Site Loader
Простые схемы измерителей ESR оксидных конденсаторов

В статье приводятся варианты схемы простого прибора, позволяющего находить неисправные электролитические конденсаторы, не выпаивая их из схемы.

Кроме того, данным прибором можно «прозванивать» электрические цепи, проверять прохождение сигнала в устройствах ВЧ и НЧ, оценивать моточные изделия на предмет наличия короткозамкнутых витков.

Несколько лет назад в Интернете автор обнаружил схему несложного прибора, позволяющего выявлять неисправные электролитические конденсаторы.

Заинтересовавшись этим, автор решил собрать и испытать этот «измеритель ESR». Результат превзошел все ожидания: телевизор Toshiba, находившийся в ремонте несколько дней (не запускался БП), был отремонтирован буквально за 5 минут.

С помощью этого прибора были обнаружены два электролитических конденсатора с повышенным ESR, которые до этого были выпаяны из платы и проверены обычным тестером на «подергивание стрелки» Стрелка отклонялась, и исправность конденсаторов не вызывала сомнений. После замены конденсаторов телевизор нормально заработал.

Теория

Итак, обо всем по порядку.

Для начала позвольте немного теории, чтобы полнее представлять суть проблемы. ESR — это аббревиатура от английских слов Equivalent Serial Resistance, в переводе означает «эквивалентное последовательное сопротивление».

В упрощенном виде электролитический (оксидный) конденсатор представляет собой две алюминиевые ленточные обкладки, разделенные прокладкой из пористого материала, пропитанного специальным составом — электролитом.

Диэлектриком в таких конденсаторах является очень тонкая оксидная пленка, образующаяся на поверхности алюминиевой фольги при подаче на обкладки напряжения определенной полярности.

К этим ленточным обкладкам присоединяются проволочные выводы. Ленты сворачиваются в рулон, и все это помещается в герметичный корпус. Благодаря очень малой толщине диэлектрика и большой площади обкладок оксидные конденсаторы при малых габаритах имеют большую емкость.

В процессе работы внутри конденсатора протекают электрохимические процессы, разрушающие место соединения вывода с обкладками.

Контакт нарушается, и в результате появляется так называемое переходное сопротивление, достигающее значения десятков ом и более, что эквивалентно включению последовательно с конденсатором резистора, причем последний находится в самом конденсаторе.

Зарядные и разрядные токи вызывают нагрев этого «резистора», что еще больше усугубляет разрушительный процесс. Другая причина выхода из строя электролитического конденсатора — это известное радиолюбителям «высыхание», когда из-за плохой герметизации происходит испарение электролита.

В этом случае возрастает реактивное емкостное (Хс) сопротивление конденсатора, так как емкость последнего уменьшается.

Наличие последовательного сопротивления негативно сказывается на работе устройства, нарушая логику работы конденсатора в схеме. (Если включить, например, последовательно с конденсатором фильтра выпрямителя резистор сопротивлением 10…20 Ом, на выходе последнего резко возрастут пульсации выпрямленного напряжения.).

Особенно сильно сказывается повышенное значение ESR конденсаторов (причем всего до 3…5 Ом) на работе импульсных блоков питания, выводя из строя более дорогостоящие транзисторы или микросхемы.

Принцип работы описываемых измерителей ESR основан на измерении емкостного сопротивления конденсатора, т.е., по сути, это омметр, работающий на переменном токе. Из курса радиотехники известна формула:

формула для расчета

где Хс — емкостное сопротивление, Ом; f -частота, Гц; С — емкость, Ф. Например, конденсатор емкостью 10 мкФ на частоте 100 кГц будет иметь емкостное сопротивление 0,16 Ом, 100 мкФ — 0,016 Ом и т.д. В реальном конденсаторе это значение будет несколько выше из-за наличия паразитной индуктивности (сопротивления потерь), однако для наших целей особая точность измерений не нужна.

Выбор частоты измерения 100 кГц обусловлен тем, что многие фирмы, производящие конденсаторы с низким ESR, максимальный импеданс конденсатора (т.е. ESR) задают именно на этой частоте.

Следует отметить, что формула (1) справедлива для переменного тока синусоидальной формы, описываемые же измерители работают с генераторами прямоугольных импульсов. Но, как было замечено выше, нам нужно не точность измерений, а возможность различать конденсаторы с ESR, например, 0,5 и 5 Ом.

Схема простейшего измерителя ESR

Рассмотрим работу схемы простейшего измерителя ESR, показанную на рис.1. На микросхеме DD1 собран генератор прямоугольных импульсов (элементы D1.1, D1.2) и буферный усилитель (элементы D1.3, D1.4). Частота генерации определяется элементами С1 и R1 и приблизительно равна 100 кГц.

Схема простейшего измерителя ESR

Рис. 1. Схема простейшего измерителя ESR.

Прямоугольные импульсы через разделительный конденсатор С2 и резистор R2 подаются на первичную обмотку повышающего трансформатора Т1. Во вторичную обмотку после выпрямителя на диоде VD1 включен микроамперметр РА1, по шкале которого отсчитывают значение ESR.

Конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения. При включении питания стрелка микроамперметра отклоняется на конечную отметку шкалы (добиваются подбором резистора R2). Такое ее положение соответствует значению «бесконечность» измеряемого ESR.

