Là một yếu tố cơ bản trong thiết kế mạch, điện trở nối tiếp tương đương (ESR) là phép đo tất cả các điện trở không lý tưởng mắc nối tiếp với tụ điện. Khi tụ điện gốm nhiều lớp (MLCC) chịu điện áp xoay chiều với dòng điện chạy qua chúng, tổn hao do ESR, v.v. của chúng, sinh ra nhiệt, có thể gây ra nhiều vấn đề về hiệu suất và độ tin cậy trong các hệ thống mạch nhỏ hơn và phức tạp hơn ngày nay.
Tương tự, hệ số chất lượng (Q) là một tham số quan trọng để đo lường các MLCC. Giống như ESR, yếu tố chất lượng phụ thuộc vào tần số và khó đo lường chính xác trên toàn bộ dải tần. Ngoài ra, công việc đo lường liên quan yêu cầu xác minh dữ liệu được cung cấp, vì vậy việc so sánh trực tiếp dữ liệu do các công ty khác nhau cung cấp là khá khó khăn.
Tuy nhiên, có một điều chắc chắn là - giá trị đo được phụ thuộc nhiều vào điện trở của các tấm dẫn, vật liệu cách điện, các đầu nối, v.v ... Giá trị ESR càng cao, tổn hao năng lượng của tụ điện càng cao - hãy tham khảo phương trình sau
trong đó Rs là điện trở nối tiếp tương đương ESR (tính bằng ôm), DF là hệ số tiêu tán và Xc là điện trở điện dung (tính bằng ôm).
Điện trở chuỗi tương đương (ESR) cũng xác định mức độ dòng điện gợn sóng sẽ được chuyển đổi thành nhiệt năng. Như đã đề cập ở trên, nếu việc tản điện không được xử lý đúng cách, nhiệt độ cao có thể ảnh hưởng xấu đến hiệu suất của tụ điện và có thể dẫn đến hư hỏng linh kiện ngẫu nhiên trong quá trình hoạt động kéo dài.
Trong đó P là công suất tiêu tán (tính bằng oát); I là căn bậc hai hiện tại (tính bằng amps); và R là điện trở chuỗi tương đương ESR (tính bằng ôm).
Điện trở loạt tương đương (ESR) có thể được đo bằng hai cách.
Sử dụng ống cộng hưởng có tần số cộng hưởng và băng thông bị ảnh hưởng bởi hệ số chất lượng và ESR của tụ điện. Hoặc bằng cách sử dụng máy phân tích trở kháng để đo quét, cho phép đo trực tiếp các đặc tính nhưng cũng có nhiều vấn đề về tiếp xúc kém cố hữu hơn.
Cần phải rõ rằng điện dung và điện áp hoạt động là hai thông số xác định của MLCC và việc kiểm soát tốt vật liệu và thiết kế có nghĩa là hiệu suất của tụ điện nhất quán - mặc dù các giá trị thực tế đo được có thể khác nhau.
Cũng cần lưu ý rằng việc so sánh dữ liệu thu được từ các nguồn khác nhau hoặc được thử nghiệm tại các thời điểm khác nhau có thể không đưa ra bức tranh trung thực về hiệu suất thực tế của linh kiện trong mạch; Cũng cần lưu ý rằng dữ liệu thử nghiệm thu được từ linh kiện được lắp trong bộ cố định thử nghiệm và do đó không đại diện đầy đủ cho tính năng thực tế của linh kiện được hàn trong mạch.
Ngoài ra, sự phù hợp của thành phần đối với ứng dụng được đề cập cần được xác nhận bằng cách đánh giá mạch và các giá trị ESR và Q được cung cấp để cung cấp tham chiếu cho hiệu suất của MLCC trên một dải tần hoạt động cụ thể.
Biết giá trị của điện trở loạt tương đương (ESR) là rất quan trọng vì nó xác định xem thành phần có phù hợp với các ứng dụng nguồn RF hay không. Nếu giá trị ESR quá cao, hiện tượng tự phát nhiệt do tổn thất sẽ quá cao và linh kiện sẽ hỏng do quá nhiệt. Nhờ giá trị ESR, cũng có thể tính được định mức dòng điện tối đa mà linh kiện có thể chịu được.
Cũng cần lưu ý rằng trong các ứng dụng dòng điện gợn sóng cao, điều quan trọng là phải xem xét ảnh hưởng của điện trở nối tiếp tương đương (ESR) - ví dụ, trong một loạt các ứng dụng liên quan như xe điện, giá trị ESR của tụ lọc và dòng điện phẳng tụ điện là một xem xét quan trọng.
