Me interesa estimar la frecuencia de corte de un condensador en un circuito RC simple. Dado que el condensador y la resistencia están en serie, ¿puedo simplemente agregar el valor de ESR al valor de la resistencia?
Por ejemplo, si el ESR es 0.5Ω y mi carga es 1kΩ, entonces ¿el valor R en mi cálculo es 1000.5Ω?
¿Es la ESR insignificante en este caso? ¿O hay un apéndice "En realidad, en la práctica real ..."?
Si está tratando de hacer un filtro R-C, entonces su R deliberada debería ser mucho más grande que el ESR (resistencia en serie equivalente) del condensador, de lo contrario, tendrá otros efectos que desordenarán su circuito de todos modos. Sí, en teoría, agrega la ESR a su resistencia externa como en su ejemplo. Pero si esto realmente importa, entonces estás demasiado cerca del límite. Su ejemplo es bueno porque muestra que la ESR está muy por debajo del nivel de ruido. Tienes mucha más pendiente en otras áreas que las representadas por el 1/2 Ohm agregado al 1 kΩ externo.
Observe cualquier hoja de datos de un buen condensador y verá que todos los condensadores solo funcionan correctamente hasta cierto límite de frecuencia. Para cerámicas de montaje superficial pequeño, esto suele ser de unos 100 MHz. A menudo, esto se mostrará como gráficos de impedancia, donde la magnitud de la impedancia del capacitor se muestra en función de la frecuencia. Para el condensador ideal, esto sería inversamente proporcional a la frecuencia para siempre. Para los condensadores reales, hay un límite de impedancia baja, luego la impedancia comienza a aumentar nuevamente a medida que aumenta la frecuencia.
Hay todo tipo de efectos factorizados en el gráfico de impedancia. Estos incluyen detalles de la inductancia parásita ineludible, dieléctrica, y probablemente solo en un sentido limitado ESR. Recuerde el "equivalente" en ESR. La mayor parte no es una resistencia real de la serie debido a la construcción de la tapa, sino una forma simplificada de presentar una serie de otros efectos, en particular los detalles que se producen en el dieléctrico.
En resumen, algo tan simple como un solo número de ESR ya no se mantiene cuando te acercas a la frecuencia de impedancia mínima y más allá, o la frecuencia de auto-resonancia. Si te mantienes lo suficientemente lejos de esos, entonces el ESR será ruido para un filtro R-C. A la inversa, si encuentra que la pequeña cantidad de ESR realmente haría una diferencia significativa, entonces es una pista sólida que está ejecutando el límite en un régimen en el que ya no es solo un capacitor. Recuerde que incluso los topes buenos son de ± 10%, por lo que una ESR que sea el 1% de la resistencia externa deliberada es mejor que no importe, de lo contrario, tiene un problema de tolerancia en su circuito.
Hay dos lugares comunes que son importantes en ESR, ninguno de los cuales tiene mucho que ver con los filtros R-C. El primero es efectuar la estabilidad de un regulador lineal cuando la tapa está a través de su salida. Las LDO antiguas se diseñaron suponiendo que habría un límite electrolítico o quizás de tantalio en la salida. Se puede contar con estos para tener un ESR finito. Esta ESR se consideró al compilar el circuito de control en el regulador. Sin ella, algunos reguladores se vuelven inestables. Los LDO más modernos se diseñan asumiendo tapas cerámicas en la salida, que tienen muy baja ESR. Estos reguladores están diseñados específicamente para funcionar con una capacidad de salida de hasta 0 ESR. Ese es el único tipo que puede colocar de forma segura una tapa de cerámica en la salida, ya que generalmente no puede contar con que tenga un ESR mínimo garantizado. Las hojas de datos generalmente solo garantizan la ESR máxima, y eso es bastante bajo.
El segundo lugar es cuando de repente vierten grandes pulsos de corriente en un límite, como ocurre en muchas fuentes de alimentación de conmutación. Los tiempos actuales del ESR representan un aumento aparente momentáneo en el voltaje de la tapa, que a menudo debe considerarse cuidadosamente.