Если подключить исправный оксидный конденсатор параллельно обмотке I трансформатора Т1, то благодаря низкому емкостному сопротивлению (помните, при С=10 мкФ, Хс=0,16 Ом на частоте 100 кГц) конденсатор зашунтирует обмотку, и стрелка измерителя приблизится к нулю.

При наличии же в измеряемом конденсаторе какого-пибо из описанных выше дефектов, в нем повышается значение ESR. Часть переменного тока потечет через обмотку, и стрелка будет все меньше отклоняться от значения «бесконечность».

Чем больше ESR, тем больший ток протекает через обмотку и меньший через конденсатор, и тем ближе к положению «бесконечность» находится стрелка.

Шкала прибора нелинейная и напоминает шкалу омметра обычного тестера. В качестве измерительной головки можно использовать любой микроамперметр на ток до 500 мкА, хорошо подходят головки от индикаторов уровня записи магнитофонов. Градуировать шкалу не обязательно, достаточно засечь, где будет находиться стрелка, подключая калибровочные резисторы.

Благодаря разделительному повышающему трансформатору напряжение на измерительных щупах прибора не превышает значения 0,05…0,1 В, при котором еще не открываются переходы полупроводниковых приборов. Это дает возможность проверять конденсаторы, не выпаивая их из схемы.

Доработанная схема измерителя

Схема, показанная на рис. 1, вполне работоспособна, однако имеет один существенный недостаток. Нетрудно заметить, что если к схеме подключить неисправный конденсатор, имеющий пробой диэлектрика, стрелка прибора так же, как и в случае проверки исправного конденсатора, приблизится к нулевой отметке. Для устранения указанного недостатка в схему введен переключатель S1 (рис.2).

Модернизированная схема

Простейший измеритель ESR электролитических конденсаторов / Хабр
Собственно, как я уже когда-то очень давно обещал, расскажу про простейший измеритель ESR. В дальнейшем буду писать не ESR, а ЭПС(эквивалентное последовательное сопротивление), поскольку лень переключать раскладку. И так, кратко, что же такое ЭПС.

ЭПС можно представить в виде резистора, включенного последовательно с кондесатором.
На данной картинке — R. Собственно, у исправного конденсатора этот показатель измеряется долями Ома, для конденсаторов малой емкости (до 100мкф) может достигать 2-3 Ом. Более подробно значения ЭПС для исправных конденсаторов можно найти в справочных данных производителей. Со временем, из-за испарения электролита, это сопротивление увеличивается, что приводит к повышению мощности потерь. Как результат конденсатор сильнее нагревается, что еще сильнее ускоряет процесс испарения электролита и приводит к потере емкости.
На практике ремонта точное измерение ЭПС не нужно. Достаточно считать любой конденсатор с ЭПС выше 1-2 Ом неисправным. Можно считать это спорным утверждением, в интернете достаточно легко найти целые таблицы с значениями ЭПС для конденсаторов различной емкости. Однако я убеждался неоднократно, что приблизительной оценки вполне достаточно. Не говоря уже о том, что результаты измерения ЭПС одних и тех же конденсаторов(новых), одного и того же производителя сильно разнятся в зависимости от партии, времени года и фазы луны.
Я использую простой измеритель на копеечной микросхеме. Разработал его Manfred Mornhinweg.

Конструкция довольно простая, но привлекательна своей нетребовательностью к трансформатору. Из недостатков — шкала получается «широкая», в моем случае 0-20ом. Соответственно, нужна большая измерительная головка, т.н. «магнитофонные» (из индикаторов уровня магнитофонов), не подойдут — будет неудобно работать.
В качестве трансформатора автор намотал две обмотки 400 и 20 витков на ферритном кольце 19х16х5мм 2000НМ. Однако можно поступить значительно проще — использовать трансформатор дежурки из любого ATX блока питания. Достаточно заменить R8 на подстроечный многооборотный резистор 3296W сопротивлением 51к. При помощи этого резистора можно будет увеличить коэффициент усиления измерительного усилителя и компенсировать недостаточный коэффициент трансформации. LM7805 необходимо заменить на LM1117-5, это снизит потребляемый ток, плюс нижний порог напряжения питания опустится примерно до 6.5В. Стабилизатор обязателен, иначе шкала будет плавать в зависимости от напряжения питания. Для питания я использовал обычную «Крону». Саму микросхему обязательно поставьте в панельку!
Настройка прибора сводится к установке «нуля» и калибровке шкалы. Для калибровки шкалы используются низкоомные резисторы с допусками 0.5% и сопротивлениями от 0 до 2-5 Ом. Калибровка производится следующим образом — снимаем защитное стекло с индикаторной головки. Включаем прибор и измеряем сопротивление эталонных резисторов. Смотрим, куда отклоняется стрелка и ставим в этом месте на шкале метку с соответствующим сопротивлением. Так размечаем шкалу.
Измеряемые низковольтные конденсаторы(до 50-80 вольт без проблем) разряжаются резисторами R5, R6 и первичной обмоткой трансформатора. «Сетевые» емкости(те, которые после диодного моста в импульсных БП) я предварительно разряжаю приспособой, сделанной из резистора 510 Ом/1Вт, иглы от шприца, крокодила и корпуса гелевой ручки. В теории цепочка R5-R6 должна разрядить и такие емкости, но на практике, выбивает TL062 🙂 Именно поэтому ее надо ставить в панельку -чтобы быстро заменить. Но надежнее — предварительно разрядить «сетевую» емкость.
В целом — очень удачный прибор — дешев, прост, не требователен к трансформатору.
ESR метр своими руками — измеритель емкости конденсаторов. Схема и описание

ESR метр своими руками. Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический конденсатор. Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.

Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.

Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность импульсных источников питания, приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.

Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.

Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать ESR метр конденсаторов своими руками.

Описание ESR метра для конденсаторов

Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…


Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.

Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.

Радиодетали ESR метра расположены на печатной плате, которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания. Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла. Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.

Настройка устройства

После окончания монтажа и проверки, необходимо проверить осциллографом частоту на щупах X1 и X2. Она должна быть в пределах 120…180 кГц. Если это не так, то путем подбора резистора R1 добиваются нужной частоты. Далее необходимо подготовить набор резисторов следующих номиналов:

1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.

К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.

Источник: Радиомир 03/2012

ESR (ЭПС) измеритель — приставка к цифровому мультиметру

Статья о приборе для измерения ESR (ЭПС) конденсаторов появилась в журнале «Радио» №8 за 2011 год.
Я повторил эту конструкцию с некоторыми изменениями и хочу поделиться с вами впечатлениями и результатами.

Содержание / Contents

Да, эта тема многократно обсуждалась, в том числе и здесь. Я собрал два варианта схемы Ludens и они очень хорошо себя зарекомендовали, тем не менее, у всех предлагаемых ранее вариантов есть недостатки. Шкалы приборов со стрелочными индикаторами очень нелинейны и требуют для калибровки много низкоомных резисторов, эти шкалы надо рисовать и вставлять в головки. Приборные головки велики и тяжелы, хрупки, а корпуса малогабаритных пластмассовых индикаторов обычно запаяны и они часто имеют мелкую шкалу. Слабым местом почти всех предыдущих конструкций является их низкая разрешающая способность. А для конденсаторов LowESR как раз надо измерять сотые доли Ома в диапазоне от нуля до половины Ома. Предлагались также приборы на основе микроконтроллеров с цифровой шкалой, но не всякий занимается микроконтроллерами и их прошивками, устройство получается неоправданно сложным и относительно дорогим. Поэтому в журнале «Радио» сделали разумную рациональную схему — цифровой тестер есть у любого радиолюбителя, да и стоит он копейки.
Я тоже стараюсь делать приборы-приставки к цифровому тестеру — это просто и дёшево. Но в журнальной статье мне не всё понравилось. Например, «…была поставлена задача не применять дополнительный источник питания». Вспоминаются советские времена и выражение «есть мнение». Кто поставил такую дурацкую задачу, журнал умалчивает. Экономия батарейки, которая стоит не дорого и будет работать более года? Зачем?
Следующая плюха — бескорпусное исполнение приставки. Такая конструкция с торчащими штырьками неудобна и должна храниться дома под стеклянным колпаком. Мне больше нравится, когда коробку можно спокойно бросить в сумку с инструментом и поехать «на дело».
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Я внес минимальные изменения. Корпус — от неисправного «электронного дросселя» для галогеновых ламп. Питание — батарея «Крона» 9 Вольт и стабилизатор 78L05 . Убрал переключатель — измерять LowESR в диапазоне до 200 Ом надо очень редко (если приспичит, использую параллельное подключение). Изменил некоторые детали. Микросхема 74HC132N, транзисторы 2N7000 (to92) и IRLML2502 (sot23). Из-за увеличения напряжения с 3 до 5 Вольт отпала необходимость подбора транзисторов.
При испытаниях устройство нормально работало при напряжении батареи свежей 9,6 В до полностью разряженной 6 В.

Кроме того, для удобства, использовал smd-резисторы. Все smd-элементы прекрасно паяются паяльником ЭПСН-25. Вместо последовательного соединения R6R7 я использовал параллельное соединение — так удобнее, на плате я предусмотрел подключение переменного резистора параллельно R6 для подстройки нуля, но оказалось, что «нуль» стабилен во всем диапазоне указанных мною напряжений.

Удивление вызвало то, что в конструкции «разработанной в журнале» перепутана полярность подключения VT1 — перепутаны сток и исток (поправьте, если я неправ). Знаю, что транзисторы будут работать и при таком включении, но для редакторов такие ошибки недопустимы.

Наладка очень проста и заключается в установке чувствительности с помощью R4 при подключенном резисторе 2…5 Ом и установке нуля цифрового вольтметра на диапазоне 200mV.
Операции надо повторить несколько раз, далее можно убедиться в точности измерителя, подключая резисторы 0,1…5 Ом. Настраивать надо со штатными шнурами, плату хорошенько промыть, конденсатор С3 должен быть термостабилен. Начиная с 10 Ом, точность примерно 3% и ухудшается примерно до 6% при 20 Ом (200мВ), но точность при измерениях бракованных элементов не важна. Поскольку измерения проводятся при комнатной температуре, термонестабильность будет мала, испытаний на эту тему я не проводил.
При измерениях ESR конденсаторов в компьютерных блоках питания и на материнских платах, я пришел к выводу, что конденсаторы от 1000 мкФ с сопротивлением 0,5 Ом надо срочно выпаивать и отправлять в ведро, нормальное ESR 0,02…0,05 Ом. Попутно обнаружил, что у исправных конденсаторов ESR очень сильно зависит от температуры, так у конденсатора 22 мкФ ESR уменьшалась от тепла пальцев на 10%. Это объясняет, почему некоторые фанатичные лампадные конструкторы специально делают подогрев конденсаторов в катодных цепях с помощью проволочных обогревателей. По этой причине, а также по причине имеющегося сопротивления контактов считаю, что в измерения тысячных долей Ом нет особой необходимости.

