقعی اندازه گیری شده ممکن است متفاوت باشد.
همچنین مهم است که توجه داشته باشید که مقایسه دادههای بهدستآمده از منابع مختلف یا آزمایششده در زمانهای مختلف ممکن است تصویر واقعی از عملکرد واقعی قطعه در مدار ارائه نکند. همچنین در نظر گرفتن این نکته مهم است که داده های تست از قطعه نصب شده در دستگاه تست به دست آمده است و بنابراین به طور کامل نشان دهنده عملکرد واقعی قطعه لحیم شده در مدار نیست.
علاوه بر این، مناسب بودن جزء برای کاربرد مورد نظر باید با ارزیابی مدار تأیید شود، و مقادیر ESR و Q برای ارائه مرجعی برای عملکرد MLCC در یک محدوده فرکانس کاری خاص ارائه میشوند.
دانستن مقدار مقاومت سری معادل (ESR) بسیار مهم است زیرا تعیین می کند که آیا جزء برای کاربردهای برق RF مناسب است یا خیر. اگر مقدار ESR خیلی زیاد باشد، خود گرمایش ناشی از تلفات بسیار زیاد خواهد بود و قطعه به دلیل گرمای بیش از حد از کار می افتد. با توجه به مقدار ESR، حداکثر میزان جریانی که قطعه می تواند تحمل کند را نیز می توان محاسبه کرد.
همچنین شایان ذکر است که در کاربردهای جریان موج دار بالا، در نظر گرفتن اثر مقاومت سری معادل (ESR) مهم است - به عنوان مثال، در طیف وسیعی از کاربردهای مرتبط مانند وسایل نقلیه الکتریکی، مقدار ESR خازن های فیلتر و جریان صاف. خازن ها یک نکته مهم است.
