ESR von Kondensatoren im Kilo-Ohm-Bereich?

Gast #5641075
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Hi,

ich habe heute mal einige meiner bedrahteten Kondensatoren mit einem 
LCR-Messgerät getestet und dabei festgestellt, dass für Kapazitäten < 
1nF der ESR zwischen 100R- und 10kR-Bereich liegt bei Frequenzen >10kHz. 
Gerade die kleinen Kapazitäten sollen doch schnell reagieren können - in 
meinem Fall aktuell für EMI-Filter.
Im Vergleich dazu lieferten große Kapazitäten (>>100nF) Ergebnisse im 
einstelligen Ohm-Bereich und weniger.

Könnt Ihr mir erklären, wie kleine "schnelle" Kondensatoren mit diesen 
gigantischen ESRs zusammenpassen?


Grüße

Peter
Gast #5641445
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Hp M. schrieb:
> Wer misst, misst meistens Mist.

Eigentlich wird immer Mist gemessen.
Die Profis wissen es halt und koennen mathematisch korrigierend 
eingreifen.Der Laie dagegen wundert sich,dass an einem 10 
Mohm-Spannungsteiler statt z.B. 10V vielleicht nur 5V gemessen 
werden....
#5641461
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Peder schrieb:
> Könnt Ihr mir erklären, wie kleine "schnelle" Kondensatoren mit diesen
> gigantischen ESRs zusammenpassen?

Gerne

Peder schrieb:
> ich habe heute mal einige meiner bedrahteten Kondensatoren mit einem
> LCR-Messgerät getestet und dabei festgestellt, dass für Kapazitäten <
> 1nF der ESR zwischen 100R- und 10kR-Bereich liegt bei Frequenzen >10kHz.
> Gerade die kleinen Kapazitäten sollen doch schnell reagieren können - in
> meinem Fall aktuell für EMI-Filter.

Bei kleiner 1nF würde ich für 'schnell reagieren' eher im MHz-Bereich 
ansiedeln. Und wenn man sich einmal folgendes durchliest:

Timmo H. schrieb:
> Kann schon sein...
> http://www.exxelia.com/uploads/PDF/ceramic-capacitor-h-series.pdf

dann stimmt das mit den kOhm schon .. aber nur im Bereich um die 10kHz. 
Bei noch höheren Frequenzen sinkt der ESR aber deutlich.
Gast #5641604
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Bei so kleinen Kondensatoren müsste die Messung schon bei sehr hohen 
Frequenzen (z.B. > 1 MHz) erfolgen, um noch kleine ESR Werte zu 
erfassen. Bei längeren Kabeln hat man dann ggf. ESL Effekte zu falsch 
interpretiert werden.
Persönliche Seite #5641651
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@Peder:
Was sind das für Kondensatoren?

Ich vermute, dass der Scheinwiderstand mit in die Messung reinspielt.

Achim H. schrieb:
> Timmo H. schrieb:
>> Kann schon sein...
>> http://www.exxelia.com/uploads/PDF/ceramic-capacitor-h-series.pdf
> dann stimmt das mit den kOhm schon .. aber nur im Bereich um die 10kHz.
> Bei noch höheren Frequenzen sinkt der ESR aber deutlich.

Das sind Hochspannungskondensatoren bis 10 kV.

Woher kommt bei denen der hohe ESR?
Die Widerstand der Anschlüsse ist es wohl nicht.


Normale MLCC Kerkos haben Werte im Milliohm-Bereich.
Gast #5641666
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Der hohe gemessene ESR Wert dürfte ein Messfehler sein, einfach weil das 
Gerät mit den kleinen Kondensatoren nicht gut klar kommt.


Der ESR setzt sich aus verschiedenen Beiträgen zusammen, die Ohmschen 
Widerstände der Zuleitungen und ggf. Folie sind da ein Beitrag, aber ein 
eher kleiner. Ein anderen kommt von Verlusten im Dielektrikum. Je nach 
Material erscheint dann ein Bruchteil (z.B. 0.1 %) des 
Scheinwiderstandes auch als ESR. Entsprechen ist für die kleinen 
Kondensatoren auch ein etwas höherer (z.B.0.1 -10 Ohms) ESR Wert zu 
erwarten.
#5642344
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Timmo H. schrieb:
> Kann schon sein...
> http://www.exxelia.com/uploads/PDF/ceramic-capacitor-h-series.pdf

Wer auch immer dieses PDF zusammengeklickt hat, hatte keine Ahnung. Das 
"ESR" Diagramm auf Seite 8 (des Dokuments) zeigt nicht den ESR, 
sondern die Impedanz. Da ist ein himmelweiter Unterschied.

