Principiul de funcționare al dispozitivelor de măsurare a capacității esr. Contor ESR pentru condensatori de oxid. Cum se verifică un condensator. Informații teoretice despre condensatoare

CONTORUL ESR

Pentru a testa condensatorii, am decis să asamblați un așa-numit „contor ESR”. , ceea ce înseamnă „rezistență în serie echivalentă”. Să explicăm mai simplu. Într-o formă simplificată, un condensator electrolitic este format din două plăci de bandă de aluminiu separate printr-un distanțier din material poros impregnat cu electrolit (de unde și denumirea de electrolitic). Dielectricul din astfel de condensatoare este o peliculă de oxid foarte subțire care se formează pe suprafața foliei de aluminiu atunci când pe plăci este aplicată o tensiune cu o anumită polaritate. Cablurile de sârmă sunt atașate la aceste capace de bandă. Benzile sunt rulate într-o rolă și totul este plasat într-o carcasă etanșă. Datorită grosimii foarte mici a dielectricului și suprafeței mari a plăcilor, condensatoarele de oxid au o capacitate mare în ciuda dimensiunilor lor mici.

În timpul funcționării, în interiorul condensatorului au loc procese electrochimice, distrugând joncțiunea terminalului cu plăcile. Contactul este rupt și, ca urmare, apare o așa-numită rezistență de tranziție, care ajunge la zeci de ohmi sau mai mult, ceea ce echivalează cu conectarea unui rezistor în serie cu condensatorul, care se află în condensatorul însuși. Curenții de încărcare și descărcare determină încălzirea acestui „rezistor”, ceea ce îmbunătățește și mai mult procesul distructiv. Un alt motiv pentru defecțiunea unui condensator electrolitic este „uscarea”, atunci când electrolitul se evaporă din cauza etanșării slabe. În acest caz, reactanța capacitivă (Xc) a condensatorului crește, deoarece capacitatea acestuia din urmă scade. Prezența rezistenței în serie afectează negativ funcționarea dispozitivului, perturbând logica condensatorului din circuit. (Dacă, de exemplu, conectați un rezistor cu o rezistență de zece ohmi în serie cu condensatorul de filtru redresor, ondulația tensiunii redresate la ieșirea acestuia din urmă va crește brusc). Valoarea ESR crescută a condensatoarelor (și numai până la câțiva ohmi) are un efect deosebit de puternic asupra funcționării comutării surselor de alimentare.

Principiul de funcționare al acestui contor ESR se bazează pe măsurarea capacității unui condensator, adică, în esență, este un ohmmetru care funcționează pe curent alternativ.

După cum se știe, Xс=1/2πfC, Unde

Xс - capacitate, Ohm;
f - frecvență, Herți;
C - capacitate, Farad.

Cipul DD1 conține un generator de impulsuri dreptunghiulare (elementele D1.1, D1.2), un amplificator tampon (elementele D1.3, D1.4) și o etapă de amplificare care utilizează tranzistori. Frecvența de generare este determinată de elementele C1 și R1 și este egală cu 100 kHz. Impulsurile dreptunghiulare sunt alimentate prin condensatorul de separare C2 la înfășurarea primară a transformatorului T1. Un microampermetru este conectat la înfășurarea secundară după redresorul cu diodă, pe scara căreia se citește valoarea ESR. Condensatorul C3 netezește ondulațiile tensiunii redresate. Când alimentarea este pornită, acul microampermetrului deviază la marcajul final al scalei (acest lucru se realizează prin selectarea rezistenței R2). Această poziție corespunde valorii „infinite” a ESR măsurat Dacă conectați un condensator de oxid de lucru în paralel cu înfășurarea I a transformatorului T1, atunci din cauza capacității scăzute, condensatorul va ocoli înfășurarea și acul contorului se va apropia de zero. Dacă există un defect în valoarea măsurată, valoarea ESR din aceasta crește, o parte din curentul alternativ va curge prin înfășurare, iar săgeata se va abate din ce în ce mai puțin de la valoarea „infinit”. Cu cât ESR este mai mare, cu atât curge mai mult curent prin înfășurare și cu atât mai puțin prin condensator, iar săgeata este mai aproape de poziția „infinit”.

