Fuga de condensador de modelado

Estás confundiendo la ESR, que significa resistencia equivalente en serie, y la fuga. El primero está modelado como una resistencia en serie, y tiene en cuenta la resistencia de los cables, la resistencia de las placas internas de los cables, etc., y es idealmente cero. El segundo está modelado como una resistencia en paralelo con el condensador y tiene en cuenta las pequeñas corrientes de fuga en el dieléctrico, e idealmente es infinito.

La fórmula que usa es correcta, pero el valor que obtiene NO es el ESR, es la resistencia a las fugas. Una vez que se carga el condensador, si lo deja se descarga lentamente a través del resistor de fuga con una constante de tiempo \ $ R_ {escape} \ cdot C \ $, por lo que \ $ R_ {escape} \ $ es lo que calculó, aproximadamente \ $ 50 M \ Omega \ $, eso es plausible.

Para calcular la ESR, debe medir cuánto tiempo tarda el condensador en descargarse a través de una resistencia mucho más pequeña, llamémosla \ $ R_ {dis} \ $. Cuando descargue el condensador a través de \ $ R_ {dis} \ $, la resistencia total a través de la cual se descarga es en realidad \ $ R_ {dis} + R_ {ESR} \ $, así que use la misma fórmula que usó para la resistencia de fuga que se puede calcular el ESR.

¿Pero es realmente tan fácil? Por supuesto que no.

Es de esperar que la ESR sea bastante pequeña, décimas de miliohmios si tiene un buen condensador de hasta unos pocos ohmios. Como en la fórmula tienes \ $ R_ {dis} + R_ {ESR} \ $ no quieres un \ $ R_ {dis} \ $ excesivo para enmascarar \ $ R_ {ESR} \ $. ¡OK entonces! ¿Por qué no elegimos \ $ R_ {dis} = 0 \ Omega \ $? Pregunta fácil:

• \ $ 0 \ Omega \ $ la resistencia no existe. ¡Pero puedo hacerlo pequeño!
• Tiempo. Debe ser capaz de medir cuánto tarda en descargarse el condensador.

Si carga el condensador a un cierto voltaje, tomará \ $ \ tau \ ln {2} \ approx0.7 \ cdot \ tau \ $ where \ $ \ tau = RC \ $. Si \ $ R = R_ {ESR} + R_ {dis} = 1 \ Omega + 1 \ Omega = 2 \ Omega \ $ y \ $ C = 680 \ mu F \ $ eso es menos de 1 ms. Sin el equipo adecuado, que es un osciloscopio correctamente configurado, no se puede medir fácilmente el ESR.

Por último, pero no menos importante, tenga en cuenta que los valores de los condensadores electrolíticos tienen una tolerancia de \ $ \ pm10 \% \ $, lo que lleva a: $$ R_ {ESR} = \ frac {t_ {dis}} {\ left (C \ pm C / 10 \ right) \ ln {2}} - R_ {dis} $$ con los números anteriores, t = 1 ms, C = \ $ 680 \ mu F \ $, \ $ R_ {dis} = 1 \ Omega \ $, esto se traduce en: $$ R_ {ESR} \ in \ left [0.91,1.33 \ right] \ Omega $$ Eso es un 10% menos y un 30% más.

Es muy probable que su capacitor sea Nippoon Chemi-Con KZH . La hoja de datos dice:

  

I = 0.01 CV o 3 µA, el que sea mayor.

     

donde, yo: max. corriente de fuga (µA), C: capacitancia nominal (µF), V:   Tensión nominal (V)

Es común especificar las características de fuga de un condensador en corriente y no por una resistencia en paralelo paralela.

Usando la capacitancia y la corriente de fuga, puedes averiguar cuánto disminuirá el voltaje después de un tiempo determinado.

Tenga en cuenta que la hoja de datos probablemente le dará una especificación de fugas mucho peor de lo que puede observar con su pieza real. La razón es que los buenos fabricantes quieren asegurarse de que todas sus partes estén realmente dentro de la especificación, por lo que la mayoría de las partes serán mucho mejores que la especificación, especialmente cuando se trata de fugas.

Las cifras de fugas precisas para un electrolítico son probablemente imposibles de modelar. La fuga dependerá de su antigüedad, su historial de carga y descarga y la temperatura de funcionamiento.

Aunque es un buen tema para experimentar. Colóquelo en un lugar cálido (por ejemplo, 50 ° C) durante una hora y vea cómo se compara la fuga.

Para ver algo extraño, descárguelo momentáneamente a 0 V y observe el voltaje a través de él ...

Si está dispuesto a sacrificarlo en nombre de la ciencia, cárguelo de manera incorrecta a 1 V o más a través de una resistencia alta durante el tiempo suficiente para medir la corriente de fuga.

Vuelve a cargarla a 18V y observa la corriente de carga; ver si la fuga ha cambiado.

Y actualice los resultados aquí ...

Parte de la historia es aquí