Komponen elektronik merupakan suatu material kelistrikan yang berfungsi untuk dapat melakukan suatu proses teknis untuk dapat menjalankan suatu fungsi perintah dalam rangkaian kelistrikan. Salah satu komponen elektronika yang banyak digunakan untuk pengembangan suatu sistem adalah kapasitor. Kapasitor didefinisikan sebagai benda yang terdiri dari dua buah konduktor yang tidak terhubung satu sama lain dan dipisahkan oleh insulator.
Bentuk pengaturan yang paling sederhana baik secara teori maupun praktik adalah kapasitor yang dibuat dari dua buah pelat yang disusun paralel. Kapasitor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik sedangkan komponen elektronika induktor menyimpan energi dalam bentuk medan listrik. Keduanya dikelompokkan sebagai komponen reaktif. Berbeda dengan resistor, dalam bentuknya yang ideal kapasitor dan induktor tidak mendisipasi energi (dalam satu sikus penuh).
Salah satu karakterisktik dari kapasitor adalah adanya resistansi yang dinamakan ESR (Equivalent Series Resistance). Nilai ESR pada kapasitor ini dapat menjadi faktor yang sangat berpengaruh pada unjuk kerja rangkaian dan sistem elektronika, terutama pada sistem catu daya tersaklar (SMPS). Nilai ESR juga dapat menjadi indikator utama dari kondisi kapasitor.
Kapasitor yang telah terdegradasi sering masih menunjukkan nilai kapasitansi dalam rentang (range) toleransi dan masih menunjukkan tingkat tegangan listrik yang sesuai. Namun demikian kapasitor ini akan menunjukkan nilai ESR yang jauh lebih tinggi dari rata-rata nilai ESR pada kapasitor yang masih baik pada rating yang sama.
Sekalipun merupakan parameter yang penting namun kebanyakan alat pengukur kapasitansi yang dijual di pasaran lokal tidak memiliki kemampuan untuk menguji kondisi ESR pada kapasitor. Selain itu perangkat yang memiliki kemampuan untuk pengukur nilai ESR umumnya berharga relatif mahal.
Kapasitor yang ideal hanya memiliki satu unsur yaitu unsur kapasitif. Namun demikian pada kenyataannya setiap komponen elektronika (termasuk kapasitor) memiliki apa yang disebut sebagai unsur parasitic. Elemen parasitic pada setiap komponen elektronika dapat diartikan sebagai unsur yang tidak diinginkan yang dimiliki oleh komponen tersebut. Sebagai contoh, setiap komponen kapasitor memiliki unsur resistif dan induktif. Unsur-unsur yang tidak diinginkan ini disebabkan oleh konstruksi fisik dari kapasitor, sehingga sulit untuk dihindari.
Dalam Gambar diatas dapat dilihat salah satu model yang dapat dibuat untuk menggambarkan secara sederhana elemen-elemen dalam komponen kapasitor yang nyata. Disipasi daya nyata (real power) terjadi pada kapasitor disebabkan adanya ESR yang dialiri oleh arus AC. Pada rangkaian SMPS, nilai disipasi daya dari output capacitor berbanding lurus dengan nilai ESR.
Disipasi daya ini akan menyebabkan panas yang akan meningkatkan temperatur pada kapasitor. Sesungguhnya ESR adalah konsep yang cukup kompleks, kumpulan proses yang menghasilkannya tidak sesederhana sebagaimana diwakili oleh model yang terdiri dari sejumlah elemen ideal. General Atomics Energy Products mengungkapkan sebagai berikut: “In truth, the Equivalent Series Resistance is the value of resistance which is equal to the total effect of a large and complex set of energy loss mechanisms occuring under a particular set of measurement or operating conditions”.
Pengaruh kenaikan nilai ESR pada output kapasitor terhadap tegangan keluaran dari rangkaian buck converter. Pada rangkaian buck converter pengaruh nilai ESR lebih dominan terhadap besaranya nilai tegangan keluaran, bila dibandingkan dengan pengaruh ESL. Nilai ESR yang besar dapat menyebabkan banyak masalah pada sistem catu daya, terutama pada catu daya tersaklar (switched-mode power supply). Elemen ESR pada kapasitor akan menyebabkan tegangan peningkatan sesaat (ripple voltage) dan membuat kapasitor menjadi lebih panas sehingga akan memperpendek umur pakai kapasitor.
Terdapat beberapa peralatan penguji ESR yang skema/diagram rangkaiannya bisa didapat secara bebas di Internet. Rangkaian-rangkaian tersebut memiliki persamaan dengan peralatan penguji ESR komersial, yaitu dalam hal sama-sama menggunakan pendekatan tabel nilai ESR yang dianggap baik. Hal ini dikarenakan umumnya peralatan penguji hanya dipergunakan sebagai sarana bantu untuk mengetahui kelayakan kondisi sebuah kapasitor. Untuk keperluan ini aproksimasi dari nilai ESR yang baik dianggap memadai dan lolos uji kelayakan penggunaan komponene elektronika tersebut.
Hioki selaku brand Instrumentasi ternama dari jepang, turut mengembangkan serta melakukan produksi terkait alat instrumentasi yang dapat melakukan pengecekan nilai ESR (Equivalent Series Resistance) pada suatu komponen elektronika, terkhususnya lithium-ion kapasitor.
Alat instrumentasi tersebut adalah Hioki Battery Tester BT3562A. Hioki Battery Tester BT3562A dapat melakukan pengukuran dengan tingkat keakurasian pembacaan mencapai 0.1μΩ dan dapat melakukan pengukuran sampai dengan 3.1 kΩ, alat ini selain dapat melakukan pengukuran internal resistansi battery, dapat melakukan pengukuran besarnya ESR (Equivalent Series Resistance), dimana dapat membantu melakukan pengecekan terhadap komponen elektronika lithium-ion kapasitor sebelum terjandinya degeradasi kualitas. Parameter karakteristik pengukuran dapat disesuaikan secara manual, pada alat ini berdasarkan standar pengujian yang akan digunakan.
- Dapat Melakukan Proses Charge maupun Discharge pada Pengukuran Lithium – ion kapasitor (Dengan Isolasi Bahan Elektrik);
- Nilai pengukuran yang didapat dipastikan sesuai dengan kondisi Charge maupun Discharge proses Lithium – ion kapasitor, meminimalisir noise yang terjadi akibat proses tersebut;
- Dapat mengukur battery ataupun objek komponen elektronika untuk dapat mengetahui resistansi internal maupun resistansi bahan tersebut, dengan ambang batas tegangan yang dapat diukur lebih dari 60 Volt DC dan koneksi seri lebih dari 15 wiring.
- Penyimpanan hasil pengukuran secara otomatis, serta dapat ditransfer kepada aplikasi pengolahan data di computer;
- Tersedia Protokol Komunikasi, RS-232 dan Lan Cable, untuk mempermudah proses pengambilan data dan pengiriman data.