Transformatorul este bobinat inel de ferită cu diametrul exterior de 10...15 mm. Înfășurarea primară conține 10 spire de sârmă PEV-2 cu un diametru de 0,5 mm, înfășurarea secundară conține 200 de spire de PEV-2 cu un diametru de 0,1 mm. Dioda trebuie să fie germaniu, de exemplu D9, D310, D311, GD507. Diode de siliciu au o tensiune de deschidere de prag mare (0,5...0,7 V), ceea ce va duce la o neliniaritate puternică a scalei contorului în zona de măsurare a rezistențelor scăzute. Contorul ESR este calibrat folosind mai multe rezistențe de 1 Ohm. Prin închiderea sondelor, marcați unde va fi marcajul zero al scalei. Datorită rezistenței firelor de conectare, este posibil să nu coincidă cu poziția săgeții atunci când alimentarea este oprită. Prin urmare, firele care merg la sonde ar trebui să fie cât mai scurte posibil. Apoi, conectați două rezistențe de 1 Ohm conectate în paralel și marcați poziția săgeții corespunzătoare rezistenței măsurate de 0,5 Ohm. Apoi conectați rezistențe de 1, 2, 3, 5 și 10 ohmi și marcați pozițiile săgeții atunci când măsurați aceste rezistențe. Ne putem opri aici, deoarece condensatoarele electrolitice cu o capacitate mai mare de 4,7 μF cu un ESR de peste 10 ohmi, deși pot funcționa, nu vor dura mult :)

La repararea echipamentelor, specialiștii în radiomecanică se confruntă cu diverse probleme - piste deteriorate pe plăci, oxidare, elemente arse, condensatoare umflate. Aceste defecțiuni sunt clar vizibile în timpul inspecției inițiale a echipamentului și eliminarea lor folosind cele mai de bază instrumente ale oricărui inginer nu este dificilă. Există însă cazuri în care o inspecție vizuală nu este suficientă.

Condensatorii vin în diferite capacități, atât foarte mari (4000, 10000 µF) cât și foarte mici (0,33 µF, de exemplu, astfel de piese sunt utilizate în mod activ la asamblarea componentelor pentru diverse echipamente de birou). Și dacă umflarea capacului superior al primului este clar vizibilă datorită dimensiunii lor, atunci cu cele din urmă, identificarea defecțiunii lor poate cauza o mulțime de probleme.

Un dispozitiv simplu pentru testarea condensatorilor va ajuta în acest sens - contor ESR. Nu este dificil să o faci cu propriile mâini dacă ai cunoștințe suficiente despre proiectarea circuitelor. Poate fi fie un dispozitiv de sine stătător, fie realizat ca atașament la un multimetru digital. Cu ajutorul acestuia, puteți identifica cu ușurință defecțiuni precum defecțiunile și uscarea.

Condensatoare electrolitice au o serie de parametri care sunt importanți pentru lor funcționare corectăîn diagrama dispozitivului. Aceasta este capacitatea sa, rezistența dielectrică dintre terminale și corp și inductanța proprie, rezistența în serie echivalentă sau, în stilul american, rezistența în serie echivalentă. ESR este rezistența plăcilor condensatorului și a picioarelor sale, cu care este lipit pe placă și bornele.

Există formule speciale pentru calcularea acestui indicator, dar nimeni nu le folosește în practică. Este mult mai ușor să asamblați un dispozitiv pentru a-l măsura și să comparați rezultatele obținute cu tabelul ESR al condensatorilor electrolitici, care arată valorile în miliohmi, în funcție de caracteristicile pieselor - capacitatea și tensiunea suportată.

Condensatorii sunt folosiți aproape peste tot. Nici un singur circuit de dispozitiv cu o complexitate minimă nu se poate descurca fără ele.

ÎN calculatoare personale se găsesc în surse de alimentare, monitoare și în apropierea componentelor importante plăci de bază- reţea şi cipuri de sunet, în sistemul de alimentare al procesorului, poduri sud și nord, RAM.

ÎN sisteme de difuzoareși echipamentele de rețea (routere, comutatoare, de exemplu) se găsesc lângă amplificatoare și porturi LAN. Toate oferă energie stabilă acestor elemente, iar cele mai mici probleme cu alimentarea cu energie, după cum se știe, pot duce la ambele probleme în funcționare - înghețare, frânare și un refuz banal de a lucra.

