Was ist ESR?

Was ist ESR?

ESR, oder äquivalenter Serienwiderstand, beschreibt den Widerstand in einem Kondensator. Er bezieht sich auf die Leistungsverluste, die im Kondensator aufgrund seines Innenwiderstands auftreten. Wenn ein Strom durch einen Kondensator fließt, wird ein Teil der Energie als Leistung abgeleitet, typischerweise in Form von Wärme, wodurch sich der Kondensator erwärmt.

Der ESR-Wert ist ein Merkmal eines Kondensators, insbesondere bei Hochfrequenz- und Hochstromanwendungen, da er sich negativ auf die Schaltkreisleistung auswirken kann. Ein höherer ESR-Wert kann zu Leistungsverlusten, Rauschen und Spannungsabfall innerhalb der Schaltung führen. Der durch den ESR verursachte Leistungsverlust kann anhand des Leistungsgesetzes I2R berechnet werden, wobei R den ESR-Wert darstellt.

Die moderne Kondensatorherstellung zielt darauf ab, die ESR-Werte zu minimieren, insbesondere bei oberflächenmontierten (SMD) Versionen von Vielschichtkondensatoren. Kondensatoren mit niedrigeren ESR-Werten werden in Anwendungen wie Ausgangsfiltern in Schaltnetzteilschaltungen oder SMPS-Designs bevorzugt, bei denen hohe Schaltfrequenzen im Spiel sind. Dies trägt dazu bei, die Auswirkungen von Niederfrequenzwelligkeit auf die Gesamtleistung des Netzteils zu mindern.

Neben dem ESR ist auch die äquivalente Serieninduktivität (ESL) zu berücksichtigen. Niedrige ESL-Werte sind erwünscht, um Impedanzinteraktionen mit der Schaltfrequenz der Stromversorgung zu verhindern. In Anwendungen, bei denen die Rauschunterdrückung von entscheidender Bedeutung ist und die Anzahl der Ausgangsfilterstufen minimiert werden muss, werden hochwertige Kondensatoren mit extrem niedrigem ESR und niedriger ESL, wie z. B. Polymerelektrolyte, häufig Aluminium-Elektrolytkondensatoren vorgezogen.