На первом фото ЭПС конденсатора 0,03 Ом.

Желающие подробнее ознакомиться с принципом работы данного устройства могут прочитать оригинальную статью на стр. 19, 20 «Радио» №8 за 2011 год.

Прилагаю печатную плату в формате LAY. Я стараюсь рисовать дорожки как можно шире, а расстояния между выводами делаю максимальными, не брезгую перемычками (будьте внимательны), если это упрощает изготовление платы.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Данный прибор работает у меня около месяца, его показания при измерениях конденсаторов с ESR в единицы Ом совпадают с прибором по схеме Ludens.
Он уже прошёл проверку в боевых условиях, когда у меня перестал включаться компьютер из-за емкостей в блоке питания, при этом не было явных следов «перегорания», а конденсаторы были не вздувшимися.

Точность показаний в диапазоне 0,01…0,1 Ом позволила отбраковать сомнительные и не выбрасывать старые выпаянные, но имеющие нормальную ёмкость и ESR конденсаторы. Прибор прост в изготовлении, детали доступны и дёшевы, толщина дорожек позволяет их рисовать даже спичкой.
На мой взгляд, схема очень удачна и заслуживает повторения.

Печатная плата:
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Оригинальная статья в журнале «Радио» № 8 за 2011 год:
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

Сергей (Chugunov)

РФ, Москва

О себе автор ничего не сообщил.

 

13.08.16 изменил Datagor. Исправлена схема, дополнен текст

Простой измеритель ESR для электролитических конденсаторов

Не смотря на то, что большинство современных мультиметров оснащены функцией измерения емкости конденсаторов, в том числе и электролитических, однако возможность замерить ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) на самом деле является большой редкостью.

В то же время, значение ESR электролитических конденсаторов является одним из важных показателей, свидетельствующий о качестве и возрасте конденсатора. У каждого электролитического конденсатора, со временем, происходит постепенное высыхание электролита, вследствие чего происходит уменьшение проводимости электролита и увеличение значения ESR. Такой конденсатор не работоспособный и должен быть обязательно заменен.

В данной статье представляем простой измеритель ESR, с помощью которого можно измерить эквивалентное последовательное сопротивление электролитических конденсаторов емкостью более 1 мкф.

Описание работы простого ESR метра

Измеренное значение ESR выводится на микроамперметр. Преимущество схемы – это возможность оценить состояние конденсатора не выпаивая его из платы устройства. Как и во всех подобных схемах ESR метра, которые можно найти в интернете, основой его является генератор импульсов.

В данной конструкции генератор собран на одном логическом элементе (DD1.1) микросхемы 74HC14N (инвертирующий триггер Шмитта) и RC-цепи R1 и С1, которая определяет частоту работы генератора. В данном случае это около 100 кГц. Сигнал с генератора усиливается оставшимися пятью элементами микросхемы DD1 до амплитуды в районе 250мВ, который потом поступает на исследуемый конденсатор Cx.

Исследуемый конденсатор подключается к контактам X1 и X2 ESR измерителя. Для защиты тестера от заряда, имеющегося в конденсаторе Cx, предусмотрена линия защиты состоящая из С4, R8, VD1 и VD2 (1N4007). Измеряемый сигнал после прохождения через конденсатор Cx усиливается транзистором T1 (BC337), далее выпрямляется четырьмя диодами D3-D6 (1N4148), а затем отфильтровывается конденсатором С6.

К выводам X3 и X4 через резистор R14 подключается микроамперметр со шкалой полного отклонения около 50мкA. Значение, отображаемое на индикаторе в основном пропорционально значению ESR конденсатора. Конечно, необходимо путем калибровки связать значение ESR и емкость нового конденсатора, чтобы можно было обнаружить несоответствие с неисправным конденсатором.

Калибровка ESR измерителя

Правильно собранный и проверенный на ошибки ESR-метр должен заработать при первом же включении. В качестве источника питания можно порекомендовать блок питания на стабилизаторе 78L05. После подачи питания прибор должен сразу показать величину ESR. Для получения более точных значений можно вместо постоянного резистора R14 подключить переменный резистор на 25 кОм.

Настройка выполняется просто — вместо исследуемого конденсатора необходимо по очереди подключать резисторы с малым сопротивлением. Разметка шкалы должна быть примерно такой: при подключении резистора 1 Ом отклонение стрелки должно быть более 90%, при сопротивлении резистора 10 Ом отклонение в районе 40% и при 47 Ом только 10%.

К сведению, реальное сопротивление (ESR) рабочего электролитического конденсатора не должно превышать 10 Ом.

Конденсаторная схема ESR-метра
с использованием таймера 555 Конденсаторы

кажутся нормальными до тех пор, пока не дойдет до точки, когда источник питания выходит из строя или отказывается работать оптимально. И если проблема заключается в шуме, есть простое решение, вы просто добавляете больше конденсаторов. Но это не решает этого. Что может быть не так?

Проблема возникает из наивного предположения, что конденсаторы (в значительной степени) являются «идеальными» устройствами, хотя на самом деле это не так. Эти нежелательные эффекты вызваны тем, что называется внутренним сопротивлением или эквивалентным последовательным сопротивлением (ESR).Конденсаторы имеют конечное внутреннее сопротивление из-за материалов, используемых в их конструкции. Мы подробно объяснили ESR и ESL в конденсаторах в предыдущей статье.

Конденсаторы разных типов имеют разные диапазоны ESR. Например, электролитические конденсаторы в целом имеют более высокие значения ESR, чем керамические конденсаторы. Для многих приложений становится важным измерять внутреннее сопротивление конденсаторов. И сегодня в этой статье мы создадим ESR Meter и научим , как измерять ESR конденсатора, используя 555 таймер IC и транзисторы .

Конденсатор ESR Измерение

С самого начала Измерение ESR может показаться легкой задачей.

Сопротивление можно легко определить путем подачи постоянного тока и измерения падения напряжения на тестируемом устройстве.

Что если мы подадим постоянный ток на конденсатор? Напряжение возрастает линейно и устанавливается на уровне, определяемом напряжением питания, которое (для наших целей) бесполезно.

Теперь пришло время вернуться к тому, чему мы научились в школе: « Конденсаторы блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток»

Сделав несколько упрощающих выводов, мы понимаем, что конденсаторы — это, по сути, короткое замыкание на высоких частотах , а емкостная часть «закорочена» из цепи, и все напряжение падает по внутреннему сопротивлению.

Преимущество этого метода в том, что нам даже не нужно знать ток, если мы знаем внутреннее сопротивление используемого источника сигнала, потому что теперь ESR и внутреннее сопротивление (источника) образуют делитель напряжения, отношение сопротивлений — это отношение падений напряжения, и, зная три, мы легко можем определить другое.

Осциллограф используется для измерения сигналов на входе и на конденсаторе.

Перечень запчастей

Для генератора:

1. Таймер 555 — и CMOS, и биполярный будут работать нормально, но CMOS рекомендуется для высоких частот

2. Потенциометр 100К — используется для настройки частоты

3. 1 нФ конденсатор — время

4. Керамический конденсатор 10 мкФ — развязка

Стадия мощности:

1.BC548 NPN биполярный транзистор

2. BC558 PNP биполярный транзистор

Краткое примечание о выборе транзисторов — любой небольшой сигнальный транзистор с высоким коэффициентом усиления (300 и выше) и несколько большим током (50 мА +) будет работать нормально.

3. 560Ом базовый резистор

4. Выходной резистор 47 Ом — это может быть любое значение от 10 Ом до 100 Ом.

Схема

Ниже приведена принципиальная схема для этой цепи ESR Capacitor Tester

Capacitor ESR Meter Circuit Diagram using 555 Timer

Эту измерительную схему ESR можно разделить на две секции: таймер 555 и выходной каскад.

1. Генератор 555:

Схема 555 представляет собой обычный нестабильный мультивибратор, который выдает прямоугольную волну с частотой несколько сотен килогерц. На этой частоте почти все конденсаторы действуют как короткие. Пот 100К позволяет настраивать частоту, чтобы получить минимально возможное напряжение на крышке.

2. Стадия мощности:

Это обходной путь для другой проблемы. Мы могли бы напрямую подключить конденсатор к выходу таймера 555, но тогда нам нужно было бы точно знать выходное сопротивление.

Для устранения этого используется двухтактный выходной каскад с последовательным резистором. Резистор обеспечивает выходное сопротивление.

Вот как выглядит комплектное оборудование схемы ESR Meter :

Circuit Hardware for Capacitor ESR Meter using 555 Timer

Расчет ESR конденсатора

Из уравнения делителя напряжения получаем следующую формулу:

  ESR = (V  CAP  • R  ВЫХОД ) / (V  ВЫХОД  - V  CAP )  

Где ESR — внутреннее сопротивление конденсатора, В CAP — это сигнал через конденсатор (измеренный в узле CAP +), R OUTPUT — это выходное сопротивление ступени питания (здесь 47 Ом) и V OUTPUT — напряжение выходного сигнала, измеренное в точке A в цепи.

При использовании этой схемы рекомендуется установить зонд оптического прицела на 1X, чтобы увеличить чувствительность и уменьшить полосу пропускания, чтобы избавиться от некоторого шума, чтобы выполнить точное измерение.

Сначала измеряется пиковое напряжение в точке A, опережая полное сопротивление и отмечается. Затем конденсатор подключен. Увеличьте изображение, пока не увидите прямоугольную волну. Вращайте горшок, пока форма волны не станет меньше.

В зависимости от типа конденсатора пиковое напряжение результирующего сигнала должно составлять порядка нескольких десятков или сотен милливольт.

Пример: измерение ESR для 100 мкФ электролитического конденсатора

Вот форма необработанного выходного сигнала каскада питания:

Power Stage Output Waveform

А вот и напряжение на конденсаторе. Обратите внимание на весь шум, наложенный на сигнал — будьте осторожны с измерением.

Voltage across the Capacitor

Подставляя значения в формулу, мы получаем ESR 198 мОм.

ESR конденсатора является важным параметром при проектировании цепей питания, и здесь мы создали простое измерительное устройство ESR на основе таймера 555 .

,
Конденсатор ESR Метр Цифровой дисплей высокой точности Автоматический диапазон Электролитическая емкость ESR Метр омметр | |

Конденсатор ESR Метр Высокоточный цифровой дисплей Автоматический диапазон Электролитическая емкость ESR Метр омметр

Особенности:

  • Точный конденсатор ESR метр, омметр, инструмент, который конденсатор тестирует значение ESR конденсатора, чтобы определить, хороший или плохой конденсатор, удобный и прямой.
  • MEC-100 V1 тест сопротивления емкости автоматического выключателя (ESR).небольшой измеритель сопротивления. Диапазон измерений от 0,001 до 100,0r, высокая точность 1%, поддержка бортовых измерений.
  • Разрешение 0,001, большой ЖК-дисплей, поддержка USB-адаптера питания, DC 5V адаптер питания.
  • Использование истинной синусоидальной волны 100 кГц для согласования с внутренним сопротивлением конденсатора (ESR) соответствует методу испытаний, выполненному изготовителем конденсатора.
  • Можно вручную проверить диапазон автомобиля для значения ESR
  • Высокая точность 1%, минимальный тест, сопротивление 1 Ом
  • Вы можете напрямую проверить значение сопротивления емкости компонента на плате, чтобы убрать компоненты с платы.
  • 100 кГц тест более точный.
  • Вручную удалить кнопку, удалить ошибку, чтобы облегчить точный тест для мелких ценных компонентов.
  • Mini USB интерфейс DC 5 V для зарядки встроенной литиевой батареи.

Спецификация:

Модель: MEC-100

Точность: до 1%
Емкость: 0,0 мкФ-470 мкФ

Сопротивление емкости: 0-470Ω
Высокое разрешение: 5 цифр
Измеряемое напряжение: <0.8
Напряжение зажима: прибл. 1,25 В (напряжение разомкнутой цепи)
Встроенная литиевая батарея: литиевая батарея заряжена
Внешнее питание: 5 В порт микро-USB
Рабочий ток: 0,02 А
Срок службы батареи:> 80 часов
Размер: 145 * 80 * 25 мм / 5,7 * 3,1 * 1в

Вес: около 258 г / 9,1 унции

Список пакетов:

1 * MESR-100 резисторный конденсаторный ESR метр

1 * USB-кабель
2 * соединительные кабели

1) Мы принимаем Alipay, западное соединение, TT.Все основные кредитные карточки принимаются через безопасный платежный процессор ESCROW.

2) Оплата должна быть произведена в течение 3 дней с момента заказа.

3) Если вы не можете оформить заказ сразу после закрытия аукциона, подождите несколько минут и повторите попытку. Платежи должны быть завершены в течение 3 дней.

О доставке

1. Доставка по всему миру. (За исключением некоторых стран и APO / FPO)
2. Заказы обрабатываются своевременно после подтверждения платежа.
3. Мы только грузим к адресам подтвердили заказ.Ваш заказ адрес должен совпадать с адресом доставки.
4. Показанные изображения не являются фактическим товаром и предназначены только для ознакомления.
5. ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА ОБСЛУЖИВАНИЯ, предоставляемых перевозчиком, исключая выходные и праздничные дни. Время в пути может меняться, особенно в праздничные дни.
6. Если вы не получили посылку в течение указанного периода, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы отследим посылку и свяжемся с вами как можно скорее с ответом. Наша цель — удовлетворение клиентов!
7.Из-за разницы в состоянии склада и времени мы выберем доставку вашего товара с нашего первого доступного склада для быстрой доставки.

8. Мы продавец не несем ответственности за импортные пошлины, покупатель несет ответственность за это. Любой спор, вызванный этим, является необоснованным.

9. BR покупатель, пожалуйста, предоставьте cpf или cnpj, для вас будет лучше получить его быстрее. Спасибо

Возврат и возмещение

1. У вас есть 7 дней, чтобы связаться с нами и 30 дней, чтобы вернуть его со дня его получения.Если этот предмет находится в вашем распоряжении более 7 дней, он считается использованным, и МЫ НЕ ВЫДАЕМ ВАМ ВОЗВРАТ ИЛИ ЗАМЕНУ. Нет никаких исключений! Стоимость доставки несет продавец и покупатель пополам.
2. Все возвращаемые товары ДОЛЖНЫ БЫТЬ в оригинальной упаковке, и вы ДОЛЖНЫ ПРЕДОСТАВИТЬ нам номер отслеживания доставки, конкретную причину возврата и ваш номер телефона.
3. Мы вернем ВАШУ ПОЛНУЮ СУММУ ВЫИГРЫШНОЙ ЗАЯВКИ, после получения товара в его первоначальном состоянии и в упаковке со всеми компонентами и аксессуарами, ПОСЛЕ ОБОИХ Покупатель и Продавец отменяют транзакцию с Aliexpress.ИЛИ, вы можете выбрать замену.
4. Мы будем нести всю стоимость доставки, если товар (ы) не так, как рекламируется.