Condensatoarele uscate și sparte nu pot fi detectate printr-o simplă inspecție, așa că contorul ESR este cel care poate determina cauza defecțiunii. Pentru a face acest lucru, piesele suspectate sunt deslipite de pe placă și verificate cu dispozitivul. Nu este recomandat să le verificați fără a le lipi - indicatorii în acest caz pot fi prea inexacți. Dacă valoarea rezistenței este prea mare, componenta trebuie înlocuită cu una cu ESR cel mai scăzut.

Elementele de bază ale dispozitivului

În miez Circuitele contorului ESR se află un cip generator de impulsuri de tip K561LN2, care funcționează la o frecvență de până la 120 kHz. Pentru confort suplimentar, microcircuitul în sine nu poate fi lipit direct în placă, dar poate fi folosit un panou special cu numărul necesar de picioare. Acest lucru vă va permite să înlocuiți rapid o piesă defectă și să o înlocuiți fără operațiuni suplimentare cu un fier de lipit și o aspirație de lipit. Ca analog al acestui generator, puteți utiliza K1561LN2, care are caracteristici similare.

Frecvența este reglată de un circuit format dintr-un rezistor și un condensator. Ajustare și setări Măsurătorile VSH realizat de un rezistor de reglare.

Sursa de alimentare este fie o CR2032 standard, care produce o tensiune de până la 3 volți, fie, dacă aceasta nu este suficientă pentru funcționare, o baterie reîncărcabilă de 9 volți conectată printr-o bornă specială (acestea pot fi găsite la unele autoalimentate). ceasuri, de exemplu, sau în baterii vechi de tip Crohn). Contorul de tensiune AC include un multimetru, care trebuie comutat în modul corespunzător, și diode cu germaniu.

Ansamblu tester condensator poate fi produs atât pe o placă de breadboard care măsoară aproximativ 4 pe 6 centimetri, cât și pe plăci de circuite imprimate speciale. A doua opțiune va fi puțin mai scumpă, dar avantajul ei este prezența pe tabla a simbolurilor a tuturor elementelor necesare și a pistelor care le conectează.

Plăcile de circuite imprimate sunt realizate din folie PCB și înainte de a monta elementele, contactele de pe acestea trebuie să fie cositorite cu lipire.

Când se utilizează placi de dezvoltare, amplasarea elementelor și conectarea acestora se face independent. Pentru a crea circuitul, se folosesc fire de o grosime suficientă cu izolație fluoroplastică pentru a preveni deteriorarea cauzată de căldură.

Atât sondele achiziționate, cât și cele de casă pot fi folosite ca sonde. În al doilea caz, trebuie să aveți grijă în mod independent de buna conductivitate a materialului utilizat și de grosimea suficientă a firului care merge la multimetru. Nu este recomandat să folosiți fire lungi, mai mari de 10 centimetri.

Posibil deficiențe și comentarii privind funcționarea acestui dispozitiv:

1. Dacă puterea bateriei este instabilă, sunt posibile abateri semnificative în precizia măsurării, nu trebuie să uitați să verificați periodic bateria cu un multimetru și să nu îi permiteți să se descarce mai mult de 1 volt.
2. Chiar și cu o baterie complet funcțională, un dispozitiv realizat în acest fel nu pretinde a fi foarte precis. Poate fi folosit ca un fel de indicator al performanței elementelor și poate determina dacă condensatorul este potrivit pentru instalare sau înlocuire.

Primul și al doilea dezavantaj au o soluție comună - este suficient să instalați un stabilizator în circuit, alimentat direct de la baterie și doi condensatori. Acest lucru crește fiabilitatea și acuratețea dispozitivului, ceea ce face posibilă eliminarea situațiilor în care, dacă rezistența elementului măsurat a fost prea mică, multimetrul a semnalat un scurtcircuit în locul valorii așteptate.

Procedura de calibrare a dispozitivului

După montarea dispozitivului pe placă și efectuarea testelor inițiale, acesta trebuie calibrat. Pentru a face acest lucru, veți avea nevoie de un osciloscop și un set de rezistențe pentru reglare cu o valoare de la 1 la 80 ohmi. Procedura de calibrare:

1. Măsurăm frecvența pe sonde cu un osciloscop. Ar trebui să fie între 120-180 kHz. La o frecvență mai mică sau mai mare, se reglează prin selectarea unui rezistor din set.
2. Conectăm multimetrul la sonde, selectăm modul de măsurare în milivolți.
3. Conectam un rezistor de 1 Ohm la sonde. Folosind un rezistor trimmer în circuit, setăm valoarea tensiunii la 1 milivolt pe multimetru.
4. Conectăm următorul rezistor nominal fără a modifica valoarea și înregistrăm citirile multimetrului. Repetăm ​​cu întregul set și facem o farfurie.

După calibrare, dispozitivul poate fi utilizat. Va ajuta la detectarea defectelor legate de reactanță. Ele nu pot fi diagnosticate altfel.

Rezistența în serie echivalentă (ESR), ca unul dintre parametrii paraziți semnificativi ai condensatoarelor electrolitice, a câștigat o mare popularitate în rândul reparatorilor de echipamente electronice în ultimii ani. Contoarele și sondele ESR au devenit un instrument esențial pentru mulți meșteri, alături de un tester sau multimetru.
O creștere a ESR al unui condensator cu câțiva ohmi și, uneori, cu câteva zecimi de ohm, poate cauza funcționarea defectuoasă a dispozitivului în care este instalat, ceea ce uneori este imposibil de detectat cu contoarele de capacitate existente care nu sunt capabile să ia în considerare. luați în considerare alți parametri ai condensatorului.

În mod obișnuit, în practica de reparații, nu este necesară o precizie specială în măsurarea ESR, astfel încât o eroare vizibilă în sonde adesea nu cauzează inconveniente în găsirea elementelor defecte, iar determinarea stării unui condensator cu o sondă poate fi simplificată pentru a evalua calitatea acestuia pe baza principiul dacă este potrivit sau nu pentru lucru într-o anumită unitate a dispozitivului.
Dar trebuie remarcat faptul că, pentru condensatoarele care funcționează la curenți mari de impuls, de exemplu, în filtrele convertoarelor, uneori este necesară o evaluare mai obiectivă a calității, iar o eroare de zecimi sau chiar sutimi de ohm poate fi semnificativă.

Cele mai multe dintre instrumentele și sondele populare ESR utilizate în practica de reparații se bazează pe măsurarea impedanței curentului alternativ la o frecvență de 40 - 100 kHz. La frecvențe de acest ordin, pentru condensatoarele electrolitice de valori mari, astfel de dispozitive vor afișa valori cât mai apropiate de valoarea ESR, care va constitui cea mai mare parte a impedanței la aceste frecvențe.
Dezavantajul acestei metode este o eroare semnificativă la măsurarea unor valori mici de capacitate (mai puțin de 10 uF), când reactanța condensatorului la o anumită frecvență este comparabilă și poate depăși ESR.
Apoi, dispozitivul va afișa valoarea impedanței, iar valoarea reală ESR poate fi de câteva ori mai mică.

Una dintre cerințele pentru caracterul practic al utilizării sondelor ESR este capacitatea de a efectua măsurători fără a scoate condensatorul de pe placă. În consecință, procesul de măsurare trebuie să aibă loc cu o cădere de tensiune suficient de mică pe condensatorul testat, excluzând deblocarea tranzițiilor elementelor semiconductoare ale circuitului.

În cele mai multe cazuri, meșterii asamblează ei înșiși astfel de contoare simple de impedanță folosind scheme disponibile pe scară largă pe Internet, dar unii își folosesc și propriile modele, ținând cont de preferințele personale în ceea ce privește ușurința în utilizare sau precizia măsurării.
La vânzare există atât sonde simple cu indicație LED sau cadran, cât și contoare cu o scară digitală de diferite grade de complexitate.

Nu este nevoie să ne oprim în detaliu asupra principiilor și metodelor de măsurare a impedanței, există destul de multe astfel de discuții și descrieri și nu sunt greu de găsit pe Internet. Dar unele caracteristici ale modelelor individuale ar putea încă merita atenție.

Acest articol propune să se ia în considerare una dintre modalitățile de a măsura ESR și capacitatea ca parametri separați ai unui condensator.

O metodă destul de precisă și simplă, care este utilizată în multe dispozitive amatoare și industriale, este implementată în Micrometru, popular printre meșteri - participanți la forumurile de reparații monitor.net.ru și monitor.espec.ws.

Dacă condensatorul testat are o capacitate Cîncărcare de la sursa DC eu, tensiunea la bornele sale va crește liniar de la valoare U Rîn lege:

C dU/dt = I = const.

U R– căderea de tensiune pe rezistența activă a condensatorului (ESR).

În acest caz, capacitatea condensatorului va fi determinată de expresia:

Calcula U R Pentru a calcula ESR, puteți face acest lucru în mai multe moduri, de exemplu, compunând o ecuație a unei linii drepte folosind două puncte și găsirea coordonatei Y pentru valoarea zero a lui X sau geometric, pe baza raportului laturilor similare. triunghiuri...

Rezistența activă a condensatorului (ESR) în acest caz va fi:

Pentru a implementa această metodă, nu este nevoie să utilizați un ADC, valorile tensiunii de prag pentru controlul temporizatorului sunt stabilite de comparatori, iar calculele matematice ale capacității și ESR sunt efectuate de un microcontroler cu informații afișate pe afișajul LCD.

Unele modele similare folosesc o metodă mai simplă, dar mai puțin precisă pentru a măsura ESR.
Se măsoară nivelul de tensiune U R prin intermediul unui ADC la momentul inițial.
În ciuda faptului că pulsul de măsurare este destul de scurt (1-2 uS), condensatorii de capacitate mai mică au timp să se încarce la o valoare mai mare decât condensatorii de capacitate mare, ceea ce creează o eroare în măsurarea ESR a diferitelor valori ale condensatorului.

Vă rugăm să rețineți că ESR, măsurat prin curent continuu, este un indicator relativ al calității unui condensator electrolitic.
O componentă semnificativă a ESR este pierderile dielectrice, care variază semnificativ cu frecvența curentului alternativ.

Există tehnici și metode de măsurare mai complexe și mai precise bazate pe analiza defazării condensatorului. În acest caz, ESR este determinată de produsul impedanței și tangentei de pierdere.

Comentariile și sugestiile sunt acceptate și binevenite!

ÎN în ultima vremeÎn literatura de radio amatori și profesională, se acordă multă atenție dispozitivelor precum condensatoarele electrolitice. Și nu este surprinzător, deoarece frecvențele și puterile cresc „în fața ochilor noștri”, iar acești condensatori poartă o responsabilitate uriașă pentru performanța atât a componentelor individuale, cât și a circuitului în ansamblu.

Aș dori să vă avertizez imediat că majoritatea componentelor și soluțiilor de circuite au fost culese de pe forumuri și reviste, așa că nu pretind niciun autor din partea mea, dimpotrivă, vreau să ajut reparatorii începători să descopere circuitele nesfârșite; variaţii de contoare şi sonde. Toate diagramele furnizate aici au fost asamblate și testate de mai multe ori și s-au tras concluzii adecvate cu privire la funcționarea cutare sau cutare proiectare.

Deci, prima schemă, care a devenit aproape un clasic pentru începătorii ESR Metrobuilders „Manfred” - așa o numesc amabil utilizatorii de forum, după creatorul său, Manfred Ludens ludens.cl/Electron/esr/esr.html

A fost repetat de sute, și poate mii de radioamatori și au fost în mare parte mulțumiți de rezultat. Principalul său avantaj este un circuit de măsurare secvenţial, datorită căruia ESR minimă corespunde tensiunii maxime pe rezistorul de derivaţie R6, care, la rândul său, are un efect benefic asupra funcţionării diodelor detectoare.

Nu am repetat eu însumi această schemă, ci am ajuns la una similară prin încercare și eroare. Printre dezavantaje, putem remarca „mersul” de zero pe temperatură și dependența scării de parametrii diodelor și ai amplificatorului operațional. Tensiunea de alimentare crescută necesară pentru funcționarea dispozitivului. Sensibilitatea dispozitivului poate fi crescută cu ușurință prin reducerea rezistențelor R5 și R6 la 1-2 ohmi și, în consecință, mărind câștigul amplificatorului operațional, poate fi necesar să îl înlocuiți cu 2 de viteză mai mare.

Primul meu eșantionar EPS, care funcționează bine până în prezent.

Circuitul nu s-a păstrat și s-ar putea spune că nu a existat niciodată am adunat din toată lumea, puțin câte puțin, ceea ce mi se potrivea din designul circuitului, totuși, s-a luat ca bază următorul circuit dintr-o revistă de radio; :

Au fost efectuate următoarele modificări:

1. Alimentat de baterie cu litiu pentru telefonul mobil
2. Stabilizatorul este exclus, deoarece limitele tensiunii de funcționare Baterie cu litiu destul de îngustă
3. Transformatoarele TV1 TV2 sunt manevrate cu rezistențe de 10 și 100 Ohm pentru a reduce emisiile la măsurarea capacităților mici
4. Ieșirea lui 561ln2 a fost tamponată de 2 tranzistoare complementare.

În general, acesta este dispozitivul pe care l-am primit:

După asamblarea și calibrarea acestui dispozitiv, 5 telefoane digitale Meredian, care stăteau de 6 ani într-o cutie etichetată „fără speranță”, au fost imediat reparate. Toată lumea din departament a început să facă mostre similare pentru ei înșiși :).

Pentru o mai mare versatilitate, am adăugat funcții suplimentare:

1. receptor de radiații infraroșii, pentru testarea vizuală și auditivă a telecomenzilor (o funcție foarte populară pentru reparațiile TV)
2. iluminarea locului unde sondele ating condensatoarele
3. „vibrick” de la un telefon mobil, ajută la localizarea în detalii a efectelor de lipire și microfon proaste.

Video cu telecomandă

Și recent pe forumul „radiokot.ru”, domnul Simurg a postat un articol dedicat unui dispozitiv similar. În ea a folosit alimentare de joasă tensiune, un circuit de măsurare în punte, care a făcut posibilă măsurarea condensatoarelor cu niveluri ESR ultra-scăzute.

Colegul său RL55, luând ca bază circuitul Simurg, a simplificat extrem de mult aparatul, conform declarațiilor sale, fără a deteriora parametrii. Diagrama lui arată astfel:

Dispozitivul de mai jos, a trebuit să asamblam în grabă, după cum se spune, „de necesitate”. Eram în vizită la rude, iar televizorul de acolo era stricat și nimeni nu l-a putut repara. Sau, mai degrabă, era posibil să-l repare, dar nu mai mult de o săptămână, tranzistorul orizontal a fost pornit tot timpul, nu a existat un circuit TV. Apoi mi-am amintit că văzusem pe forumuri un simplu kit de testare, mi-am amintit circuitul pe de rost, o rudă era și ea puțin implicată în radioamatori, a „nituit” amplificatoare audio, așa că toate piesele au fost găsite rapid. Câteva ore de umflat cu un fier de lipit și s-a născut acest mic dispozitiv:

În 5 minute au fost localizate și înlocuite 4 electrolitici uscati, care au fost determinate de un multimetru ca fiind normale, iar o anumită cantitate din băutura nobilă a fost băută pentru succes. După reparație, televizorul a funcționat corect timp de 4 ani.

Un dispozitiv de acest tip a devenit ca un panaceu în momentele dificile când nu aveți un tester normal cu dvs. Este asamblat rapid, se fac reparații și, în cele din urmă, este prezentat solemn proprietarului ca suvenir și „în cazul în care se întâmplă ceva”. După o astfel de ceremonie, sufletul plătitorului se deschide de obicei de două ori sau chiar de trei ori mai larg :)

Îmi doream ceva sincron, am început să mă gândesc la schema de implementare, iar acum, ca prin farmec, a fost publicat un articol în revista „Radio 1 2011”, nici nu trebuia să mă gândesc la asta. Am decis să verific ce fel de animal este. L-am asamblat si a iesit asa:

Produsul nu a provocat nicio încântare deosebită, funcționează aproape ca toate precedentele, există, desigur, o diferență în citirile a 1-2 diviziuni, în anumite cazuri. Poate că citirile sale sunt mai fiabile, dar o sondă este o sondă, iar acest lucru nu are aproape niciun efect asupra calității detectării defectelor. L-am echipat și cu un LED, astfel încât să văd „unde îl pui?”

În general, poți face reparații de dragul sufletului tău. Și pentru măsurători precise, trebuie să căutați un circuit de contor ESR mai solid.

Ei bine, în sfârșit, pe site-ul monitor.net, membrul buratino a postat un proiect simplu despre cum puteți face o sondă ESR dintr-un multimetru digital obișnuit ieftin. Proiectul m-a intrigat atât de tare încât m-am hotărât să-l încerc și asta a rezultat.

Corpul este adaptat de la un marker

Ce este ESR?

Rezistența în serie echivalentă (ESR) este un parametru extrem de important al unui condensator electrolitic, care îi caracterizează performanța, calitatea și gradul de îmbătrânire. Din punctul de vedere al reparării echipamentelor electronice, acest parametru este chiar mai important decât capacitatea. Dacă, de exemplu, am măsurat capacitatea unui condensator evaluat la 1000 de microfarad și s-a dovedit a fi de 650 de microfarad, condensatorul poate încă pentru o lungă perioadă de timp funcționează în dispozitiv fără o degradare vizibilă a performanței (acest lucru, desigur, depinde foarte mult de circuitul specific), dacă ESR-ul său rămâne în limite acceptabile. Pe de altă parte, dacă ESR-ul unui condensator a crescut semnificativ, atunci în multe circuite, în special în blocuri de puls sursă de alimentare, un astfel de condensator nu își va mai putea îndeplini funcțiile chiar dacă își păstrează capacitatea nominală. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu se întâmplă des, deoarece capacitatea și ESR sunt parametri interrelaționați și, pe măsură ce ESR crește, capacitatea condensatorului scade foarte des. De obicei, ESR crește pe măsură ce electrolitul condensatorului se usucă.

Trebuie spus că ESR admisibil nu este un parametru constant, depinde de capacitatea și tensiunea de funcționare a condensatorului. Prin urmare, o concluzie despre adecvarea unui condensator după măsurarea ESR-ului său poate fi făcută folosind un tabel special cu valorile ESR maxime admise. Îl puteți vedea în fotografia dispozitivului de pe panoul frontal. Am imprimat tabelul și l-am lipit pe panoul de bord:

Cum se măsoară VSH?

Rezistența în serie echivalentă, ca și rezistența obișnuită, se măsoară în ohmi. Spre deosebire de un ohmmetru convențional, un dispozitiv de măsurare ESR nu măsoară DC, și pe curent alternativ de o frecvență relativ mare, de obicei în jur de 100 kiloherți. La această frecvență, capacitatea condensatorului nu are practic niciun efect asupra rezistenței condensatorului, deci este măsurată rezistența echivalentă în serie și nu capacitatea condensatorului. De fapt, aceasta este principala și singura diferență dintre un contor ESR și un simplu ohmmetru.

În general, metoda de măsurare a ESR este prezentată în diagrama de mai jos:

Majoritatea contoarelor funcționează tocmai pe acest principiu. Avem un generator de tensiune alternativă G, un rezistor de rezistență cunoscută R și un condensator de măsurat Cx. Acest rezistor, împreună cu condensatorul care este măsurat, formează un divizor de tensiune. Urmează un detector care transformă tensiunea alternativă în tensiune continuă și o unitate de indicare pentru această tensiune continuă, convertită în Ohmi. Poate fi analog sau circuit digital indicație, esența nu se schimbă.

Diagrama dispozitivului

Dispozitivul descrisEste extrem de convenabil prin faptul că poate testa condensatorii fără a-i scoate din circuit și, în majoritatea cazurilor, funcționează. O excepție poate fi, de exemplu, dacă doriți să testați un condensator în paralel cu care sunt conectați alți condensatori. Acest tip de includere se întâmplă uneori în sursele de alimentare. În acest caz, dispozitivul va afișa cel mai scăzut ESR (adică ESR-ul celui mai bun condensator).

Circuitul contorului ESR (click pentru a mări)

Dispozitivul este asamblat pe baza unui microcontroler PIC16F873. Microcontrolerul măsoară tensiunea redresată și transformă valoarea acesteia în rezistență în Ohmi. În plus, microcontrolerul generează o tensiune alternativă dreptunghiulară cu o frecvență de 100 kHz, care este utilizată pentru măsurători.

Pentru a putea măsura ESR-ul condensatorilor fără a le scoate din circuit, tensiunea de măsurare trebuie să fie destul de mică, de obicei 0,2-0,4 volți, adică mai mică decât pragul de deschidere al joncțiunilor pn. dispozitive semiconductoare.

De fapt, este un ohmmetru digital care funcționează pe o tensiune alternativă cu o frecvență de 100 kHz și vă permite să măsurați rezistența de la 0 la 25,5 Ohmi.

Unitatea pentru generarea unei tensiuni de referință de 2,5 V pentru controlerul ADC din circuitul original este asamblată pe un cip TL431. La momentul în care am asamblat acest contor, nu aveam un astfel de microcircuit și l-am înlocuit cu o diodă zener de 3,3 V și o rezistență trimmer de 10 K Folosind un trimmer, am setat tensiunea necesară de 2,5 V pe pinul 5 al controlor.

Nodul sursă pe TL431

L-am inlocuit asa

Acum TL431 este un cip foarte comun și ieftin și nu există probleme cu achiziția lui. Deci, dacă folosiți PCB-ul meu, atunci instalați TL431. În acest caz, nu este nevoie să instalați un trimmer.

Sursa de alimentare este asamblată pe un transformator de rețea T1, o punte de diode și un stabilizator de tensiune LM7805 (K142EN5A). În versiunea mea a dispozitivului, am abandonat transformatorul, lăsând totuși puntea de diode pe placa de circuit imprimat. Am folosit un puls mic bloc de rețea sursă de alimentare (adaptor) pentru 12 volți,

care, datorită prezenței unei punți de diode, poate fi conectat în orice polaritate sau chiar poate folosi un adaptor cu ieșire de tensiune variabilă (doar un transformator).

În principiu, puteți scăpa cu totul de sursa de alimentare dacă utilizați un adaptor de cinci volți - încărcarea de pe un smartphone.

O undă pătrată cu o frecvență de 100 kHz este îndepărtată din piciorul RC2 al microcontrolerului și, prin rezistența R3, este alimentată unui amplificator de curent asamblat pe tranzistoarele VT1, VT2. Am folosit KT3102 și KT3107. O idee bună aici ar fi să folosiți tranzistoarele moderne BC547 și bc557. Sarcina amplificatorului este rezistorul R1 și diodele VD5, VD7, conectate în paralel, spate în spate, pentru a limita amplitudinea condensatorului măsurat. În continuare, tensiunea alternativă, prin condensatorul C1 și condensatorul măsurat Cx, este furnizată înfășurării primare a transformatorului T2. apoi impulsurile sunt îndepărtate din înfășurarea secundară și rectificate de dioda VD6, după care tensiunea pulsatorie rezultată este netezită de condensatorul C3. Apoi, tensiunea constantă generată este furnizată la intrare prin rezistența de reglare R4 convertor analog-digital microcontroler D3. Condensatorul C9 elimină posibilele interferențe de înaltă frecvență.

Informațiile sunt afișate pe un indicator LCD din trei cifre și șapte segmente. Tranzistoarele VT3, VT4, VT5 sunt chei de comutare pentru indicatoarele LCD (se folosește principiul indicației dinamice.

Transformator de rețea (dacă alegeți să utilizați unul) cu o înfășurare secundară de 9-12 volți. Transformatorul step-up T2 este înfășurat pe un inel de ferită de marca M2000NM și dimensiunea K10x6X3 (puteți folosi un inel de alte dimensiuni, nu mult diferit de cele indicate. Acest lucru nu este critic). Înfășurarea primară este înfășurată cu un fir cu diametrul de 0,26 mm și constă din 42 de spire. Înfășurarea secundară conține 700 de spire de sârmă cu diametrul de 0,08 mm.

Configurarea dispozitivului. Conectăm un rezistor cu rezistență cunoscută în intervalul de 1 .. 5 Ohmi la sondele contorului și folosim un rezistor de reglare pentru a obține citiri corecte pe afișaj. După această ajustare, dispozitivul meu, cu sondele conectate între ele, a arătat o rezistență diferită de zero, așa că am ajustat ușor și poziția glisorului rezistenței, astfel încât afișajul să arate zero citiri cu sondele închise.

PCB Dispozitivul a fost direcționat odată în programul PCAD2006, iar ulterior am importat fișierul plăcii în programul DIPTRACE.