Esta no es la respuesta completa a la pregunta. Intentaré aclarar el papel de la ESR en el circuito, ya que hay una idea errónea al respecto en la redacción de la pregunta.
Suponga cero ESR (es decir, un capacitor ideal) e intente modelar el circuito de esta manera:
simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab
\ $ R_ {zener} \ $ no es una resistencia "externa". Es una resistencia en serie intrínseca de un diodo Zener no ideal (llamada resistencia diferencial). Cualquier diodo Zener real (TVS) tiene una resistencia diferencial no nula, que se puede modelar como Zener ideal en serie con una resistencia. La resistencia diferencial no es una constante; Depende en gran medida de un punto operativo (= corriente a través de un diodo).
¿Cuál es el voltaje máximo al que se cargará el condensador? Para responder a esta pregunta, suponga que \ $ V_ {spike} > V_ {clamp} \ $, donde \ $ V_ {clamp} \ $ es el voltaje de la pinza del diodo Zener.
Luego, en estado estable, la corriente a través del diodo Zener será
$$ I_ {zener} = \ frac {V_ {spike} - V_ {zener}} {R_ {spike} + R_ {zener}} $$
por la ley de Ohm.
Esta es la condición de estado estable, lo que significa que el condensador se ha cargado a la tensión máxima para el nivel \ $ V_ {pico} \ $ dado, y no fluye corriente a través del condensador.
El voltaje a través del capacitor será
$$ V_ {cap} = V_ {zener} + R_ {zener} I_ {zener} $$
Sustituyendo \ $ I_ {zener} \ $ obtenemos
$$ V_ {cap} = V_ {zener} + \ underbrace {(V_ {spike} - V_ {zener})} _ {\ text {overvoltage}} \ frac {R_ {zener}} {R_ {spike} + R_ {zener}} $$
Puedes ver que lo que importa es la expresión
$$ \ frac {R_ {zener}} {R_ {spike} + R_ {zener}} $$
que es la expresión para el divisor de voltaje.
Si asumimos que la ESR no es cero, no afectará a la fórmula, ya que no hay corriente a través del capacitor completamente cargado, lo que significa que no hay caída de voltaje en la ESR.
Como ya mencioné en el comentario, el ESR juega un papel si el tubo de descarga de gas (GDT) se utilizará como dispositivo de protección. Esto se debe a que la característica I-V de un GDT difiere dramáticamente de la característica I-V de un diodo Zener. Tan pronto como se alcanza un voltaje de ruptura GDS, comienza la descarga y el voltaje a través del tubo desciende a decenas de voltios (voltaje de arco). Eche un vistazo a enlace . Por lo tanto, ESR limitará la corriente GDT.