Der ESR ist der ohmsche Anteil der Impedanz. Im Ersatzschaltbild ein 
Widerstand in Reihe zu einem idealen Kondensator.

Siehe: 
https://de.wikipedia.org/wiki/Kondensator_(Elektrotechnik)#Normung_und_Ersatzschaltbild
#5643837
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Axel S. schrieb:
> Wer auch immer dieses PDF zusammengeklickt hat, hatte keine Ahnung. Das
> "ESR" Diagramm auf Seite 8 (des Dokuments) zeigt nicht den ESR,
> sondern die Impedanz.

Das kann nicht stimmen.
Wenn ich z.B. die unterste dunkelrote Kurve nehme (33nF) zeigt das 
Diagramm bei 10kHz ca. 10Ω. Meine Rechnung der Impedanz ergibt aber ca. 
500Ω (ohne ohmschen Anteil).
#5643861
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Dietrich L. schrieb:
> Axel S. schrieb:
>> Wer auch immer dieses PDF zusammengeklickt hat, hatte keine Ahnung. Das
>> "ESR" Diagramm auf Seite 8 (des Dokuments) zeigt nicht den ESR,
>> sondern die Impedanz.
>
> Das kann nicht stimmen.
> Wenn ich z.B. die unterste dunkelrote Kurve nehme (33nF) zeigt das
> Diagramm bei 10kHz ca. 10Ω. Meine Rechnung der Impedanz ergibt aber ca.
> 500Ω (ohne ohmschen Anteil).

Hallo Dietrich,
Zustimmung zu deinem Einwand.

Der dort gezeigte Wert ist der Verlustwiderstand in Abhängigkeit der 
Frequenz. Der ist in dem Diagramm ca. 2% von Xc. Laut Datenplatt ist der 
Wert maximal 2,5% von Xc. Es gibt ein Minumum von ca. 0,05Ohm. Oftmals 
steht nur dieser minimale Wert im Datenblatt von Kondensatoren.
http://www.exxelia.com/uploads/PDF/ceramic-capacitor-h-series.pdf
Gast #5644532
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Danke erstmal an alle!
Mein LCR-Meter kommt leider nicht bis in den MHz-Bereich, sonst hätte 
ich sehen können, dass die Werte dort deutlich kleiner sind.

Geplant sind diese kleinen Kondensatoren für die Eingangsbefilterung von 
Schaltreglern und zwar sind es die beiden Kondensatoren über (+Vout -> 
+Vin) und (-Vout -> -Vin). Und dort sind die - wenn ich das richtig 
verstehe - ohnehin nicht für den kHz-Bereich zuständig.

Grüße
Peter
#5645303
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Peder schrieb:
> Geplant sind diese kleinen Kondensatoren für die Eingangsbefilterung von
> Schaltreglern und zwar sind es die beiden Kondensatoren über (+Vout ->
> +Vin) und (-Vout -> -Vin). Und dort sind die - wenn ich das richtig
> verstehe - ohnehin nicht für den kHz-Bereich zuständig.

Hallo, dein Interesse an den Kondensatoren, in diesem Fall für mich 
"Abblockkondensatoren", in allen Ehren, aber das scheint mir wirklich 
akademisch...Keramische Blockkondensatoren wurden in den berühmten 
TTL-Gräbern zu Hauf eingesetzt und auch heute noch an jeder Ecke und 
Kante...und sie tun offensichtlich das, was sie sollen! Nicht umsonst 
immer die erste oder zweite Rückfrage an einen TO, "hast du die 
Spannungsversorgung ordentlich geblockt?"
Ich bezweifle jetzt einfach ins Blaue hinein, dass du in deiner 
Applikation einen Unterschied zwischen 33nF oder 100nF finden wirst...es 
sei denn, die Kondensatoren liegen im Signalweg...
Und ich sehe schon eine Produktion heulen, weil der Oberingenieur 
verlangt, dass  als Wareneingangskontrolle zukünftig die ESR der 
Blockkondensatoren dokumentiert werden muß.
Im übrigen wurde dir ja schon gesagt, dass du eben "Mist gemessen hast".
Man lernt halt nie aus...
Gruß Rainer

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