www.Hobby-Electronics.info

  • Vergroot lettergrootte
  • Standaard lettergrootte
  • Verklein lettergrootte

ESR

Elke condensator heeft een bepaalde serieweerstand. Deze wordt niet alleen gevormd door de aansluitdraden, maar ook door de metalen platen en diëlektricum waar de condensator van is gemaakt. Het totaal van deze weerstanden wordt de ESR, Equivalent Series Resistance, genoemd. Deze weerstand blijft niet altijd gelijk, maar kan toenemen door veroudering.

Wanneer hebben we last van de ESR? Dat hangt natuurlijk af van de grootte van de ESR en de toepassing van de condensator. Stel dat de ESR van condensator C in bovenstaand filter 10Ω is. Bij zeer hoge frequenties zal de uitgangsspanning niet 0V, maar 1V∙(10/1010) = 10mV. Dat zal in de meeste gevallen geen probleem zijn. Wanneer weerstand R eveneens 10Ω was geweest, was de uitgangsspanning maar liefst 0.5V geweest!

Verder kunnen we ESR-problemen verwachten wanneer er grote op- en ontlaadstromen door de condensator lopen. Een grote stroom betekent immers een grote spanning over de serieweerstand. Hierdoor kan de condensator zelfs warm worden. Als een condensator warm wordt, kan de ESR toenemen. Hierdoor wordt de condensator nog warmer, enzovoort. Op een gegeven moment (dit kan maanden duren) zal het apparaat defect raken. Dit kan doordat de condensator defect is. Ook kan het zijn dat het apparaat niet meer functioneert omdat de ESR te hoog is. Foutzoeken kan in het laatste geval problematisch zijn; een eenvoudige capaciteitsmeter meet met lage stromen en merkt dus niet dat de ESR van de condensator is toegenomen.

Hoe kunnen we de ESR meten? Hiervoor zijn speciale ESR-meters in de handel. Deze zijn echter vrij prijzig. Meestal is de precieze waarde niet van belang. We kunnen dan de condensator via een bekende weerstand R en een schakelaar aansluiten op een spanningsbron. Als de schakelaar openstaat, zal de spanning over de condensator en ESR 0V zijn. Op het moment dat de schakelaar gesloten wordt, is de condensator nog leeg. De spanning die we over de condensator meten staat dus volledig over de ESR. Bedraagt die spanning de halve voedingsspanning, dan is de ESR dus gelijk aan de bekende weerstand R. Hier geldt uiteraard: hoe lager de spanning, hoe lager de ESR. Het nadeel van deze methode is dat de voeding een flinke piekstroom moet kunnen leveren. Bovendien moeten we rekening houden met de inwendige weerstand van de voeding. Daarom wordt vaak de omgekeerde methode gebruikt: we laden een condensator op tot een bepaalde spanning en ontladen hem dan via een bekende weerstand. Uiteraard geldt nu: hoe hoger de spanning op het moment van ontladen, hoe lager de ESR. Hieronder staat een plaatje van beide methodes. Weerstand R is 10Ω. De voedingsspanning bedraagt 1V.

Op t=0 is de spanning over de ESR ongeveer 0.34V. Dus ESR/(R+ESR)=0.34 => ESR=R(0.34/(1-0.34)) = 10(0.34/0.66) = 5.2Ω.

Op t=100us wordt de condensator ontladen over dezelfde weerstand R. De spanning daalt dan direct tot 0.66V.

Dus R/(ESR+R)=0.66 => ESR=R((1-0.66)/0.66) = 10(0.34/0.66) = 5.2Ω.

U bent bezoeker nummer: