Ihre Annahme, dass "alle" Kondensatoren mit demselben C und derselben Gehäusegröße einen niedrigeren ESR mit einer höheren V-Bewertung haben (dies ist nicht universell). Dies hängt von der Konstruktion von l/A oder der Folienlänge und der Querschnittsfläche ab, wobei A für ziemlich hohe V-Werte eine etwas dickere Folie für längere Folienumwicklungen mit einem größeren Spalt verwenden kann und am Ende mit dem gleichen ESR endet.
Nehmen wir jedoch an, dass die Foliendicke oder Querschnittsfläche in kleinen Niederspannungskappen mit hoher Dichte konstant ist.

• ESR wird üblicherweise in niedrigen ESR-Caps bewertet, bei denen die ESR * C = T-Berechnung typischerweise <= 10us ist,
• Aber keine Allzweckkappen. Der ESR ist nicht angegeben und der ESR * C = beginnt bei etwa 100 us und steigt mit der Komponentengröße, wird stattdessen mit DF bewertet, Verlustfaktor bei 120 Hz.
• Ein Designer sollte erkennen, dass diese Komponente (normalerweise) für Brückengleichrichter mit dem Standard-60-Hz-Testverfahren gedacht ist und nicht für Hochfrequenz-SMPS, die einen niedrigeren ESR erfordern.
• Niedrigere ESR-Hoch-V-Kappen können nach ihrem Ripple-Strom (Arms) anstelle von ESR zusammen mit DF bewertet werden, aber einige Hersteller können auch ESR enthalten.

Wie kann die Stromwelligkeit mit der Nennspannung zunehmen?

• Ein hoher V-Wert erhöht den Ripple-Nennstrom aufgrund der Konstruktion aus dickeren Folien und einer größeren Fläche mit größerer Spaltspannung bei gleicher Gehäusegröße.
• Aber in der kleinsten Gehäusegröße mit niedrigen V-Werten kann die minimale Foliendicke bereits die kleinstmögliche sein, so dass der umgekehrte Trend nicht gilt und stattdessen die Länge der Wicklungen mit dem dielektrischen Spalt erhöht wird.

Wie kann ESR mit erhöhter Nennspannung reduziert werden?

Ein Elektrolyt mit erhöhter Nennspannung muss den Abstand d zwischen den Leitern auf Kosten des Kapazitätsabstandsverlusts für Körper gleicher Größe vergrößern.

Dies geschieht normalerweise mit der gleichen Folie, die in einen Zylinder mit größerer Länge und größerem Dielektrikumsspalt gewickelt ist, um eine höhere Nennspannung zu erreichen, und der Bonus ist eine größere Leiterfläche A, daher ein niedrigerer Leiterwiderstand R.

Die Kapazität für parallele Platten mit einem dielektrischen Isolator dazwischen hat die Eigenschaften der leitfähigen Folienplatten und der Durchbruchspannung des Dielektrikums eines beliebigen Isolatormediums dazwischen.

Fakten: Alle Isolatoren sind Dielektrika und haben alle eine ziemlich lineare Durchbruchspannung in parallelen Platten mit Spaltverschiebung. Alle Leiter haben einen Widerstand R, der proportional zur Länge der Elektroden und umgekehrt proportional zur Querschnittsfläche A für eine gegebene Elektrode oder Platte ist, die normalerweise aus Folie oder metallisiertem Kunststoff besteht.

$C=\frac{\epsilon A}{d} ~~~~R=\frac{l}{A}\rho ~~~~~ V_{max} = kd~ ~~$

$k =$Durchschlagsfestigkeit [V/mm oder kV/m] , l = Leiterfoliendicke

$C=$Kapazität$[F] ~~~\epsilon =$Permittivität$A=area~,~ d=gap$

Nebenfrage: Wie wählt man eine Kappe aus?

• Gegebene Variablen für C, ESR (oder DF oder Imax), V, Gehäusegröße, Kosten, maximale Temperatur, Leckage R, Anbieterqualität (Markenruf), Anbietertechnologie (Familientyp) und Kosten
• und Sie haben möglicherweise Designspezifikationen für; Kosten, MTBF , C-Wert, SMT oder THT , ESR usw
• Entscheiden Sie sich dann für Design-Faustregeln für Spannungsreserve, Stromreserve, ESR-Alterung, C-Alterung, Umgebungstemperaturbereich und gewünschte MTBF

• Erhöhen Sie dann je nach Ihrer "Vorspannung" für die oben genannten Anforderungen (billig oder zuverlässig oder beste Leistung oder gerade gut genug) Ihren Spielraum für Spannung, Imax, ESR und C, um den Temperaturanstieg zu verbessern, der sich direkt auf die Alterung auswirkt.

• Abgesehen von Lötprozess- und Konstruktionsfehlern fällt ein Kondensator höchstwahrscheinlich zuerst in jedem Design aus.

• Ein heißer oder durch Strom belasteter und eine große mW-Verlustleistung in einem thermisch isolierenden Gehäuse führt zu einer schlechten Zuverlässigkeit

Daher sind Spannungs- und Strommargen der Schlüssel zu jeder Design-Faustregel, wie z. B. >=50 % Marge, abhängig von Ihrem Druck, Kosten zu senken und MTBF zu maximieren.

Beim ersten Teil der Frage bin ich mir nicht sicher. Ich bin mir nicht einmal sicher, ob die Prämisse richtig ist, denn wenn ich mir eine Serie von Elektrolyten anschaue, sehe ich keinen offensichtlichen Trend zu niedrigerem ESR bei höherem WV. Beispielsweise hat in dieser Serie ein 100-V-22-uF-Teil einen DF von 18, während ein 400-V-22-uF-Teil einen DF von 25 hat. DF (Verlustfaktor) ist proportional zu C x ESR, sodass dies einen höheren ESR für die höhere Spannung anzeigt Teil.

Aber der zweite Teil ist logisch. Die Begrenzung der Nennstromstärke ist häufig auf die Eigenerwärmung des Kondensators zurückzuführen. Die Eigenerwärmung ist proportional zu$I^2R$, wobei R der ESR ist. Ein niedrigerer ESR ergibt also im Allgemeinen einen höheren zulässigen Welligkeitsstrom.