ESR – Résistance série équivalente : compréhension et impact
Aujourd’hui, on va voir ce qu’est l’ESR, ou résistance série équivalente, et pourquoi elle joue un rôle crucial dans les composants électroniques, notamment les condensateurs.
Définition de l’ESR
La résistance série équivalente (ESR) est une résistance fictive qui modélise les pertes internes dans un composant électronique, principalement dans les condensateurs électrolytiques. Elle représente l’ensemble des résistances réelles internes, y compris la résistance du diélectrique, des connexions et des électrodes, affectant la performance en courant alternatif.
Origine et nature de l’ESR
Dans un condensateur idéal, la résistance serait nulle, mais dans la réalité, la structure interne engendre une résistance ohmique. Cette ESR est importante car elle provoque une dissipation d’énergie sous forme de chaleur et affecte la réponse en fréquence du composant.
Conséquences pratiques de l’ESR
- Échauffement : Une ESR élevée génère une perte thermique, ce qui peut endommager le condensateur et réduire sa durée de vie.
- Dégradation des performances : L’ESR influence la capacité réelle et la qualité du condensateur en régime alternatif, limitant son efficacité dans les circuits de filtrage et découplage.
- Impact sur la stabilité : Dans les alimentations à découpage, une ESR trop importante peut provoquer des oscillations et une mauvaise régulation.
Mesure et spécifications
L’ESR est généralement mesurée en ohms à une fréquence définie, souvent entre 100 kHz et 1 MHz. Les fabricants indiquent ces valeurs dans les fiches techniques, car elles déterminent la capacité d’un condensateur à gérer des courants de ripple élevés.
| Type de condensateur | ESR typique (Ω) | Fréquence de mesure |
|---|---|---|
| Électrolytique aluminium | 0,01 à 0,5 | 100 kHz |
| Tantale | 0,02 à 0,1 | 120 Hz |
| Polymère | 0,002 à 0,01 | 100 kHz |
Comment minimiser l’ESR dans un circuit
- Choisir un condensateur adapté avec une ESR faible en fonction de la fréquence de fonctionnement.
- Utiliser des condensateurs au polymère pour des applications haute fréquence ou à forte charge de courant.
- Placer les condensateurs le plus près possible des composants pour réduire les effets inductifs.
- Vérifier la température de fonctionnement, car l’ESR augmente généralement avec la température.
Exemple d’impact de l’ESR
Dans une alimentation à découpage, un condensateur avec une ESR élevée provoquera une chute de tension plus importante et un échauffement, ce qui peut entraîner des pannes prématurées. À l’inverse, un ESR faible améliore la stabilité et l’efficacité énergétique du circuit.
Pour aller plus loin, découvrez comment la capacité parasite influence aussi la performance des composants électroniques dans un contexte similaire.