Об обратной связи

Мы поддерживаем высокие стандарты качества и стремимся к 100% удовлетворенности клиентов! Обратная связь очень важна. Мы просим вас немедленно связаться с нами, прежде чем вы дадите нам нейтральный или отрицательный отзыв, чтобы мы могли удовлетворительно решить ваши проблемы.
Невозможно решать вопросы, если мы не знаем о них!

Емкостный ESR-метр / Конденсатор Неисправность On-line Тестер / Электролитический конденсатор Эквивалентная серия Измеритель внутреннего сопротивления | |

Микрокомпьютер со сверхнизким энергопотреблением, однокристальный MSP430F413, как основной чип управления. Экран дисплея4 бит 8 Сегментный ЖК-экранВ соответствии с двумя вышеупомянутыми мерами по энергосбережению, построен супер-энергосберегающий емкостный измеритель СОЭ.

Основные показатели производительности измерителя емкости ЭПР на ЖК-дисплее:

  • Блок питания аккумуляторной батареи 9 В, полная машина. Рабочий ток составляет всего 6 м. Короткое перо . Нажмите одну клавишу для завершения автоматической регулировки нуля .
  • Синхронное обнаружение используется в качестве тестового сигнала для отображения истинного значения СОЭ.
  • Автоматическое согласование трехуровневого диапазона, диапазон 0,01 & mdash, 99 Ом, 0,01–0,99. Разрешение диапазона омов составляет 0,01 Ом, 1–9,9. Разрешение диапазона омов составляет 0,1 Ом, 10–99. Разрешение диапазона Ом составляет 1 Ом.
  • Измеренная амплитуда импульса составляет менее 0,7 В, что обеспечивает достоверность значения ESR емкости, измеренной на дороге.
  • Защитные элементы расположены на обоих концах ручки, чтобы предотвратить повреждение емкости в результате электрификации.
  • Часы ESR автоматически отключаются на длительное время без операции измерения.

Метод использования таблицы ESR:

Сначала короткое перо для двух тестов, затем запускается загрузка и автоматическая настройка нуля завершена. Сравните данные, измеренные на дороге (для бездорожья), с ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) стандартного конденсатора (см. Таблицу ниже).Если измеренное значение больше стандартного значения; например, 8 раз, это указывает на то, что конденсатор стареет и нуждается в замене. Если оно меньше стандартного значения, это может вызвать явление утечки. Вышеуказанные измерения могут быть измерены в цепи.

Ниже приведена картина измерения сопротивления 0,01 Ом (показана точность таблицы).

Ниже приведено изображение измерения 0.Сопротивление 05 Ом (то же самое верно для измерения 0,05 Ом).

На следующем рисунке показано значение ESR конденсатора с повреждением барабана 10 В 2200 мкФ, чтобы увидеть, насколько велико значение ESR!

Значение ESR нормального конденсатора 10 В 2200 мкФ измеряется и сравнивается с вышеуказанным. (нет, не знаю, один страшнее!)

После того, как нормальный 10 В 2200 мкФ конденсатор измеряется последовательно с 0.Резисторы с сопротивлением 01 Ом, изображение имитируется (значение ESR нормальной емкости составляет 0,03 Ом, а резистор 0,01 Ом имитирует увеличение ESR до 0,04 Ом, что указывает на то, что измерено реальное значение ESR!).

Что такое ESR емкости?
Любой конденсатор имеет определенное сопротивление переменному току. ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) представляет собой сумму омического сопротивления внутри конденсатора. СОЭ идеального конденсатора равно нулю.Таким образом, конденсатор моделируется резистором, соединенным последовательно с идеальным конденсатором.
Поскольку электролит постепенно высыхает при длительном использовании электролитических конденсаторов, СОЭ электролитических конденсаторов будет постепенно увеличиваться со временем. В современных электронных схемах высокая СОЭ является распространенной проблемой. То есть повышение СОЭ в 1-2 странах Европы также может быть сложной проблемой в электронных устройствах. В нормальных условиях значение ESR очень низкое, но если оно проходит через годы или если резиновая прокладка плохо герметизирована, электролит будет постепенно высыхать, а ESR будет постепенно увеличиваться.Увеличение ESR увеличит падение напряжения на конденсаторе, что приведет к нагреву. Если вы не проверите ESR, ваши работы по техническому обслуживанию будут очень трудными. Высокое СОЭ является символом отказа конденсатора. Высокое ESR также может привести к сложным электрическим сбоям, таким как перегрев конденсаторов, повышенная нагрузка цепи и неправильная работа других компонентов схемы.
Почему вы хотите использовать таблицу ESR?
Поскольку обычные аналоговые или цифровые измерители измеряют электролитические конденсаторы, вы ошибаетесь, считая, что это хорошо, это тратит много времени и не требует ремонта оборудования.Если вы не протестируете ESR, вы потеряете плохую емкость. Обычно эти плохие конденсаторы имеют высокую ESR, которую вы не можете измерить с помощью обычного мультиметра или цифрового измерителя емкости. Только измеритель ESR может использоваться для обнаружения ESR конденсатора. Измеритель ESR можно измерить онлайн, что означает, что вам не нужно приваривать конденсатор вниз.

.
1 компл. Конденсаторный измеритель СОЭ Высокоточный цифровой дисплей Автоматический диапазон Электролитическая емкость ЭПР-омметр | |

Конденсатор ESR Метр Высокоточный цифровой дисплей Автоматический диапазон Электролитическая емкость ESR Метр омметр

Особенности:

  • Точный конденсатор ESR метр, омметр, инструмент, который конденсатор тестирует значение ESR конденсатора, чтобы определить, хороший или плохой конденсатор, удобный и прямой.
  • MEC-100 V1 тест сопротивления емкости автоматического выключателя (ESR).небольшой измеритель сопротивления. Диапазон измерений от 0,001 до 100,0r, высокая точность 1%, поддержка бортовых измерений.
  • Разрешение 0,001, большой ЖК-дисплей, поддержка USB-адаптера питания, DC 5V адаптер питания.
  • Использование истинной синусоидальной волны 100 кГц для согласования с внутренним сопротивлением конденсатора (ESR) соответствует методу испытаний, выполненному изготовителем конденсатора.
  • Можно вручную проверить диапазон автомобиля для значения ESR
  • Высокая точность 1%, минимальный тест, сопротивление 1 Ом
  • Вы можете напрямую проверить значение сопротивления емкости компонента на плате, чтобы убрать компоненты с платы.
  • 100 кГц тест более точный.
  • Вручную удалить кнопку, удалить ошибку, чтобы облегчить точный тест для мелких ценных компонентов.
  • Mini USB интерфейс DC 5 V для зарядки встроенной литиевой батареи.

Спецификация:

Модель: MEC-100

Точность: до 1%
Емкость: 0,0 мкФ-470 мкФ

Сопротивление емкости: 0-470Ω
Высокое разрешение: 5 цифр
Измеряемое напряжение: <0.8
Напряжение зажима: прибл. 1,25 В (напряжение разомкнутой цепи)
Встроенная литиевая батарея: литиевая батарея заряжена
Внешнее питание: 5 В порт микро-USB
Рабочий ток: 0,02 А
Срок службы батареи:> 80 часов
Размер: 145 * 80 * 25 мм / 5,7 * 3,1 * 1в

Вес: около 258 г / 9,1 унции

Список пакетов:

1 * MESR-100 резисторный конденсаторный ESR метр

1 * USB-кабель
2 * соединительные кабели

1) Мы принимаем Alipay, западное соединение, TT.Все основные кредитные карточки принимаются через безопасный платежный процессор ESCROW.

2) Оплата должна быть произведена в течение 3 дней с момента заказа.

3) Если вы не можете оформить заказ сразу после закрытия аукциона, подождите несколько минут и повторите попытку. Платежи должны быть завершены в течение 3 дней.

О доставке

1. Доставка по всему миру. (За исключением некоторых стран и APO / FPO)
2. Заказы обрабатываются своевременно после подтверждения платежа.
3. Мы только грузим к адресам подтвердили заказ.Ваш заказ адрес должен совпадать с адресом доставки.
4. Показанные изображения не являются фактическим товаром и предназначены только для ознакомления.
5. ВРЕМЯ ПЕРЕХОДА ОБСЛУЖИВАНИЯ, предоставляемых перевозчиком, исключая выходные и праздничные дни. Время в пути может меняться, особенно в праздничные дни.
6. Если вы не получили посылку в течение указанного периода, пожалуйста, свяжитесь с нами. Мы отследим посылку и свяжемся с вами как можно скорее с ответом. Наша цель — удовлетворение клиентов!
7.Из-за разницы в состоянии склада и времени мы выберем доставку вашего товара с нашего первого доступного склада для быстрой доставки.

8. Мы продавец не несем ответственности за импортные пошлины, покупатель несет ответственность за это. Любой спор, вызванный этим, является необоснованным.

9. BR покупатель, пожалуйста, предоставьте cpf или cnpj, для вас будет лучше получить его быстрее. Спасибо

Возврат и возмещение

1. У вас есть 7 дней, чтобы связаться с нами и 30 дней, чтобы вернуть его со дня его получения.Если этот предмет находится в вашем распоряжении более 7 дней, он считается использованным, и МЫ НЕ ВЫДАЕМ ВАМ ВОЗВРАТ ИЛИ ЗАМЕНУ. Нет никаких исключений! Стоимость доставки несет продавец и покупатель пополам.
2. Все возвращаемые товары ДОЛЖНЫ БЫТЬ в оригинальной упаковке, и вы ДОЛЖНЫ ПРЕДОСТАВИТЬ нам номер отслеживания доставки, конкретную причину возврата и ваш номер телефона.
3. Мы вернем ВАШУ ПОЛНУЮ СУММУ ВЫИГРЫШНОЙ ЗАЯВКИ, после получения товара в его первоначальном состоянии и в упаковке со всеми компонентами и аксессуарами, ПОСЛЕ ОБОИХ Покупатель и Продавец отменяют транзакцию с Aliexpress.ИЛИ, вы можете выбрать замену.
4. Мы будем нести всю стоимость доставки, если товар (ы) не так, как рекламируется.

Об обратной связи

Мы поддерживаем высокие стандарты качества и стремимся к 100% удовлетворенности клиентов! Обратная связь очень важна. Мы просим вас немедленно связаться с нами, прежде чем вы дадите нам нейтральный или отрицательный отзыв, чтобы мы могли удовлетворительно решить ваши проблемы.
Невозможно решать вопросы, если мы не знаем о них!

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *