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ईएसआर और गुणवत्ता कारक (क्यू) की एक संक्षिप्त समझ

Aug 29, 2022

सर्किट डिजाइन में एक मौलिक कारक के रूप में, समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) एक संधारित्र के साथ श्रृंखला में सभी गैर-आदर्श प्रतिरोधों का माप है। जब बहुपरत सिरेमिक कैपेसिटर (एमएलसीसी) एसी वोल्टेज के अधीन होते हैं, तो उनमें से करंट गुजरता है, ईएसआर आदि के कारण उनके अपने नुकसान, गर्मी उत्पन्न करते हैं, जो आज के अधिक जटिल और छोटे सर्किट सिस्टम में विभिन्न प्रदर्शन और विश्वसनीयता की समस्याएं पैदा कर सकते हैं।

इसी तरह, एमएलसीसी को मापने के लिए गुणवत्ता कारक (क्यू) एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। ईएसआर की तरह, गुणवत्ता कारक आवृत्ति पर निर्भर है और संपूर्ण आवृत्ति रेंज पर सटीक रूप से मापना मुश्किल है। साथ ही, संबंधित माप कार्य के लिए प्रदान किए गए डेटा के सत्यापन की आवश्यकता होती है, इसलिए विभिन्न कंपनियों द्वारा प्रदान किए गए डेटा की सीधी तुलना काफी समस्याग्रस्त है।

हालांकि, एक बात सुनिश्चित है - मापा मूल्य कंडक्टर प्लेटों, इन्सुलेशन सामग्री, समाप्ति, आदि के प्रतिरोध पर बहुत अधिक निर्भर करता है। ईएसआर मूल्य जितना अधिक होगा, संधारित्र की ऊर्जा हानि उतनी ही अधिक होगी - निम्नलिखित समीकरण देखें

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जहां रुपये समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध ईएसआर (ओम में) है, डीएफ अपव्यय कारक है, और एक्ससी कैपेसिटिव रिएक्शन (ओम में) है।

समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) यह भी निर्धारित करता है कि कितनी तरंग धारा को तापीय ऊर्जा में परिवर्तित किया जाएगा। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, यदि बिजली अपव्यय को ठीक से नियंत्रित नहीं किया जाता है, तो उच्च तापमान संधारित्र के प्रदर्शन पर प्रतिकूल प्रभाव डाल सकता है और विस्तारित संचालन के दौरान आकस्मिक घटक क्षति का कारण बन सकता है।

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जहां पी बिजली अपव्यय (वाट में) है; I मूल माध्य वर्ग धारा (amps में) है; और R समतुल्य श्रेणी प्रतिरोध ESR (ओम में) है।

समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ESR) को दो तरीकों से मापा जा सकता है।

एक गुंजयमान ट्यूब का उपयोग करना, जिसकी गुंजयमान आवृत्ति और बैंडविड्थ संधारित्र के गुणवत्ता कारक और ESR से प्रभावित होते हैं। या स्वीप माप के लिए एक प्रतिबाधा विश्लेषक का उपयोग करके, जो विशेषताओं के प्रत्यक्ष माप की अनुमति देता है, लेकिन इसमें अधिक अंतर्निहित खराब संपर्क समस्याएं भी हैं।

यह स्पष्ट होना चाहिए कि समाई और ऑपरेटिंग वोल्टेज एमएलसीसी के दो परिभाषित पैरामीटर हैं, और सामग्री और डिजाइन के अच्छे नियंत्रण का अर्थ है लगातार संधारित्र प्रदर्शन - हालांकि मापा गया वास्तविक मान भिन्न हो सकता है।

यह भी ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि विभिन्न स्रोतों से प्राप्त आंकड़ों की तुलना करना या अलग-अलग समय पर परीक्षण किया जाना सर्किट में घटक के वास्तविक प्रदर्शन की सही तस्वीर नहीं दे सकता है; यह विचार करना भी महत्वपूर्ण है कि परीक्षण डेटा परीक्षण स्थिरता में लगे घटक से प्राप्त किया गया था और इसलिए सर्किट में मिलाप किए गए वास्तविक घटक प्रदर्शन का पूरी तरह से प्रतिनिधि नहीं है।

इसके अलावा, प्रश्न में आवेदन के लिए घटक की उपयुक्तता को सर्किट के मूल्यांकन द्वारा पुष्टि की जानी चाहिए, और एक विशिष्ट ऑपरेटिंग आवृत्ति रेंज पर एमएलसीसी के प्रदर्शन के लिए एक संदर्भ प्रदान करने के लिए ईएसआर और क्यू मान प्रदान किए जाते हैं।

समकक्ष श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) के मूल्य को जानना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह निर्धारित करता है कि घटक आरएफ पावर अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त है या नहीं। यदि ईएसआर मान बहुत अधिक है, तो नुकसान के कारण स्वयं-हीटिंग बहुत अधिक होगी और अधिक गरम होने के कारण घटक विफल हो जाएगा। ईएसआर मूल्य के आधार पर, घटक द्वारा झेली जा सकने वाली अधिकतम वर्तमान रेटिंग की गणना भी की जा सकती है।

यह भी ध्यान देने योग्य है कि उच्च तरंग वर्तमान अनुप्रयोगों में, समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध (ईएसआर) के प्रभाव पर विचार करना महत्वपूर्ण है - उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रिक वाहनों जैसे संबंधित अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में, फिल्टर कैपेसिटर का ईएसआर मूल्य और फ्लैट करंट कैपेसिटर एक महत्वपूर्ण विचार है।

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