Как проверить исправность конденсатора (радиоэлемента) для постоянного и переменного напряжения

 Человеку начавшему читать данную статью думаю не надо рассказывать, что такое конденсатор, как он может выглядеть и тому подобную информацию. Ведь ради праздного любопытства, мало кто решиться начать искать увлекательное чтиво в статьях с таким наименованием. Именно поэтому наша статья ориентирована на тех, кто только делает первые шаги в мир радиоэлектроники и желает узнать о нем чуть больше. Давайте попробуем разобрать во всем относительно проверки конденсатора по порядку, чтобы в голове у вас была не каша, а точное и четкое представление, что откуда и как.

Какие свойства конденсатора подлежат проверке

Сразу бы хотелось сказать, что проверке подлежат основные свойства конденсатора, но это будет глупо, так как для начинающего это не более чем пустой звук. А с нашей стороны такое предложение звучит не более чем издевательство и некое дилетантство.
 Давайте все же вспомним, как выполнен конденсатор. По сути это радиоэлемент способный накапливать в себе потенциальные заряды. Справедливости ради необходимо сказать, что все проводники способны накапливать этот самый потенциал. Так и здесь. По сути, конденсатор это два проводника, которые скручены в рулон. Между ними есть диэлектрик, для того чтобы заряды не разрядились друг с другом, то есть не уравновесили друг друга и не получился итоговый ноль. В зависимости от размера проводника, то есть от их площади и расстояния между ними, у каждого из проводников будет своя емкость, то есть возможность сохранения пикового заряда. Фактически это свойство называется емкость конденсатора. Конденсатор с большой емкостью может зарядится не полностью, но не может зарядится больше, чем его емкость. Емкость измеряется в фарадах. Вернее в микро, нано фарадах и тому подобных величинах. Так как 1 фарад это очень большая емкость, соизмеримая с емкостью нашей с вами планеты, то есть земли. Итак, именно вот эту самую емкость, а также состояние диэлектрика между проводниками необходимо проверять в первую очередь при проверке конденсатора.

Косвенные признаки неисправных конденсаторов

Обычно это вздутие корпуса конденсатора. Возможны даже тепловые пробои в виде маленьких черных точек. Любое растрескивание, вздутие, визуальное изменение конденсатора относительно его изначального вида, говорит о том, что конденсатор может быть неисправен.

 

Как проводить измерения работоспособности конденсатора

Проверку конденсатора необходимо проводить в состоянии, когда на радиоэлемент не влияют другие факторы, будь то другой конденсатор, сопротивление и т.д.. Проще говоря, самым достоверным и правильным будет выпаять конденсатор из платы и проверять как отдельный радиоэлемент, чтобы исключить влияние на измерение других составляющих схемы.

Способы проверки конденсатора электролитического и неэлектролитического

Самый простой способ это использование специализированного прибора для проверки конденсатора.  По сути, сегодня во многих универсальных измерительных приборах имеется возможность измерить емкость конденсатора, тем самым еще и проверив его работоспособность. Этот способ будет являться догмой, что с вашим конденсатором все в порядке.

Ниже приведенные способы проверки лишь будут указывать на то, что конденсатор, скорее всего, исправен.  Давайте поговорим об этих способах.
 Можно использовать все тот же универсальный измерительный прибор, но уже без функции измерения емкости. Включаем прибор в режим измерения сопротивления и подключаем к ножкам конденсатора.  Если это электролитический конденсатор, то соблюдаем полярность. В итоге, вы увидите, как на ваших глазах сопротивление конденсатора будет меняться, увеличиваться. Вначале будет ноль, но очень не долго, а потом сопротивление будет все больше и больше, пока не станет равно бесконечности. Фактически пока конденсатор заряжается, то он имеет какое-то сопротивление. Как только зарядился и через него перестал протекать ток, вернее на него, то сопротивление становится равно бесконечности.

 Если у вас есть амперметр, то подключив конденсатор через амперметр к блоку питания, можно увидеть скачок на приборе. Фактически это нечто подобное, что мы рассматривали в примере выше.
 Последний, пожалуй, самый варварский способ, но вполне возможный за неимением другого, это зарядить конденсатор от номинального напряжения и разрядить на какой-то проводник, то есть фактически закоротить его выводы. Если конденсатор большой емкости и со значительным рабочим напряжением, то вы увидите искру от его разряда.
Итак, возможностей косвенно проверить конденсатор достаточно много, как вы увидели, но самым правильным и надежным способом будет первый. Именно он позволит определить емкость конденсатора, что не сделает ни один последующий способ проверки. А значит, все же останутся сомнения, так ли все хорошо. Это актуально в отношении электролитических конденсаторов, где есть жидкость и в случае ее вытекания из корпуса, как говорят высыхания, конденсатор может поменять и свою емкость. В итоге, он будет условно исправен, но не будет соответствовать заявленным характеристикам.
Особенности измерения конденсаторов для постоянного и переменного напряжения
Здесь как раз и можно продолжить нашу мысль, о различии измерения электролитических и не электролитических конденсаторов. Конденсаторы различаются тем, что в электролитических налита жидкость, которая увеличивает свое диэлектрическое сопротивление при соблюдении подведения полярности к нему. Это позволяет использовать конденсаторы на заявленное напряжение. В случае если во время измерения, для проверки работоспособности, вы перепутаете полярность, то конденсатор может просто пробить, в итоге он выйдет из строя. Хотя конечно испортить конденсатор измерительным прибором маловероятно, но все же! Соблюдайте полярность при измерении электролитических конденсаторов.

 Что касательно конденсаторов для переменного тока, то здесь можно подключать щупы измерительного приборы хоть так, хоть эдак. То есть от перестановки щупов от одной ноги к другой, ничего не изменится. Такие измерения вполне допустимы.

Применяемые конденсаторы для схемопостроения

Раз уж мы подняли тему конденсаторов, то приведем таблицу с основными применяемыми конденсаторами на сегодняшний день

величина	название	обозначение
10−1 Ф	децифарад *	дФ	dF
10−2 Ф	сантифарад *	сФ	cF
10−3 Ф	миллифарад	мФ	mF
10−6 Ф	микрофарад	мкФ	µF
10−9 Ф	нанофарад	нФ	nF
10−12 Ф	пикофарад	пФ	pF
10−15 Ф	фемтофарад	фФ	fF
10−18 Ф	аттофарад	аФ	aF
10−21 Ф	зептофарад	зФ	zF
10−24 Ф	иоктофарад	иФ	yF
* применять не рекомендуется      не применяются или редко применяются на практике

Резюмируя информацию о проверке конденсатора

 Как видите, конденсатор это одновременно простой и сложный прибор. Его проявляемые свойства простые, но за их обеспечением стоят высокотехнологичные производственные процессы, применяемые при его изготовлении. При этом измерить и одновременно проверить конденсатор можно лишь прибором способным измерять его емкость.

 А вот косвенно получить подтверждение о работоспособности конденсатора, что станет практически 99% гарантией исправности для не электролитического конденсатора, можно и другими способами.

как проверить конденсатор мультиметром инструкция с фото

Для проверки работоспособности радиоэлементов существует несколько приемов и приборов. В частности, для измерения емкости и проверки состояния конденсаторов лучше всего подходит LC-метр. Однако в ситуациях, когда его нет под рукой, может выручить обычный мультиметр.

Содержание:

1. Как он работает и зачем он нужен
2. Подготовка перед проверкой
3. Ход проверки
4. Проверка на ёмкость
5. Проверка вольтметром
6. Проверка на короткое замыкание
7. Проверка автомобильного конденсатора

Как работает конденсатор и зачем он нужен

Конденсатор – это пассивный электронный радиоэлемент. Его принцип действия схож с батарейкой – он аккумулирует в себе электрическую энергию, но при этом обладает очень быстрым циклом разрядки и зарядки. Более специализированное определение гласит, что конденсатор – это электронный компонент, применяемый для аккумуляции энергии или электрического заряда, состоящий из двух обкладок (проводников), разделенных между собой изолирующим материалом (диэлектриком).

простая схема конденсатора

Так каков принцип действия этого устройства? На одной пластинке (отрицательной) собирется избыток электронов, на другой — недостаток. А разница между их потенциалами будет называться напряжением. (Для строгого понимания нужно прочесть, например: И.Е. Тамм Основы теории электричества)

В зависимости от того, какой материал используется для обкладки, конденсаторы разделяют на:

• твердотельные или сухие;
• электролитические – жидкостные;
• оксидно-металлические и оксидно-полупроводниковые.

По изолирующему материалу их делят на следующие виды:

• бумажные;
• плёночные;
• комбинированные бумажно-плёночные;
• тонкослойные;
• …

Чаще всего необходимость проверки с использованием мультиметра возникает при работе с электролитическими конденсаторами.

Керамический и электролитический конденсатор

Ёмкость конденсатора находится в обратной зависимости от расстояния между проводниками, и в прямой – от их площади. Чем они больше и ближе друг к другу – тем больше ёмкость. Для её измерения используется микрофарад (mF). Обкладки изготавливаются из алюминиевой фольги, скрученной в рулон. В качестве изолятора выступает слой окисла, нанесенный на одну из сторон. Для обеспечения наибольшей ёмкости устройства, между слоями фольги прокладывается очень тонкая, пропитанная электролитом, бумага. Бумажный или пленочный конденсатор, сделанный по данной технологии, хорош тем, что обкладки разделяет слой окисла в несколько молекул, благодаря чему и удается создавать объемные элементы с большой ёмкостью.

Устройство конденсатора (такой рулон помещается в алюминиевый корпус, который в свою очередь кладется в пластиковый изолирующий короб)

На сегодня конденсаторы используются практически в каждой электронной схеме. Их выход из строя чаще всего связан с истечением срока годности. Некоторым электролитическим растворам присуще «усыхание», в процессе которого уменьшается их ёмкость. Это сказывается на работе цепи и форме сигнала, проходящего по ней. Примечательно, что это характерно даже для неподключенных в схему элементов. Средний срок службы – 2 года. С этой периодичностью и рекомендуется проводить проверку всех установленных элементов.

Обозначение конденсаторов на схеме.
Обычный, электролитический, переменный и подстроечный.

Подготовка перед проверкой

В первую очередь следует выбрать инструмент для проведения проверки. Сегодня в широком ассортименте можно найти мультиметры с аналоговой стрелочной индикацией и жидкокристаллическим дисплеем. Последние отличает высокая точность измерений и удобство эксплуатации, однако для проверки конденсаторов многие предпочитают брать стрелочный мультиметр – легче и понятнее отследить плавное перемещение стрелки, чем «прыгающие» цифры.

Мультиметр с аналоговой шкалой и цифровой мультиметр

Стоит упомянуть, что конденсатор пропускает переменный ток в обоих направлениях, а постоянный – в одном до полной зарядки. У мультиметра есть собственный источник питания, который, соответственно, обладает своей полярностью и номинальным напряжением. Эту особенность инструмента и используют для диагностики.

Для подготовки к проверке:

• Переведите переключатель в рабочее положение для измерения сопротивления, чаще всего он обозначается аббревиатурой OHM или символом Ω. В некоторых источниках говорится, что удобнее поставить «на сигнал», однако это менее эффективно – этот способ позволит проверить элемент на пробой, без учета других причин неисправности.
• Отградуируйте прибор с помощью механической регулировки, необходимо, что стрелка совпадала с крайней риской.
• Снять заряд с конденсатора. Этот пункт обязателен даже для тех деталей, которые не были выпаяны из схемы – на выводах может оставаться остаточное напряжение. Для его снятия нужно замкнуть клеммы. Для небольших элементов подойдет любой проводящий предмет – отвертка, нож, пинцет и т.д. Для конденсаторов с большой ёмкостью, рассчитанные для работы в 220 В сети лучше воспользоваться пробником с одной лампой, 380 В – с несколькими последовательно подключенными. Соблюдайте предельную осторожность и не соединяйте выводы элемента друг с другом – даже пусковой конденсатор, применяемый в бытовой технике, может нанести сильный вред организму.

Ход проверки

Для начала следует провести внешний осмотр радиоэлемента, не выпаивая его из платы. О неисправности или выходе из строя могут говорить вздутие корпуса, изменение его окраски, признаки температурного воздействия (потемнение платы, дорожки отходят от поверхности и т.п.). Если электролитический раствор протекает наружу, снизу в месте крепления к плате должны остаться характерные подтеки. Для проверки фиксации на плате можно осторожно взять элемент и несильно покачать из стороны в сторону. Если одна из ножек оборвана, это сразу будет понятно по свободному ходу.

Взорвавшиеся на плате конденсаторы и сработавший «защитный надрез»

Кстати, надо заметить, современное элементы снабжены специальными щелями для безопасного выхода схемы из строя. Иначе взрыв мог бы сильно испортить всю плату.

Но бывает и так

Перед тем как проверить элемент мультиметром, следует определить его тип: полярный или неполярный. Электролитические относятся к первой категории – их припаивают к контактам на схеме с соблюдением полярности: плюс – к плюсу, минус – к минусу. Соответственно, и клеммы мультиметра следует подключать согласно данному правилу. Неполярный конденсатор устанавливается без учета этих особенностей. Он, как и бумажный или керамический конденсатор, можно присоединяться к прибору в любом направлении.

Закоротим выводы и попробуем прозвонить элемент тестером. Если прибор показывает минимальное сопротивление, конденсатор исправен и начал заряжаться постоянным током. Во время этого процесса показатель сопротивления будет расти до предельного значения или бесконечности. Поведение показателей имеет значение – стрелка аналогового тестера должна перемещаться медленно без скачков. О том, что работоспособность нарушена, говорят следующие факторы:

• При подключении клемм, тестер сразу показывает бесконечность. Это говорит об обрыве в конденсаторе.
• Мультиметр показывает на ноль и издает звуковой сигнал – значит произошло короткое замыкание или пробой.

В обоих случаях исправность элементов уже не восстановить и их следует выбросить.

Для того чтобы проверить, работает ли неполярный конденсатор, необходимо выбрать на мультиметре предел для измерения в мегаомах и прикоснуться контактами прибора к выводам – исправный элемент не показывает сопротивлния выше 2 мОм. Стоит помнить, что проверка элемента мультиметром на короткое замыкание, не поддерживается большинством современных приборов, если номинальный заряд радиоэлемента ниже 0,25 мкФ.

Проверка на ёмкость

Проверив сопротивление, мы лишь частично выполняем условия. Простая работоспособность элемента еще не говорит о том, что он работает правильно – в некоторых случаях очень важна точность в работе, к примеру, если проверяется конденсатор микроволновки или колебательного контура. Чтобы убедиться в том, что конденсатор накапливает и удерживает заряд, нужно проверить емкость.

Для этого нужно повернуть тумблер мультиметра на режим CX. Здесь стоит сказать, что проведение этой процедуры возможно лишь с помощью качественного цифрового прибора, но даже в таком случае точность измерений остается приблизительной. При использовании стрелочного инструмента стрелка после подключения начинает быстро отклоняться. В свою очередь это лишь косвенное доказательство исправности элемента, лишь подтверждающее то, что он набирает заряд. О том, как правильно подключать тестер к конденсатору в режиме ёмкости должно быть указано в инструкции пользователя. Не забывайте, что электролитический конденсатор необходимо присоединять, соблюдая полярность. Как правило, анодный (положительный) контакт несколько длиннее катодного (отрицательного).

Ниже размещено интересное радиолюбительское видео, где в середине проводится измерение емкости.

Предел измерения следует выбирать исходя из значения емкости, указанного на корпусе конденсатора. Так, к примеру, если номинальная емкость составляет 9,5 мкФ, необходимо измерять её, переведя тумблер на значение 20 µ. Если итоговые показатели измерений сильно отличаются от номинальных, значит радиодеталь неисправна.

Проверка вольтметром

Если под рукой не оказалось тестера, проверить работоспособность элемента можно с помощью другого электроизмерительного прибора – вольтметра.

1. Рекомендуется, но не обязательно, отсоединять деталь от электрической цепи – можно проверить все и на плате, отсоединив только один контакт.
2. Теперь нужно зарядить конденсатор под напряжением ниже номинала. К примеру, для 25V-ного конденсатора подойдет 9V, а для 600V-ного – 400V. Подсоедините прибор и дайте несколько секунд для зарядки. Во избежание порчи во время зарядки следует проверить полярность выводов и клемм. Время зарядки зависит от разности номинала и питающего напряжения. Так, высоковольтный конденсатор можно зарядить только с помощью мощного прибора, превышающего эту величину.
3. Через некоторое время конденсатор необходимо подключить к вольтметру и замерить напряжение. Для определения исправности надо зафиксировать начальный показатель – если он приблизительно равен или чуть ниже номинала, то элемент исправен. Значительно меньшее напряжение говорит о том, что конденсатор быстро теряет заряд и уже не может выполнять свою задачу (в среднем обычный конденсатор должен удерживать номинальный заряд на протяжении не менее получаса). После подключения через вольтметр радиоэлемент начнет разряжаться, поэтому важно записать напряжение, показанное сразу после подключения.

Проверка на короткое замыкание

Обратите внимание, что данный способ относительно небезопасен и не рекомендуется его использование людьми без необходимого опыта и знаний.

1. Для начала следует отсоединить конденсатор от схемы и ненадолго (до 4 сек) подключить к источнику питания.
2. Отсоединив от источника питания, замкните выводы конденсатора с помощью электропроводящего инструмента (отвертка, пинцет, нож). Будьте осторожны: используйте для этого только заизолированный предмет или наденьте на руки резиновые перчатки.
3. При замыкании выводов произойдет короткое замыкание, сопровождающееся вылетом искры, по виду которой и можно судить о состоянии элемента: если проскочила сильная и яркая искра, конденсатор в норме, тусклая и слабая искра говорит о неисправности.

А вот это видео мы настоятельно рекомендуем посмотреть, т.к. оно очень подробное и охватывает все аспекты нашей темы:

Проверка конденсатора на плате (не выпаивая)

На самом деле, механизм аналогичен, поэтому просто рекомендуем посмотреть это видео, оно должно закрыть все оставшиеся вопросы.

Проверка автомобильного конденсатора

В системах зажигания большинства современных автомобилей используется электронный коммутатор (по привычке называемый так же, как предшествующий ему механический прибор), распределяющий зажигание на свечи, которые, в свою очередь, подают искры на цилиндры двигателя. Считается, что поломка этого устройства требует его немедленной полной замены, однако, если причина неисправности в конденсаторе, используемом в конструкции, можно попробовать поменять только его. Для проверки на трамблере используется амперметр.

1. Подключив амперметр к выводам конденсатора, включите зажигание и разомкните их.
2. Обратите внимание на показатели амперметра – если стрелка сместилась с 2-4 А до нуля, наш элемент вышел из строя и надо его заменить.

Самостоятельно проверить автомобильный конденсатор можно и без специального оборудования. Для этого нужно подключить к контактам переносную лампочку небольшой мощности. Если радиоэлемент в порядке, то она не загорится после включения зажигания.

Как проверить конденсатор — используем мультиметр для проверки на работоспособность конденсатор

Без конденсаторов, пожалуй, не обходится ни одна электрическая или электронная схема. Этот довольно простой по строению и, в общем-то, нехитрый по принципу своего действия элемент – буквально незаменим. И выход из строя такого миниатюрного «звена» общей цепи вполне способен повлечь и общую неработоспособность всего прибора или устройства.

Как проверить конденсатор

Многие конденсаторы способны служить десятилетиями, и при этом не потребовать замены. Но время от времени выход из строя или некорректная работа электронной схемы заставляет заниматься поисками «виновника». Подозрение порой падает и на эти элементы цепи. Поэтому необходимо знать, как проверить конденсатор, чтобы убедиться в его пригодности или, наоборот, необходимости замены.

Да и перед проведением электромонтажных работ тоже не мешает заранее проверять элементы, которые будут впаиваться на свое место в плату. В любой партии изделий может быть определенный процент заводского брака. И проще выявить нерабочий конденсатор до его установки, нежели потом искать неисправности по всей схеме.

Основные типы конденсаторов

Буквально несколько минут внимания следует уделить принципам строения и работы конденсаторов, а также разновидностям этих элементов схемы. Так будет проще понять, на чем строится методика проверки их работоспособности.

Итак, конденсатор представляет собой очень распространенный элемент электрической цепи, в котором происходит накопление заряда. Устройство нехитрое – в отличие от многих других элементов здесь нет никаких полупроводниковых переходов. По сути – это всего лишь две значительные по площади токопроводящие пластины (их обычно называют обкладками) равных размеров, разнесенные на небольшое расстояние одна от другой, то есть непосредственного электрического контакта между ними нет и быть не должно. Этот просвет заполняется диэлектрическим материалом.

Принятое условное обозначение конденсатора на схемах как раз очень наглядно показывает принцип его устройства.

Разделенные тонким просветом токопроводящие пластины имеют свойство накапливать электрический заряд.

Понятно, что в цепи постоянного тока проводимость через конденсатор отсутствует, так как цепь, по сути, разорвана. Но зато на его обкладках накапливается (конденсируется) электрический заряд. И чем больше площадь этих обкладок, тем больший заряд может быть накоплен. Показателем же этих возможностей является величина емкости конденсатора.

Эта физическая величина измеряется в фарадах (F). Один фарад – это способность накопить 1 кулон заряда при разности потенциалов на обкладках в 1 вольт. Но пусть эти «единички» не вводят в заблуждение: на самом деле 1 F – это просто огромный показатель. На деле же приходится иметь дело с куда меньшими величинами:

1 mF = 0.001F = F×10⁻³ — миллифарад;

1 μF = 0.001mF = F×10⁻⁶ — микрофарад;

1 nF = 0.001μF = F×10⁻⁹ — нанофарад;

1 pF = 0.001nF = F×10⁻¹² — пикофарад

Несмотря на общность принципа устройства и действия, по своей конструкции конденсаторы все же могут иметь существенные различия.

Многообразие конденсаторов и по эксплуатационным параметрам, и по размерам –очень широко

Прежде всего, их можно разделить на две большие группы – полярные и неполярные конденсаторы.

• Для неполярных элементов не имеет никакого значения взаимное расположение их обкладок в общей схеме. Такие конденсаторы выпускаются в следующих основных «обличиях».

Керамические конденсаторы – в качестве разделительного диэлектрического слоя между обкладками применяется керамический состав. Эти элементы характеризуются компактностью, широким диапазоном допустимых рабочих напряжений, дешевизной наряду с довольно высокой надежностью и долговечностью.

Керамические конденсаторы

Для достижения более высоких показателей емкости требуется увеличивать площадь обкладок. Это достигается свертыванием в рулон (или в «гармошку») двух токопроводящих лент со специальным металлизированным покрытием (или даже лент из алюминиевой фольги) с размещённой между ними диэлектрической прокладкой. По такому принципу устроены бумажные, металлобумажные, слюдяные и пришедшие им на замену серебряно-слюдяные конденсаторы.

Серебряно-слюдяные конденсаторы

К неполярным относятся и мощные пусковые конденсаторы, имеющиеся во многих моделях бытовой техники, оснащенной электроприводами. Они собираются в достаточно габаритном корпусе цилиндрической или кубической формы, имеют обкладки из металлизированной полипропиленовой пленки и заполняются диэлектрическим маслом.

Принцип устройства пускового конденсатора: 1 – металлический корпус; 2 – обкладки – полосы полипропиленовой пленки с вакуумным металлизированным напылением; 3 – диэлектрическая пленочная прокладка; 4 – наполнение из диэлектрического нетоксичного масла; 5 – выводы-контакты для подключения к электрической схеме прибора.

Их не зря называют пусковыми – они способны накапливать очень значительный заряд для выработки мощного пускового импульса и для повышения коэффициента мощности электроустановок. Способны они и сглаживать значительные колебания в системах высокого напряжения.

• Полярные конденсаторы требуют, как понятно из названия, соблюдения полярности при установке их в схему.

Наиболее распространены на сегодняшний день полярные конденсаторы в алюминиевом цилиндрическом корпусе. Нередко такие элементы именуют еще «электролитическими». Такое название предопределяет тот факт, что свободное пространство между обкладками заполняется специальным электролитом. Диапазон габаритов и электротехнических показателей – очень широкий, но если неполярные компактные конденсаторы чаще всего по ёмкости максимально ограничиваются единицами микрофарад, то у электролитических счет может идти даже на тысячи μF, то есть единицы mF. На три порядка больше!

Электролитические полярные конденсаторы

Шагом вперед стало появление танталовых полярных конденсаторов, у которых соотношение размеров и возможных показателей емкости – намного выше. То есть это оптимальный вариант тех случаях, когда требуется компактность схемы наряду с высокой емкостью. Правда, такие детали значительно дороже, а кроме того – излишне чувствительны к пульсации токов и к превышениям допустимых напряжений, которые часто выводит их из строя.

Танталовые полярные конденсаторы – миниатюрные «капельки» с весьма внушительными показателями емкости.

Здесь были рассмотрены далеко не все формы выпуска конденсаторов, но принцип их строения, независимо от внешности, остается тем же.

Какие неисправности могут случиться в конденсаторе

Прежде чем учиться искать неисправности конденсатора, необходимо разобраться, в чем же они могут заключаться. Иными словами – нужно знать, что искать.

Итак, полный выход из строя или неправильная работа этого элемента схемы может выражаться в следующем:

• Пробой между обкладками конденсатора. Обычно вызывается превышением допустимого напряжения на выводах. По сути, участок цепи, который должен «разрываться» конденсатором, получается замкнутым.
• Обрыв между выводом конденсатора и обкладкой. Может случиться из-за вибрационного или иного механического воздействия, от превышения допустимого напряжения. Нельзя исключить и производственный брак. На деле получается, что конденсатор в схеме попросту отсутствует – на его месте банальный разрыв цепи.
• Повышенный ток утечки – в связи с потерей диэлектрических качеств разделяющего обкладки слоя происходит «перетекание зарядов». Конденсатор не в силах сохранять полученный заряд достаточное для его корректной работы время.
• Недостаточная емкость конденсатора. Может вызываться повышенным током утечки или же опять, чего греха таить, производственным браком. В результате схема, в которую включен такой конденсатор, работает некорректно, неустойчиво, или вовсе становится неработоспособной.
• Для электролитических полярных конденсаторов выделяют еще один возможный дефект – это превышение эквивалентного последовательного сопротивления ЭПС (ESR). Как известно, такие конденсаторы, работая в схемах с высокочастотными токами, способны «фильтровать» постоянную составляющую и пропускать частотный сигнал. Но этот сигнал может «подавляться» повышенным ЭПС, по аналогии с обычным резистором, значительно снижая его уровень. Что, кстати, одновременно ведет и к нагреву таких элементов схемы.

ЭПС складывается из нескольких факторов:

— обычное активное сопротивление проволочных выводов, обкладок и точек их соединения.

— сопротивление, вызванное неоднородностью диэлектриков, наличием примесей или влаги.

— сопротивление электролита, которое способно изменяться (нарастать) по мере испарения, высыхания, постепенного изменения химического состава.

Для ответственных схем показатель ЭПС имеет очень важное значение. Но, к сожалению, именно эту величину оценить и сравнить с допустимой табличной без использования специфических приборов – невозможно.

Специальный прибор для диагностики конденсаторов, позволяющий оценить и их емкость, и показатель эквивалентного последовательного сопротивления (ESR)

Справедливости ради надо сказать, что некоторые пытливые мастера самостоятельно заготавливают приборы-приставки для оценки ESR и используют их в связке с самыми обычными цифровыми мультиметрами. При желании в интернете можно отыскать немало схем подобных приставок.

Приставка к мультиметру типа DT, позволяющая оценивать показатель ESR электролитических конденсаторов.

Пример таблицы допустимых значений эквивалентного последовательного сопротивления (в омах – Ω) для электролитических конденсаторов различных номиналов емкости (μF) и напряжения (V):

	10 V	16 V	25 V	35 V	50 V	63 V	100 V	160 V	250 V	350 V	450 V
1 μF	—	—	2.1	2.4	4.5	4.5	8.5	9.5	8.7	8.5	3.6
2.2 μF	—	—	2.0	2.4	4.5	4.5	2.3	4.0	6.1	4.2	3.6
3.3 μF	—	—	2.0	2.3	4.7	4.5	2.2	3.1	4.6	1.6	3.5
4.7 μF	—	—	2.0	2.2	3.0	3.8	2.0	3.0	3.5	1.6	5.7
10 μF	—	8.0	5.3	2.2	1.6	1.9	2.0	1.2	1.4	1.2	6.5
22 μF	5.4	3.6	1.5	1.5	0.8	0.9	1.5	1.1	0.7	1.1	1.5
33 μF	4.3	2.0	1.2	1.2	0.6	0.8	1.2	1.0	0.5	1.1	—
47 μF	2.2	1.0	0.9	0.7	0.5	0.6	0.7	0.5	0.4	1.1	—
100 μF	1.2	0.7	0.3	0.3	0.3	0.4	0.15	0.3	0.2	—	—
220 μF	0.6	0.3	0.25	0.2	0.2	0.1	0.1	0.2	0.2	—	—
330 μF	0.24	0.2	0.25	0.1	0.2	0.1	0.1	0.1	0.2	—	—
470 μF	0.24	0.18	0.12	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.15	—	—
1000 μF	0.12	0.15	0.08	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	—	—
2200 μF	0.12	0.14	0.14	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	—	—
3300 μF	0.13	0.12	0.13	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	—	—
4700 μF	0.12	0.12	0.12	.01	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	—	—

Как проводится проверка конденсаторов

Первый шаг – выбраковка по возможным внешним признакам

Если при некорректной работе или при полной неработоспособности схемы подозрение падает на конденсаторы, разумно будет первым делом произвести внимательный визуальный осмотр этих элементов. Не исключены внешние признаки, которые ясно дадут понять о возникших проблемах.

Аналогичную визуальную «ревизию» стоит проводить и при монтаже схемы, тем более в том случае, если для ее сборки используются радиодетали, уже бывшие в употреблении. Кстати, и среди абсолютно новых нет-нет, да и встречаются явно бракованные.

Обычно сразу становятся заметны конденсаторы с пробоем – это выражается в потемнении, вздутии, прогорании или растрескивании керамического корпуса. Понятно, что такие элементы подлежат безусловной замене, и даже не стоит терять время на их дальнейшую проверку – лучше сконцентрировать свое внимание на поиске возможных причин, приведших к таким последствиям.

Керамическая облицовка конденсатора растрескалась и осыпалась – явный признак пробоя и необходимости замены.А в этом случае, по всей видимости, пробой конденсатора сопровождался еще и не слабой электрической дугой.

Даже если ставится новый керамический конденсатор, но он уже  имеет трещины или сколы на корпусе, то его лучше сразу отложить в брак – не столь высока его стоимость, чтобы закладывать в схему «мину замедленного действия». Разумнее поставить полностью исправный и неповреждённый внешне элемент.

Пробои чаще встречаются на неполярных конденсаторах или на танталовых полярных (они очень чувствительны к превышениям напряжения).

Явными признаками выхода из строя, или же состояния, близкого к критическому, хорошо сигнализируют  электролитические полярные конденсаторы. Это обусловлено самой особенностью их конструкции.

При превышении допустимого напряжения или же при изменении полярности на отводах внутри «бочонка» резко активизируются химические реакции, сопровождающиеся перегревом электролита и его испарением. Это может привести просто к пересыханию конденсатора, то есть к потере им своей номинальной емкости и повышению тока утечки. Но нередко увеличение давления внутри алюминиевого корпуса заканчивается и его разрывом.

Не характерный, но все же иногда встречающийся боковой разрыв корпуса алюминиевого полярного электролитического конденсатора.

Чтобы свести к минимуму вероятность поражения соседних элементов схемы разорвавшимся электролитическим конденсатором, производители предусматривают утонченную верхнюю «крышку» цилиндра, на которую, кроме того, наносятся насечки в виде креста или звездочки. Таким образом, искусственно создаётся «слабое звено» корпуса, чтобы в случае взрыва (прорыва паров электролита) он был направлен вверх.

Вовремя не замеченный вздутый конденсатор может разорвать внутренним давлением – последствия показаны на фотографии. Лучше до этого не доводить!

Но еще до этой критической ситуации конденсаторы начинают «сигнализировать» о скором «окончании своей карьеры» вздутием этой ослабленной стенки. По этому внешнему признаку следует сразу, не откладывая, производить выбраковку и замену элементов схемы. Проводить дополнительные проверки таких конденсаторов – вряд ли имеет смысл.

На четырех конденсаторах – явное вздутие верхней стенки, говорящее о необходимости замены. А на двух – еще и признаки потери герметичности и прорыва электролита наружу.

Правда, следует проявлять внимательность, и обращать внимание еще на один признак. Случается, что даже при отсутствии деформации верхней стенки цилиндра конденсатора, превышение давления приводит к выжиму нижней диэлектрической пробки, через которую проходят отводы. Встречается такое не столь часто, но тем не менее…

Верхняя крышка вроде бы не имеет явной деформации, но вот нижняя пробка явно выдавлена наружу. Возможно, причина этому – заводской брак, но конденсатор однозначно нуждается в замене.

Итак, если заметны явные внешние признаки выхода конденсатора из строя, не стоит тратить время на его последующую более тщательную проверку – даже если показатели будут в пределах, вроде бы, нормы, последующее использование все же крайне нежелательно.

Но в том случае, когда никаких признаков нет, но подозрения из-за неработоспособности схемы падают именно на конденсатор, его следует проверить доступными способами. Для этого прежде всего они выпаивается их схемы.

Многие спрашивают, а возможна ли проверка конденсатора без выпаивания с платы? Да, некоторые способы или хитрости на этот счет имеются, но они возможны далеко не всегда, и зачастую не дают достоверной картины. Подробнее мы на этом остановимся чуть ниже. Но для качественной проверки, не имея в распоряжении специальных приборов, элемент все же придется демонтировать.

Проверка конденсатора с помощью  мультиметра

В распоряжении домашнего мастера – неспециалиста в области электроники, как правило, может иметься только обычный мультиметр. Но определенную диагностику и выбраковку вышедших из строя конденсаторов можно провести и с его помощью.

Проверка с помощью омметра

Чаще всего первым шагом производится проверка конденсатора на пробой или обрыв с помощью омметра. Такая «ревизия», по сути, является косвенной, но все же может показать явные неполадки, то есть провести выбраковку. Правда, есть нюансы, которые зависят и от типа конденсатора, и от его номинальной емкости.

Любой конденсатор не должен пропускать постоянный ток. То есть – обладать очень высоким сопротивлением. Возможный ток утечки может быть – это зависит от качества диэлектрического разделительного слоя между обкладками, но в идеале – он настолько мал, что может не учитываться.

То есть при замере сопротивления между выводами конденсатора должно получиться очень высокое значение. Для рабочих неполярных элементов оно лежит в пределах выше 2 МОм.

Значит, мультитестер должен быть переведен в режим работы омметра на максимальном диапазоне. У наиболее распространенных моделей – это как раз и составляет предел измерений в 2000 кОм = 2 МОм.

Мультиметр установлен в режим измерения сопротивления с пределом до 2000 кОм или 2 МОм

Перед проверкой любого конденсатора его следует «очистить» от возможного остаточного заряда. Для элементов небольшой емкости и с невысокими показателями напряжения это делается обычным перемыканием выводов с помощью отвертки, пинцета, щупа и т.п.

Разрядка конденсатора небольшой емкости простым перемыканием его контактов-выводов.

Для разрядки конденсаторов ёмкостью более 100 μF, и в особенности – с рабочими напряжениями свыше 50 вольт, перемыкать контакты следует через резистор сопротивлением порядка 5÷20 кОм и мощностью не менее 1 Вт. В противном случае можно получить довольно мощную искру, что небезопасно. Перемыкание с помощью резистора проводят в течение двух-трех секунд для полной разрядки конденсатора.

Если проверяется неполярный конденсатор, то как уже говорилось, его сопротивление должно быть не менее 2 MОм. Если прибор типа DT установлен на максимальный предел измерений в 2000 кОм, то на дисплее следует ожидать единицы в крайнем левом разряде, говорящей о том, что цепь, по сути, разомкнута, то есть измеряемое значение лежит выше максимальной установленной границы. У мультиметров другого типа может быть и иная индикация отсутствия проводимости – например, буквенные символы «OL».

В любом случае, если дисплей показывает или полное отсутствие проводимости, или очень высокий показатель сопротивления (более 2 МОм) то можно с уверенностью говорить, что пробой не выявлен, а ток утечки если и есть – то в допустимых пределах.

В распоряжении автора статьи – мультиметр ZT102, в котором реализовано автоматическое определение пределов измерений. то есть достаточно просто установить режим работы на омметр, а единицы измерения прибор определит и покажет самостоятельно. Попробуем проверить на пробой керамический конденсатор ёмкостью 4700 pF = 4.7 nF

Мультиметр устанавливается в режим измерения электрического сопротивления.

Подготовка к замеру – установлен нужны режим. На дисплее символы, обозначающие отсутствие проводимости между щупами прибора.Щупы-зажимы подключены к выводам конденсатора. На дисплее – ничего не изменилось.

После подключения конденсатора к щупам (полярность в данном случае не имеет никакого значения) на дисплее изменений не отмечено – все те же символы, говорящие об отсутствии проводимости.

Вывод – полного пробоя или недопустимо высокого тока утечки однозначно нет.

К сожалению, такая проверка не дает никакого вразумительного ответа, если ли обрыв на этом конденсаторе (обрыв характеризуется точно такими же показаниями дисплея). Просто ток, необходимый для зарядки столь невысокой емкости, настолько незначителен, а сама зарядка происходит так быстро, что мультитестер не успевает на это прореагировать изменением показаний.

Так что подобный метод на неполярных конденсаторах малой емкости, менее 1 μF, и с использованием приборов с невысокими пределами измерений, не дает однозначного ответа о полной исправности элемента. И для полноценной картины не обойтись без измерения емкости.

Теперь, для сравнения, посмотрим на проверку омметром неполярного конденсатора с более высоким показателем емкости – 1 μF.

Исходное положение – то же, но неполярный конденсатор уже с указанным номиналом мощности в 1 μF.Показания сопротивления на дисплее «стартуют» с сотен килоом, быстро пересекают рубеж мегаом и продолжают стремительно расти.Значения растут, показывая, что ток зарядки конденсатора стремительно снижается.Наконец, зарядка полностью окончена, и на дисплее – «разрыв цепи».

Вот в этом случае можно смело констатировать, что и пробой отсутствует (заряженный конденсатор не проводит ток), и обрыва точно нет, так как мы наблюдали за процессом зарядки.

Справедливости ради заметим следующее – у показанного мультиметра предел измерений электрического сопротивления ограничивается 60 мегаомами. Именно это обстоятельство, скорее всего, и позволило наблюдать процесс зарядки этого сравнительно небольшого по емкости конденсатора. Был бы предел в 2 МОм – скорее всего, весь этот замер уложился бы в доли секунды, и стал практически незаметным. Ну что ж – явный плюс приборам с расширенным диапазоном.

Теперь проверим омметром полярные электролитические конденсаторы. Принцип не меряется. Правда, при использовании мультиметров с выделенными диапазонами рекомендуется установить предел примерно в 200 кОм. Дело в том, что для многих подобных конденсаторов считается нормальным сопротивление утечки более 100 кОм, для некоторых, наиболее качественных, заявляемый допустимый предел – 1 МОм. Так что в большинстве случаев если будет достигнуто сопротивление в 200 кОм  —  можно судить об отсутствии пробоя, обрыва и пригодности такого конденсатора к работе. Впрочем, на всякий случай можно установить тот же предел в 2000 кОм и даже, если не жаль элементов питания мультитестера – попытаться  дождаться полной зарядки.

Попробуем поэкспериментировать с электролитическими конденсаторами разных номиналов емкости, применяя мультиметр ZT102, то есть с «плавающим» пределом измерений сопротивления.

Первым проверим конденсатор с номиналом 10 μF. Внешне на нем нет никаких признаков неисправностей.

Подготовка к измерениям – мультиметр переведен в режим омметра

То, что к выводам конденсатора в демонстрируемом примере припаяны проводки – никого не должно вводить в заблуждение. Если длина выводов позволяет проводить измерения напрямую щупами или зажимами-«крокодилами», то никакие удлинения не нужны. А в данном случае проводки припаяны только для того, чтобы освободить руки во время замера для фотографирования. При всех достоинствах этого мультитестера есть у него и недостаток – не предусмотрена отдельная контактная панель для проверки конденсаторов.

Безусловно, очень удобно, когда мультитестер имеет специальную колодку с гнёздами именно для проверки конденсаторов – можно не мучиться с проводами

Разный цвет припаянных проводков – чтобы не перепутать полярность, так как здесь это уже имеет значение. Черный измерительный провод (СОМ) мультитестера должен идти на «минус» конденсатора, красный, соответственно, на «плюс».

Подключаем щупы к конденсатору.

Показатели сопротивления неуклонно повышаются

Показатели на дисплее довольно быстро, буквально за секунду, пересекли рубеж в 1 мегаом и продолжают повышаться.

Достигнуто значение в 20 МОм – на этом решено остановиться.

Рост показателей сопротивления, в отличие от неполярных конденсаторов, не столь стремительный. При выходе на 20 мегаом решено проверку закончить – и без того понятно, что ни обрыва, ни пробоя, ни значимого тока утечки нет.

Вторым на очереди – конденсатор с номиналом 470 μF. Если приглядеться к нему, то явно видно начинающееся вздутие крышки.

Намечающееся вздутие верхней стенки корпуса уже говорит о предполагаемой непригодности конденсатора. Но просто для интереса и сравнения проведем проверку.

По идее – его и проверять-то не стоит, но все-таки посмотрим, в чем окажется выраженной его уже заметная внешне дефектность.

На первом этапе замера показатели сопротивления росли до определенного предела

Поначалу проверка шла «штатным образом» — сопротивление нарастало с сотен килоом до 5. 7 МОм. Но, в отличие от ранее проверяемых элементов, затем запустился обратный процесс – сопротивление стало неуклонно снижаться.

После достижения какого-то максимума сопротивление стало падать…

Это уже явно говорит о нарастании тока утечки. Как знать, может утечка лежит пока в допустимых пределах, но признак явно тревожный. Тем более что снижение сопротивления не останавливается – просто опыт прекращен, чтобы не садить впустую питание мультиметра.

Падение показателя сопротивления продолжается – просто замер решено закончить, так как картина и без того проясняется.

То есть вздутие конденсатора уже не прошло даром – дефект явно имеется. Дополнительно проверим этот элемент, когда перейдем к измерению емкостей.

Наконец, самый большой по емкости из взятых на проверку электролитический конденсатор – номинал в 2200 μF.

Первые показания сопротивления – около 50 кОм, но очень быстро повышаются.

Показания на дисплее стартовали с уровня примерно в 50 кОм, но стабильно и довольно быстро растут — происходит зарядка конденсатора, а емкость у него весьма значительная. Вскорости показания превышают 500 кОм, и в районе 600 кОм стабилизируются.

На этом уровне рост прекращается, и показания достаточно стабильные, с небольшими колебаниями в несколько килоом в одну и другую стороны.

Что ж, значение сопротивления достаточно велико и вполне входит в допустимые пределы для электролитического конденсатора столь высокой ёмкости. А стабильность показания на пике говорит и о стабильности тока разрядки, который также, по все видимости, не выходит за рамки дозволенного. Предварительный вывод: конденсатор в исправном состоянии – нет ни пробоя, ни обрыва, ни чрезмерного тока утечки.

Проверить конденсаторы измерением их сопротивления вполне можно и стрелочным (аналоговым) тестером. Кстати, там этот процесс выглядит даже более наглядно. При подключении тестируемого элемента стрелка обычно сначала отклоняется вправо, а затем начинает движение в сторону увеличения значения, то есть к левому краю, к «бесконечности».

При работе с аналоговым (стрелочным) прибором не забываем, что шкала сопротивления (в данном примере она верхняя, зеленого цвета) возрастает в не совсем привычном направлении – против часовой стрелки, справа налево.

В остальном же принцип проверки никак не меняется. А наглядность подобной «ревизии» конденсаторов нередко у некоторых мастеров делает именно такой способ даже более предпочитаемым.

Проверка конденсаторов функцией измерения емкости

Итак, косвенная проверка с помощью омметра способна в некоторых случаях сразу обнаружить явно непригодные к дальнейшему использованию конденсаторы. Например, результаты измерений указывают на явный пробой между укладками или чрезмерно низкие показатели сопротивления. Но часто картина остается неполной – элемент попадает «под подозрение», но «приговор» выносить вроде бы еще нет оснований, так как налицо только косвенные признаки неисправности.

Кстати, в подобных случаях иногда выручает «сравнительная экспертиза». То есть если имеется заведомо исправный конденсатор с точно таким же номиналом, можно провести сравнения полученных значений сопротивления с вызывающим сомнения элементом. По идее, при испрвности они должны быть очень близки между собой.

Но опять же, например, диагностировать обрыв на конденсаторе малой емкости – практически невозможно. Показатели омметра мгновенно уходят в «бесконечность», что свойственно и для отсутствия пробоя.

Специальный прибор для измерения емкости конденсаторов, требующий предварительной установки предела измерений.

Единственно действительным достоверным методом оценки в таких случаях видится замер емкости конденсатора. Для этого используются или специальные приборы для проверки конденсаторов (некоторые из них помимо емкости позволяют оценить и ESR), или мультиметры, в которых имеется такая функция.

В моем мультиметре ZT102 такая функция реализована, причем, тоже с «плавающей запятой», то есть не требующая установки единиц измерения и диапазонов – все это происходит автоматически. Поэтому попробуем проверить все те конденсаторы, которые ранее тестировались омметром – теперь уже на показатели ёмкости.

Начнем опять с неполярных конденсаторов.

Если вспомнить проверку омметром, то самый маленьким из тестируемых был керамический конденсатор 472. Что означает, согласно принятой маркировке, 47 pF × 10², то есть 4700 pF или 4,7 nF. Проверка сопротивления дала положительный результат, но не исключила возможности обрыва. Посмотрим, что покажет замер емкости.

Мультиметр переводится в соответствующий режим. На этом приборе, кстати, режим измерения емкости находится на том же положении переключателя, что и режим омметра, и выбирается кнопкой «SELECT».

Проверяется обычный керамический конденсатор, так что полярность роли не играет.

Проверка емкости маленького керамического конденсатора.

Значение выведено очень быстро (сказывается малая емкость), прибор сам определил и вывел на дисплей единицы измерения – нанофарады, и показал значение — 4.59 nF. Показания довольно стабильные, с очень незначительными колебаниями вверх-вниз. Не в «самое яблочко», но результат очень близок к указанному номиналу.

Можно констатировать что этот конденсатор – абсолютно «здоровый» и пригоден для дальнейшего использования.

Вторым по очереди стоит конденсатор емкостью в 1 μF. Как мы помним, его проверка омметром дала основания исключить и пробой, и обрыв. Остается выяснить его реальную емкость. Подключаем щупы к выводам конденсатора (без соблюдения полярности).

Проверка емкости конденсатора номиналом в 1 μF

На дисплее, после небольшой паузы – 983,5 nF, что равно 0,98 μF. Опять – показатель емкости не идеально точен с номиналом, но очень близок к нему. И что важно – стабилен.

Конденсатор следует признать полностью исправным

Далее – тройка полярных электролитических конденсаторов. Проверяем их в порядке по нарастанию емкости. Здесь, понятно, уже требуется соблюдение полярности подключения щупов.

Проверяется емкость конденсатора с номиналом 10 μF – получены четкие и стабильные показатели.

Конденсатор номиналом 10 μF дал при проверке значение 10,2 μF практически без колебаний в ту или иную сторону. Вопросов к нему – никаких нет.

Следующий – тот самый проблемный конденсатор номиналом 470 μF с признаками вздутия корпуса и повышенного тока разряда. Что покажет измерение емкости?

Так и есть – имеются явные дефекты и в этом вопросе:

Начальные показания после подключения «проблемного» конденсатора к щупам мультиметра.

Даже первичные показания прибора сразу дают понять, что измеренная емкость практически на четверть ниже номинала – всего 329 μF. Но и это еще не всё…

Показания дисплея уже спустя несколько секунд – значение емкости падает…

Показатель на дисплее нестабилен – имеется тенденция к снижению емкости, причем  довольно быстрому. Уже через несколько секунд значение упало до 309 μF и продолжает уменьшаться. Дальнейший замер – совершенно излишен, так как картина неисправности конденсатора вырисовалась в полной ясности.

Это лишнее подтверждение тому, что попытки продолжать использовать электролитические конденсаторы с признаками вздутия корпуса – совершенно бесплодны. Да и на их тестирование, повторимся, даже жалко тратить время – такие детали уже отслужили свое и подлежат безусловной утилизации. Иначе – жди или некорректной работы схемы, или ее полного выхода из строя, или, что еще «веселее» — «фейерверка» со взрывом корпуса.

Остался последний конденсатор – емкостью 2200 μF. Внешне и по результатам проверки омметром он не вызывал беспокойства.

Проверка показывает, что емкость даже несколько выше номинальной

Проведенный замер показал, что с конденсатором – все в порядке, если не считать несколько завышенной его емкости. На дисплее высветилось 2,489 mF = 2489 μF – вполне укладывается в допустимые рамки (обычно допустимые отклонения для емкости оцениваются в ± 15%). Но зато измеренное значение стабильно, без тенденции к увеличению или снижению.

Вывод — конденсатор во вполне пригодном к дальнейшему использованию состоянии.

Позволим себе маленькую ремарку.

Показанная последовательность проверки, то есть сначала омметром, а затем измерением емкости, вовсе не является обязательной. Измерением сопротивления просто демонстрировался способ, которым во многих случаях можно выявить явно неисправный элемент, если отсутствует прибор контроля емкости. Но, как мы помним, достоверность такой проверки бывает и неполной.

То есть в том случае, когда имеется возможность замера емкости, начинать следует прямо с него. Он однозначно покажет работоспособность конденсатора по всем пунктам – в случае обрыва, пробоя или большой утечки емкость или просто не поддастся измерению, или ее показатель будет очень далек от номинала, или, как было показано в рассмотренном примере, индицируемое значение будет нестабильным, с тенденцией к быстрому снижению.

Косвенная проверка конденсатора вольтметром

Эта проверка со вполне допустимой долей достоверности может показать, насколько хорошо конденсатор накапливает и удерживает полученный заряд. Правда, она возможна при довольно высоких показателях как емкости, так и напряжения, иначе используемый «визуальный подход» к оценке работы элемента может стать просто незаметным для восприятия.

Суть метода заключается в том, что вначале конденсатор следует зарядить от какого-то внешнего источника питания. Причем, рекомендуется, чтобы напряжение этого источника было примерно вдвое ниже указанного на конденсаторе предела. Скажем, для конденсатора, на котором указан предел в 25 вольт вполне подойдет блок питания на 12 вольт.

Обычно для зарядки хватает нескольких секунд. Кстати, пока идет зарядка будет нелишним для контроля проверить на клеммах источника питания, какое же точно напряжение подается на обкладки конденсатора.

После выполнения зарядки источник питания отключается. Мультитестер должен быть переведен в режим измерения постоянного напряжения в предполагаемом диапазоне (например, 20 вольт). Буквально через несколько секунд касаются щупами выводов конденсатора. Здесь важно проявить внимательность, так как главную ценность будет представлять показание вольтметра, снятое именно в момент первого касания – это значение должно быть максимально близким с напряжением, подаваемым при зарядке. Затем, естественно, по мере разрядки конденсатора через мультиметр, оно будет падать. Скорость его разрядки зависит от показателя емкости и от значения эквивалентного последовательного сопротивления (ЭПС).

Если первичное показание слишком далеко от «эталона» — это может говорить о слишком большом токе утечки и малопригодности конденсатора к нормальной работе.

Впрочем, такой способ все же таит в себе и субъективную составляющую, зависящую от личного восприятия быстро изменяющихся показаний. То есть говорить о его полной объективности – сложно. Хотя явный дефект он, пожалуй, выявить поможет. А в сомнительных случаях все же лучше изыскать возможность полноценной проверки емкости конденсатора.

«Народный» способ – проверка конденсатора коротким замыканием

К такому методу зачастую прибегают для «проверки» мощных, в том числе – пусковых конденсаторов, работающих с напряжениями свыше 200 вольт.

Смысл заключается в зарядке конденсатора, часто – просто от сети переменного напряжения 220 вольт. А затем — его разрядкой путем короткого замыкания выводов отвёрткой или отрезком изолированного провода. При замыкании возникает мощная искра, говорящая о том, что конденсатор способен накапливать нешуточный заряд.

Замыкание выводов конденсатора большой емкости сопровождается мощным искровым разрядом.

Сразу будет сделана оговорка – не зря слово «проверка» выше было взято в кавычки. Автор этой публикации ни в коем случае не рекомендует выполнять подобное тестирование, особенно тем людям, кто делает только первые шаги на поприще электротехники.

• Во-первых, это крайне небезопасно. При малейшей неосторожности можно получить очень чувствительный, а иногда – и весьма опасный для здоровья электрический удар. Особую опасность представляет случайное замыкание контактов заряженного конденсатора обеими руками. Траектория тока «из руки в руку» проходит через наиболее уязвимую область тела человека, через сердце, что порой заканчивается очень печально.
• А во-вторых, объективной картины работоспособности конденсатора таким путем все равно получить невозможно. Признайтесь, сможете ли вы отличить искру, вызванную разницей потенциалов в 200 вольт, от искры, для которой потребовалось всего 100 вольт? Вряд ли. Так что говорить о полной пригодности, о полноценной емкости и допустимой утечке – все же преждевременно. Так стоит ли «огород городить»? Единственное, на что способна такая проверка — выявить совершенно неисправный конденсатор.

Можно ли проверить конденсатор, не выпаивая его с платы?

Для полноценной проверки конденсатора, уже стоящего в схеме, его все же рекомендуется выпаять из платы. Дело в том, что другие элементы схемы способны оказывать влияние на измеряемые показания, и картина получатся явно недостоверной.

Понятно, что лишний раз заниматься выпаиванием конденсатора никому не хочется, что и вызывает вынесенный в заголовок подраздела вопрос.

Однозначного ответа нет. Если точнее, то существует несколько методов, которые могут дать определенный эффект, но не всегда они просты и оправданы.

• Некоторые современные приборы, предназначенные именно для тестирования конденсаторов, сразу разрабатывались с учетом возможности проверок без проведения демонтажа элементов схемы. Если есть возможность воспользоваться подобным тестером – то это существенно упрощает решение вопроса.

Удобный компактный прибор, позволяющий снимать показания емкости конденсаторов непосредственно на монтажной плате.

Поднаторевшие в радиоэлектронике мастера зачастую создают некое подобие таких приборов и самостоятельно. Причем, охотно делятся и разработанными схемами, и опытом их эксплуатации. Например, ниже показана одна из таких схем с кратким ее описанием – возможно, кто-то возьмет себе на заметку.

Схема и описание самодельного прибора для «ревизии» конденсаторов без их выпаивания из платы.

Если ничего из выше перечисленного нет, придётся обходиться другими мерами.

• Конденсатор можно выпаять частично, то есть одним выводом. После этого – провести проверку мультиметром. Правда, получается это  далеко не всегда, так как в большинстве случаев эти детали изначально впаиваются с «низкой посадкой», а с электролитическими конденсаторами такой подход и вовсе невозможен.
• Одним из путей, когда выпаивание видится трудноосуществимым, может стать «изоляция» конденсатора на плате подрезкой дорожек, идущих к соседним элементам схемы.

Дорожки аккуратно перерезаются скальпелем, чтобы оставить конденсатор «в одиночестве». Затем, после проверки, важно не забыть восстановить их целостность.

Метод, конечно, «варварский», особенно в том случае, если идет поиск неисправного элемента – эдак можно и всю плату «перепахать». Кроме того, если плата – не с односторонней печатью, то к такому способу и вовсе не стоит прибегать.

• Возможно, если выпаивание конденсатора сопряжено с определенными сложностями, проще «поднять ножки» расположенных с ним в последовательной цепи элементов, например, резисторов. Так будет устранено их влияние на тестируемый элемент.
• Наконец, есть еще один способ убедиться в необходимости замены неработающего конденсатора. Заключается он в том, что непосредственно к выводам детали, работоспособность которой вызывает сомнения, параллельно припаивается новый конденсатор точно такого же номинала, но заранее проверенный и гарантированно рабочий. Естественно, если это полярный конденсатор, то с соблюдением правильного расположения «плюса» и «минуса».

После этого проводится тестовый запуск схемы (устройства). Если заметны улучшения, или работоспособность полностью восстановлена – можно провести выпаивание старого конденсатора и монтаж нового. Если же никаких позитивных изменений не последовало – следует продолжить поиск неисправности в ином месте, так как вряд ли именно исследуемый конденсатор послужил причиной неполадок.

Завершим сегодняшнюю публикацию демонстрацией видео, в котором также речь идет о неисправностях конденсаторов и возможных способах их выявления.

Видео: Какие неисправности случаются в конденсаторах, и как их выявить.

Как проверить работает ли конденсатор. Как можно проверить конденсатор мультиметром, не выпаивая его.

Начинающие радиолюбители неоднократно задают вопрос, как проверить исправность конденсатора ? Этот важный элемент электрической цепи при неисправности может спровоцировать отказ всей схемы или заставить глючить один из ее узлов.

Как проверить исправность конденсатора?

В процессе проверки конденсатора желательно выпаять и визуально осмотреть радиокомпонент на наличия видимых дефектов:

• вздутия, трещины;
• почернения, следы гари;
• вытекшего электролита.

Но, увы, конденсатор, который нормально выглядит, еще не является залогом того, что он полностью исправен.

Для более точной диагностики необходим мультиметр, желательно с возможностью проверки емкости конденсаторов. В таком устройстве необходимо всего лишь выбрать диапазон измерения необходимой емкости и подключить конденсатор в специальное гнездо (если оно имеется) или к щупам прибора.

На практике если показания мультиметра отличаются от номинала конденсатора +/-15% , можно считать такой конденсатор исправным. Подопытный наш образец имеет: 5,6 мкФ , показания прибора составляют: 5,8мкФ. Вердикт — конденсатор рабочий.

Как проверить электролитический конденсатор мультиметром?

Если функция измерения емкости не предусмотрена на вашем приборе, тогда простейшая проверка конденсатора мультиметром поможет выявить в нем замыкание, но потерю емкости измерить не получится. Для такой проверки необходимо мультиметр включить в режим измерения сопротивления и смотреть на показания индикатора. В первоначальный момент конденсатор накапливает заряд, и его сопротивление уменьшается, спустя определенное время сопротивление конденсатора начнет сильно увеличиваться.

По скорости изменения сопротивления субъективно можно судить о реальной емкости конденсатора.

Как проверить исправность конденсатора тестером?

Вышеописанные действия с легкостью можно повторять не только цифровым, но и стрелочным прибором, в котором отклонение стрелки будет визуально даже лучше видно. Диапазон измерений прибора лучше выставить в пределах 2МОм . Но данный метод проверки способен выявить работоспособный конденсатор лишь емкостью не менее 1мкФ .

Как проверить конденсатор на плате?

Все предыдущие действия можно проводить на плате. Проверить конденсатор мультиметром не выпаивая таким способом не составит труда. Но надо знать, что другие радиокомпоненты будут влиять на показания прибора. Влияние будет зависеть уже от конкретной схемы прибора.

Перед тем, как проверить исправность конденсатора необходимо помнить:

• проверять только разряженные конденсаторы (замкнув на несколько секунд их выводы). Не соблюдая данную меру предосторожности есть шанс, что мультиметр выйдет из строя;
• не браться за металлические выводы щупов руками. Проводимость человеческого тела непосредственно влияет на показания прибора;
• лучше всего проверять любой конденсатор, который выпаян из основной схемы.

Вконтакте

Вышедшие из строя радиоэлементы можно обнаружить с помощью различных техник и приборов. Но всё становится не так просто, когда нам необходимо с помощью мультитестера протестировать емкостные элементы, так как обычным прозвоном таких элементов не обойтись.

Мультиметр – это электроизмерительный прибор универсального типа. С его помощью можно замерить параметры переменного и постоянного тока, мощность электрической сети, сопротивление сети, радиодеталей, емкости конденсаторов.

Мультиметры делятся на два типа: аналоговый и цифровой. В аналоговом мультиметре измеряемые параметры отображаются на стрелочной шкале. В цифровом мультиметре результаты отображаются на цифровом табло.

На корпусе мультиметра установлен переключатель, регулятор. Иногда таких регуляторов бывает две штуки. Служат они для переключения величин измерений, режимов работы прибора. Для измерения параметров используются щупы. Щуп – это провод, на одном конце которого имеется металлический наконечник, на втором – разъем.

Конденсаторы по используемым в конструкции материалам делятся на конденсаторы простые и диэлектрические. Конденсаторы бывают с постоянной фиксированной емкостью и с переменной емкостью. Основная единица измерения емкости – Фарад и производные от нее, нанофарады, микрофарады, пикофарады.

Конденсаторы имеют одно неприятное свойство. Со временем они теряют свою способность накапливать и удерживать энергию, емкость. В народе говорят, что они сохнут. В результате этого электросхема теряет свою работоспособность.

Сохнут даже не включенные в схему конденсаторы. Поэтому перед установкой в электросхему конденсатора его нужно обязательно проверять, совпадают ли указанные на нем номиналы с реально существующими на данный момент.

Обязательно проверяют так же и конденсаторы, уже включённые в электросхему. Делается такая проверка обычно раз в два года. Именно за этот срок конденсатор теряет свои свойства. Пришедшие в негодность конденсаторы необходимо выпаять из схемы и заменить новыми.

Как проверить конденсатор

Прежде всего, стоит просто осмотреть его. Со временем корпус конденсатора может разрушиться, ножки могут начать качаться. На электролитических конденсаторах могут появиться подтеки. Конденсатор может изменить свой цвет. Это означает, что произошел пробой конденсатора.

Пробой – это такое состояние детали, когда диэлектрик, лежащий между двумя разноименными прокладками, разрушился, со временем или под воздействием внешних причин, и между прокладками проскочил электрический заряд. В результате конденсатор пришел в негодность. В этом случае, как и в случае появления вышеописанных дефектов, конденсатор подлежит замене.

При визуальном осмотре не всегда удается вывить неисправности конденсатора. Поэтому воспользуемся мультиметром.

Подготовительные работы

Перед проверкой конденсатора его рекомендуется выпаять из электросхемы. Дело в том, что рядом стоящие детали могут вносить искажения в показания прибора. Выпаиваем конденсатор и разряжаем его. Разряжать конденсатор нужно для того, чтобы сбросить накопленную им во время работы емкость. Мощные конденсаторы, рассчитанные на 220 и 380 вольт, лучше разряжать с помощью пробника. Пробник – электропатрон с лампочкой и двумя проводами. Если конденсатор рассчитан на 220 вольт, то пробник может быть с одной лампочкой. Если на 380 вольт, то лучше в пробник поставить несколько лампочек, включенных последовательно. Лампочка на мгновение вспыхнет и погаснет. Конденсатор разрядился.

Для того чтобы разрядить менее мощные конденсаторы можно воспользоваться отверткой с изолированной ручкой. Жалом отвертки замыкаем концы конденсатора. Проскочит небольшая искорка. Конденсатора разряжен.

Проверки сопротивления, как метод выявление вышедших из строя деталей

Сначала проверим его на сопротивление. При этом надо учесть, что электролитические конденсаторы относятся к полярному типу конденсаторов. То есть одна из прокладок у него положительно заряжена, другая – отрицательно. На корпусе конденсатора они помечены знаками «+» и « — « Полярными бывают только электролитические конденсаторы.

Устанавливаем на мультиметре режим измерения сопротивления. Если проверяем электролитический конденсатор, плюсовым концом щупа прибора касаемся плюса конденсатора, а минусовым – минуса. Если конденсатор исправен, то сразу высветится минимальное значение сопротивления. Потом оно будет плавно возрастать до максимума. Сопротивление может так же возрасти и до бесконечности. Только при исправном конденсаторе рост его происходит плавно. Не рывками.

Если конденсатор неисправен, то в одном случае прибор не показывает никакого сопротивления, т.е. ноль. При этом прибор может пищать. Это означает, что конденсатор пробит, произошло короткое замыкание. Если при касании щупом ножек конденсатора, прибор сразу показывает бесконечность, то в конденсаторе есть обрыв. И в том и в другом случае конденсатор не пригоден для дальнейшего использования, и его следует заменить.

Остальные типы конденсаторов, они, кстати, относятся к неполярным конденсаторам, проверять на сопротивление проще. Не имеет значения, каким контактом вы коснетесь ножки конденсатора, плюсом или минусом. Для измерения сразу устанавливаем величину сопротивления в Мегаомах. Сопротивление неисправного конденсатора никогда не превышает величину в 2 Мегаома. У исправного сопротивление или равно, или больше этой величины.

Проверка на неисправности с помощью измерения ёмкости

Замеряя сопротивление конденсатора, мы только проверяем его исправность. Нам еще нужно определить его емкость — самый главный номинал конденсатора.

Учтите, что на пробой с помощью мультитестора можно проверить только те конденсаторы, емкость которых меньше 0,25 микрофарад.

Для этого устанавливаем соответствующий режим работы прибора с помощью регулятора. Задаем предел измерения. Он должен соответствовать номиналу проверяемого конденсатора. Если на корпусе мультиметра предусмотрены гнезда для установки конденсатора, то вставляем его в эти гнезда. Если нет, вставляем в гнезда концы щупа и касаемся ножек конденсатора. При проверке электролитического конденсатора соблюдаем полярность. При проверке переменного конденсатора замеряем максимальную и минимальную величины емкости.

Как мы видим, нет ничего сложного в проверке с помощью мультиметра работоспособности конденсатора и соответствии его заявленным номиналам. Мы уже говорили, что со временем конденсаторы утрачивают свою способность накапливать и распределять энергию. Они попросту высыхают. Поэтому нужно регулярно проверять свои электронные и электрические схемы и отбраковывать пришедшие в негодность конденсаторы. Этим вы обеспечите надежную и качественную работу своей аппаратуры.

Видео о проверке конденсатора мультиметром

В видео достаточно подробно объясняются нюансы проверки конденсаторов. Обязательно посмотрите его и узнаете новые методы проверки, о которых ещё не слышали.

Одной из наиболее распространенных причин неисправности радиоэлектронной техники является поломка одного или нескольких конденсаторов, которые составляют неотъемлемую часть ее платы. И чтобы выяснить, какой же именно конденсатор оказался слабым звеном, необходимо проверить их работоспособность. В этой статье описывается, как прозванивают конденсатор. Независимо от того, занимаетесь ли вы электронной аппаратурой профессионально или вы просто любитель, вам это вполне под силу. Для этого вам понадобится мультиметр. Ниже мы рассмотрим, мультиметром самостоятельно.

Виды конденсаторов и их проверка

Прежде чем разобраться, как мультиметром прозвонить конденсатор, давайте выясним, какие существуют. Все конденсаторы делятся на полярные и неполярные. Разница между ними заключается в том, что полярные, как можно догадаться из названия, имеют полярность. Проверять их нужно строго соответствующим образом: «плюс» к «плюсу», «минус» к «минусу», так как в противном случае они придут в негодность и могут взорваться. Все полярные конденсаторы являются электролитическими. Если конденсатор еще советского производства, то при взрыве электролит может попасть вам на кожу. В современных конденсаторах для таких случаев предусмотрено специальное сечение на поверхности, которое разрывается в определенном направлении и не дает проводящему веществу разбрызгаться в разные стороны.

Каким образом выполнить проверку, зависит от характера поломки, так как мультиметром проверить конденсатор на работоспособность можно двумя способами: в режиме замера сопротивления его диэлектрика и измеряя его емкость.

Пробой конденсатора

Наиболее распространенной проблемой конденсаторов является пробой диэлектрика. Диэлектрик — это слой материала между двумя проводниками внутри конденсатора, который имеет большое сопротивление, чтобы не допустить протекания тока между проводниками.

В исправном конденсаторе допускается небольшое пропускание тока через этот изолятор, это называется «ток утечки», и он ничтожно мал. При пробое диэлектрика его сопротивление резко падает, и, по сути, он превращается в обыкновенный проводник. Причиной такого пробоя, как правило, является резкий перепад напряжения в сети, к которой подключено оборудование. К характерным признакам пробоя относятся вздутие корпуса конденсатора, его потемнение и появление черных пятен. Перед тем как проверить конденсатор на исправность, осмотрите его визуально на предмет внешних дефектов.

Проверка неполярного конденсатора в режиме омметра

Проверка мультиметром сопротивления диэлектрика в конденсаторе осуществляется в режиме омметра. В неполярных конденсаторах диэлектрик может быть выполнен из стекла, керамики, бумаги или даже в виде воздушной прослойки. Таким образом обеспечивается крайне высокое сопротивление, и в исправном конденсаторе покажет фактически бесконечную величину. Если же электрический пробой имеет место, то уровень сопротивления будет в пределах нескольких Ом, максимум нескольких десятков.

Перед тем как мультиметром прозвонить конденсатор, включите на соответствующий режим, выставив на нем максимально возможный уровень измерения сопротивления. Подведите к выводам конденсаторы щупы мультиметра и посмотрите на табло: если конденсатор в порядке, то там должна появиться единичка, что говорит о том, что сопротивление выше установленного максимума. Если же на дисплее мультиметра высветится какое-то конкретное значение, меньшее чем измерительный максимум, то это может быть свидетельством неисправности проверяемого конденсатора.

Помните о технике безопасности и не держитесь одновременно и за щупы прибора и за выводы конденсатора, так как из-за меньшего сопротивления электрический ток пойдет через ваше тело.

Проверка полярного конденсатора в режиме омметра

По сравнению с неполярными конденсаторами в полярных сопротивление диэлектрика на порядок меньше, поэтому максимум сопротивления на мультиметре нужно выставлять соответствующее. Большинство таких конденсаторов имеют не менее 100 кОм сопротивления, особо мощные и до 1 мОма. Перед тем как мультиметром прозвонить конденсатор, замкните выводы накопителя, чтобы разрядить его полностью.

Установив соответствующий предел измерения, подключите щупы прибора к конденсатору, соблюдая при этом полярность. Электролитические конденсаторы имеют сравнительно большую емкость, и поэтому при подключении они тут же начинают заряжаться. В течение того времени, пока идет зарядка, сопротивление будет прямо пропорционально расти, что будет отображаться на экране прибора. Конденсатор можно считать исправным в большинстве случаев, когда сопротивление переваливает за отметку в 100 кОм.

Как мультиметром прозвонить конденсатор (аналоговый измеритель)

Ту же самую процедуру можно проделать при помощи аналогового (стрелочного) измерителя. Емкость электролитического конденсатора можно определить по скорости движения стрелки прибора в сторону максимума. Чем медленнее двигается стрелка, тем дольше заряжается конденсатор и тем, соответственно, больше его емкость. Если емкость составляет от 1 до 100 микрофарадов (мкФ), стрелка достигнет правого края циферблата практически моментально. При емкости от 1000 мкФ ее путь может занять несколько секунд.

Как мультиметром прозвонить конденсатор: инструкция по проверке емкости накопителя

Хотя конденсаторы часто проверяют омметром, более надежным способом выяснить его исправность считается измерение емкости. Повышенная утечка (в том числе из-за пробоя) в электролитическом конденсаторе приводит к частичной потере емкости, и ее действительная величина уже не соответствует заявленной на корпусе накопителя. Измеряя очень трудно определить данный дефект, для этого требуется измеритель емкости. Следует иметь в виду, что далеко не у всех мультиметров имеется такая функция, поэтому убедитесь в том, что ваш прибор способен выполнять такое измерение.

Прежде чем проверять таким образом электролитический конденсатор, его обязательно необходимо полностью разрядить. Заряженный конденсатор может попросту испортить ваш мультиметр. Особенно это касается полярных накопителей с высоким рабочим напряжением и большой емкостью. Как правило, такие конденсаторы используются в импульсных блоках в качестве фильтрующих накопителей.

Разрядка конденсатора

Для разрядки низковольтных конденсаторов достаточно просто закоротить их выводы, но в случае с высоковольтными и большой емкостью к выводам следует подключить 5-10-килоомный резистор. Резистор необходим, чтобы избежать возникновения искры во время замыкания. Помните о безопасности и ни в коем случае не прикасайтесь к выводам конденсатора, иначе замыкание произойдет на вас.

Обрыв конденсатора

Обрыв — довольно редкая для конденсаторов неисправность. Как правило, он возникает при механических повреждениях накопителя. В результате обрыва конденсатор полностью теряет свою накопительную функцию и имеет нулевую емкость. Фактически он превращается в два изолированных друг от друга проводника. Обнаружить обрыв при помощи омметра практически невозможно. Своеобразным симптомом обрыва в полярных электролитических конденсаторах при является отсутствие какого-либо изменения в показаниях прибора. Так как исправный неполярный конденсатор малой емкости имеет высокое сопротивление, проверить его на обрыв, таким образом, не представляется возможным. Единственный выход — измерение емкости.

Потеря емкости конденсатора

Для того чтобы определить, потерял ли конденсатор свою емкость, как ни странно, нужно замерить эту самую емкость. Выставьте на мультиметре соответствующий предел измеряемой емкости, разрядите проверяемый конденсатор, подключите щупы измерителя к соответствующим гнездам на нем, соблюдая правильную полярность, и наконец, прикоснитесь щупами к выводам конденсатора. Очевидно, что разобраться, как мультиметром проверить конденсатор кондиционера или любого другого бытового прибора на предмет потери емкости, не столь сложно.

Измерение напряжения конденсатора

Также, чтобы убедиться в исправности конденсатора, следует проверить, соответствует ли его реальное напряжение номинальному. Для этого вам потребуется режим вольтметра на вашем мультиметре и источник питания для зарядки конденсатора. Напряжение он должен выдавать меньше, чем то, на которое рассчитан накопитель. Подсоедините щупы к выводам и подождите немного, пока конденсатор полностью зарядится. Переведя прибор в режим вольтметра, проверьте выдаваемое накопителем напряжение. Значение, появившееся на экране мультиметра сразу же в начале тестирования, должно соответствовать заявленному.

Учтите, что при проверке накопитель теряет свой заряд и напряжение, соответственно, будет быстро падать, поэтому важно увидеть цифру, которая появилась в самом начале.
Есть и более простой способ проверки, но он действенен только для конденсаторов с достаточно большой емкостью. Зарядив накопитель полностью, возьмите обыкновенную отвертку с изолированной рукояткой, поднесите ее металлическую часть к его выводам и замкните их. Если в результате проскочила яркая искра, значит, элемент рабочий. Если же искра очень слабая или вовсе отсутствует, значит, конденсатор не держит заряд.

Заключение

В данной статье мы попытались разобрать все наиболее часто встречающиеся поломки конденсаторов, а также способы их проверки. Важный момент: многие начинающие мастера думают, как прозвонить конденсатор мультиметром, не выпаивая его из платы, однако в таком случае в процессе измерений будет иметь место очень большая погрешность. Единственный способ в таком случае — это визуальный осмотр на предмет наличия внешних признаков, таких как взбухание, потемнение или изменение цвета поверхности.

Чаще всего конденсаторы «летят» в таких видах бытовой техники, как стиральные машины, телевизоры, микроволновые печи и др. Поэтому если перед вами стала проблема, как прозвонить конденсатор кондиционера мультиметром, можете смело использовать нашу инструкцию.

Знаете – ходит одна байка: для проверки конденсатора мультиметр излишен. Школьники-плохиши обижали ребят послабее экстравагантным методом. Заряжали большую емкость розеткой, били током. Проверить работоспособность основных конденсаторов импульсного блока питания не составит труда. В персональном компьютере напряжение достигает 650 вольт, тронешь — шарахнет сильно, уши задымятся. Избегайте также лезть отверткой. Температура дуги столь высока, что желание узнать емкость конденсатора может обернуться неплохими практическими навыками сварщика. Для целей разрядки народные умельцы применяют патрон, снабженный лампочкой Ильича. Высокий реактивный импеданс спирали позволит легко решить задачу, как проверить конденсатор мультиметром.

Процесс проверки конденсатора

Увидите, проверить мультиметром конденсатор может каждый. Вопрос составлен требуемой точностью. Как говаривал Кашпировский: даже 100% не стопроцентны. В остальном, неполярный конденсатор, керамический конденсатор, разницы дают мало, многое определяет номинал. Однако сюрпризы способна преподнести гибридная технология. Понятно, извлечь SMD конденсатор — дело нешуточное (большинству не под силу). Тогда проводите косвенные тесты, например, сравнение показаний с заведомо рабочим устройством.

Проверка конденсатора

Ищущие шуток ошибаются. Простейшим методом проверки конденсатора называют натурное испытание. Причем в составе изначальной схемы. Потрудитесь:

Итак, инструкция по работе с тестером понадобится, цвет проводов покажет, куда тыкать. Кажется смешным, пока не попытаешься измерить высокое напряжение, нарезаемое импульсами крошечной микросхемой. Будут мешаться рядом лежащий корпус, провода, много другого. В таких условиях применяют специальные тончайшие щупы, набор лишен аксессуаров. Рекомендуем заранее потренироваться мультиметром вести работу. Особенно внимательны будьте с пределами. В большинстве современных тестеров имеются следующие варианты ведения работ:

Проверить емкость конденсатора мультиметром

Мультиметр

Проще проверить электролитический конденсатор мультиметром. Начать лучше с визуального контроля. Неисправные электролитические конденсаторы ощутимо раздуваются. На зарубежных моделях в верхней части цилиндра делается специальная крестовидная прорезь для гарантированной индикации неисправности. Внешние признаки молчат — нужно хватать мультиметр. Сначала элемент гарантированно разрядим. Обычно напряжение отсутствует, но совать голую отвертку, кусок провода — бестолковая идея. Будет неплохо создать своими руками разрядник, воспользовавшись патроном, ввинченной лампочкой. Штуковина повсеместно используется мастерами ремонта телевизоров, импульсных блоков питания. Пара слов касаемо процесса, когда конденсатор разряжен, можно хватать тестер.

На контактах мультиметра в некоторых режимах выходит напряжение 5 вольт. Необходимо, чтобы оценить параметры. Например, при измерении сопротивлений мультиметр просто делит напряжение на ток, получает искомую величину. Первая цифра известна – 5 вольт (определяет модель тестера). Аналогично проводится прозвонка. Подаются 5 вольт на оба конца. Некоторые стабилитроны пробиваются. Прозвонить такие элементы на цифровых мультиметрах не представляется возможным.

Зная указанные вещи, можно представить, что делать дальше:

1. Подключаем в режиме измерения сопротивления клеммы к контактам разряженного конденсатора.
2. Образуется зарядная цепь, сформированная внутренним сопротивлением мультиметра, емкости. Вначале ток равен бесконечности, потом падает, достигая нуля.
3. Попутно сопротивлению будет расти от нуля до бесконечности.

Любой конденсатор, обладающий рабочим напряжением выше 5 вольт, проверим таким способом. Единственный фокус могут выкинуть полярные, например, электролитические емкости. Параллельно отслеживаем правильность расположения щупов (красного, черного). Взорваться, по идее ничего не должно… Теперь проводим анализ. Выяснили, годен ли конденсатор, имеются некоторые особенности. Обсуждали 5 вольт на щупах мультиметра, значение сильно зависит от модели. Можем измерить на концах заведомо исправного конденсатора: пока звоним контакты, емкость зарядится до нужной величины.

Итак, напряжение испытуемого образца сильно отличается от эталонных показаний (нужно заранее позаботиться о получении), наверняка сломалось. Начинаем измерять напряжение конденсатора, внутреннее сопротивление прибора уступает бесконечности. Потенциал начнет потихоньку падать, заметим на экране. Делаем два вывода:

1. Начальное значение напряжение намного ниже эталона (выдает на контакты тестер, режим прозвонки) — внутри наличествует утечка. Параметр нормально составляет часть формулы добротности, если конденсатор быстро разряжается самостоятельно (без намеренного замыкания контактов), элемент отслужил.
2. По скорости разряда можно оценить размер емкости конденсатора. Можно, конечно, заморочиться с определением констант, формулами, проще провести тест с заведомо рабочими емкостями, после чего свести результаты таблицей. Станет возможным судить о номинале конденсатора по одной скорости разряда. Процесс напоминает оценку давления при помощи тонометра. Ориентируемся на глаз. Величина емкости определена скоростью падения напряжения на дисплее мультиметра.

Разумеется, делается больше навскидку, отличить мкФ от мФ удастся без труда. Жаждущим большего, можем сообщить: за время RC заряд падает на 63%. Каждый волен посчитать уровень вольт для мультиметра. Вычислить приблизительно внутреннее сопротивление, исходя из полученных данных, проводить приблизительный замер номинала емкости конденсатора.

Имеется простой способ проверить емкость конденсатора мультиметром. Купить тестер, у которого наличествует соответствующая шкала. Надписана буквой F (Farad). Прикупив прибор, избегаем выдумывать. Просто берется за ножки конденсатор, примерно выставляется диапазон, мультиметр сам проделает работу, описанную выше. Проверить конденсатор мультиметром, не выпаивая, может не выйти. Параллельно емкости включены резисторы, дроссели другие элементы (включая конденсаторы), мешающие оценить исправность. Будь то электролитический конденсатор, пленочный конденсатор, любой другой. Разумеется, многое определят конкретные номиналы.

Можно провести сравнение. Допустим, на исправной технике показывает фиксированное значение, на поломанной – нечто другое. Необязательно неисправный конденсатор мультиметром на плате нашли — цепь разряда барахлит. Пусковой конденсатор авто — можно вынуть, проверить (предварительно обработав разрядником), для электроники методика не всегда действенна.

Конденсаторы бывают полярные (электролитические) и неполярные, например, керамические. В данном типе устройства в качестве диэлектрика можно использовать различные материалы, такие как стекло, воздух, бумага. Процесс измерения емкости устройства с керамическим диэлектриком такой:

1. Необходимо переключить мультиметр в режим измерения сопротивления.
2. Необходимо, чтобы на цифровом мультиметре был выставлен самый максимальный предел измерения.
3. Настроив прибор, щупы приставляют к ножкам конденсатора.

Если деталь рабочая, то на приборе будет показана величина, которая превышает 2 мегаом. Если полученное сопротивление не превышает 2 МОм, он неработоспособен.

Важно отметить, что во время измерений не нужно прикасаться к щупам руками, так как это может существенно повлиять на качество измерений. Произойдет это по той причине, что сопротивление человеческого тела очень мало, а сопротивление утечки значительно его превышает. Следовательно, ток пройдет через тело, то есть путем меньшего сопротивления, а не через конденсатор. На мультиметре будет показано сопротивление человека, что к нашей проблеме никак не относится.

Измерить конденсатор можно также с помощью омметра, который является составляющей мультиметра. Видео проверки в таком случае будет немного отличаться от того видео, в котором проверяют работоспособность керамического конденсатора. Сопротивление утечки качественных полярных конденсаторов будет превышать 100МОм. Пошаговая инструкция:

1. Перед началом проверки важно его предварительно разрядить. Разрядку можно осуществить, закоротив ножки устройства.
2. На приборе необходимо выставить режим измерения, который отвечает величине сопротивления 100 кОм.
3. Двумя выводами мультиметра необходимо притронуться к ножкам конденсатора. Важно, чтобы красный вывод прикасался к положительному контакту, а левый – к отрицательному.
4. Если при первой проверке на экране значение сопротивления превысило величину 100кОм, деталь работает хорошо.

Мультиметр с измерением емкости необходим для того, чтобы определить такие неисправности, как потеря емкости или обрыв. Если произошел обрыв, конденсатор полностью теряет свою емкость. С помощью режима измерения емкости можно также проверить пусковой конденсатор. Померить емкость конденсатора можно следующим образом:

1. Настраиваем мультиметр на режим измерения емкости.
2. Подключаем щупы конденсатора к выводам мультиметра дважды (во время второго подключения выводы нужно поменять местами).
3. Ждем результата измерений и сравниваем их.
4. Если при первом измерении на экране ноль, а при втором – линия, это означает, что деталь рабочая. Если результаты измерений не отличаются, то неисправна.

Вышеописанные инструкции решают вопрос, который состоит в том, как прозвонить конденсатор. Прозвонка поможет определить потерю работоспособности детали и заменить ее.

Как проверить конденсатор, неисправности конденсаторов и их устранение

Рассмотрены возможные неисправности конденсаторов, способы проверки при помощи подручных средств и приборов. Как показывает практика ремонта за последние годы, наибольшее число отказов аппаратуры происходит по вине электролитических конденсаторов. При этом наблюдается снижение числа отказов по вине других компонентов.

Здесь будут перечислены основные виды неисправностей конденсаторов, и способы их выявления. Считается, что основными видами неисправностей конденсаторов являются пробой и обрыв, на самом деле их больше.

Обрыв электролитического конденсатора, снижение емкости

Обрыв характеризуется отсутствием емкости. Если номинальная емкость конденсатора (та, которая должна быть) ниже 20 мкФ, то единственным способом проверки будет измерение емкости. На этот случай желательно иметь мультиметр с функцией измерения емкости. Обычно такие мультиметры способны измерять емкость до 20 мкФ.

Пример мультиметра с измерением емкости из разряда «бюджетной цены» — DT9206A, но есть и масса других. Здесь все ясно, -измеряем емкость, прибором и делаем выводы:

Если емкости нет — конденсатор неисправен, — только выбросить. Если емкость понижена — конденсатор неисправен, и использовать его можно, но не желательно, потому что емкость может и еще снизиться.

Проверить наличие емкости электролитического конденсатора с номинальной емкостью более 20 мкФ в принципе можно с помощью любого мультиметра, на режиме измерения сопротивления. Выбираем предел измерения «200 кОм», сначала замыкаем выводы конденсатора чтобы снять возможно имеющийся в нем заряд, затем размыкаем выводы и подключаем к ним щупы мультиметра. На дисплее появится некоторая величина сопротивления, которая будет расти тем быстрее, чем меньше емкость

конденсатора, и через некоторое время достигнет «бесконечности». Это происходит потому что, в процессе зарядки емкости конденсатора ток через конденсатор снижается, а сопротивление, которое мультиметр определяет по функции обратной току, соответственно, растет. У полностью заряженного конденсатора сопротивление будет стремиться к бесконечности.

Если все именно так и происходит, значит, емкость у конденсатора имеется. Если же сразу «бесконечность» — увы, у конденсатора обрыв, и его можно только выкинуть. Измерить емкость электролитического конденсатора при помощи омметра в принципе то же можно.

Но весьма необычным способом. Кроме мультиметра для этого потребуется секундомер, лист бумаги, карандаш и большая кучка заведомо исправных конденсаторов разных емкостей.

Нужно расположить эти конденсаторы в порядке возрастания емкости и измеряя их сопротивление омметром, как написано выше, замерять секундомером сколько времени у каждого из них уходит от начала измерения до «бесконечности» сопротивления. Затем, эти данные записать в виде таблицы. При этом, не забыв указать на каком пределе измерения сопротивления данные были получены.

Теперь, чтобы определить емкость электролитического конденсатора, нужно измеряя его сопротивление мультиметром, определить секундомером сколько уйдет времени на достижение «бесконечности». А затем по этой таблице определить примерно емкость. Не забывайте перед каждым измерением разряжать конденсатор, временно замыкая его выводы.

Данный способ годится только для электролитических конденсаторов номинальной емкостью более 20 мкФ. У конденсаторов меньшей емкости процесс нарастания сопротивления до «бесконечности» будет происходить слишком быстро, — вы его просто не заметите.

Пробой электролитического конденсатора

Практически, пробой это замыкание внутри конденсатора. Классический пробой легко определяется омметром, потому что прибор либо показывает ноль сопротивления, либо некоторое небольшое сопротивление, которое не увеличивается или немного увеличивается, но не достигает «бесконечности».

Пробой можно определить и без приборов по внешнему виду конденсатора. Дело в том, что при пробое электролитического конденсатора внутри него электролит вскипает и выделяется газ. На верхушке корпуса современных электролитических конденсаторов есть крестообразные насечки, которые при избытке давления внутри конденсатора раскрываются, выбухают.

Внешне это очень заметно, особенно на фоне рядом находящихся исправных конденсаторов.

Впрочем, бывает, что пробой происходит как-то мягко, и «голову» конденсатору не разрывает. В любом случае — разрыв или выбухание насечек говорит о непригодности конденсатора, и его необходимо заменить.

Снижение максимального допустимого напряжения

Есть интересная неисправность конденсатора, при которой с ним происходит обратимый пробой, наступающий при превышении определенного напряжения на его обкладках. Обычно, максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора указано в его маркировке.

Но есть такая неисправность, при которой величина максимально допустимого напряжения снижается. При этом, конденсатор может казаться вполне исправным, -измеритель емкости покажет правильный результат, а сопротивление в заряженном состоянии будет «бесконечным». Но в схеме конденсатор ведет себя так, как будто он пробит.

Здесь дело именно в том, что понизилось максимально допустимое напряжение на обкладках конденсатора. И теперь конденсатор пробивает при значительно более низком напряжении. Но пробой этот обратимый, и при проверке омметром на напряжении ниже напряжения, вызывающего пробой, конденсатор кажется исправным.

Для проверки конденсатора на максимальное напряжение нужен лабораторный источник постоянного тока. Установите на его клеммах минимальное напряжение, подключите к ним испытуемый конденсатор (соблюдая полярность), и плавно увеличивайте напряжение до величины, немного ниже указанной на корпусе конденсатора.

Например, есть конденсатор, у которого на корпусе написано «40V», это значит, что пробоя при напряжении от нуля до 40V быть не должно. И вот выясняется, что уже при напряжении 25V у этого конденсатора начался пробой со всеми признаками, — увеличение тока, нагрев, вскипание… даже возможен переход лабораторного блока питания в режим защиты от короткого замыкания.

Все это говорит о том, что конденсатор не пригоден, потому что даже если вы планируете его использовать в цепи, где напряжение не более 25V, нет никакой гарантии, что его напряжение пробоя не опустится в любой момент еще ниже. Такой конденсатор будет вести себя нестабильно, — лучше его не паять в схему.

Увеличение внутреннего сопротивления конденсатора

Физически это выглядит так, как будто последовательно конденсатору подключили резистор. При увеличении данного параметра снижается пиковый ток через конденсатор при его заряде или разряде, вносится задержка в цепи, где этот конденсатор работает.

Данный параметр называется ЭПС (эквивалентное последовательное сопротивление) или в английской аббревиатуре — ESR. Для определения эквивалентного последовательного сопротивления нужен специальный прибор — измеритель ESR.

Андреев С.

Неисправности и проверка конденсаторов — IGRO-SERVICE

Методы проверки конденсаторов.

Наиболее встречающийся метод маркировки конденсатора — это прямая маркировка. Наиболее часто используются конденсаторы с маркировкой «PF», «MF». Однако, в некоторых малоемкостных конденсаторах используется численная маркировка (как правило, трехзначная), первое и второе число — значащие цифры, 3-я цифра —показатель степени 10. Например, 343 =34000PF.

1.Проверка конденсаторов постоянной емкости.

А. Конденсатор 10 PF и менее. Так как емкость конденсатора 10 PF слишком мала, то при проверке мультиметр может лишь определить наличие утечки, короткое замыкание или пробой. Во время проверки выберите мультиметр Rx10k, подключите произвольно 2 клеммы к емкостным выводам, численное значение сопротивления должно быть бесконечно большой величиной. Если при измерении сопротивления стрелка прибора клониться вправо (к нулю), то произошла утечка или внутренний пробив.

В. Конденсатор 10 PF — 1000 MF. Выберите Rx1k мультиметр. Значение β обоих транзисторов более 100, если подобрать кремниевый транзистор модели 3DG6, то он образовывает комбинированную трубу. Красная и черная клеммы мультиметра подключаются соответственно к эмиттеру e и коллектору c. Так как комбинированный транзистор играет роль усилителя, то измеряемый процесс заряда-разряда конденсатора подвергается усилению, амплитуда колебаний стрелки мультиметра увеличивается. Важно обратить внимание на то, что при проверке (в особенности малоемкостных) конденсаторов нужно несколько раз проверить связь с контактами конденсатора a b, только тогда стрелка мультиметра будет иметь правильную амплитуду.

С. Для проверки конденсаторов более 1000 MF можно воспользоваться мультиметром Rx10k, проверьте, имеет ли конденсатор заряд, короткое замыкание или утечку. На основании амплитуды колебания стрелки мультиметра вправо можно определить емкость конденсатора.

2.Проверка электролитического конденсатора.

А. Сопротивление утечки полярных конденсаторов обычно составляет не менее 100 килоом. Для более качественных полярных конденсаторов это значение не менее 1 Мегаом. При проверке таких конденсаторов омметром следует сначала разрядить конденсатор, замкнув выводы накоротко.

В. Далее необходимо установить предел измерения сопротивления не ниже 100 килоом. Для упомянутых выше конденсаторов это будет предел 200k (200.000 Ом). Далее соблюдая полярность подключения щупов, измеряют сопротивление утечки конденсатора. Так как электролитические конденсаторы имеют довольно высокую емкость, то при проверке конденсатор начнёт заряжаться. Этот процесс занимает несколько секунд, в течение которых сопротивление на цифровом дисплее будет расти, и будет расти до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Если значение измеряемого сопротивления перевалило за 100 килоом, то в большинстве случаев можно с достаточной уверенностью судить об исправности конденсатора.

С. Ранее, когда среди радиолюбителей были распространены стрелочные омметры, проверка конденсаторов проводилась аналогичным образом. При этом конденсатор заряжался от батареи омметра и сопротивление, показываемое стрелочным прибором росло, в конечном итоге достигая значения сопротивления утечки.

D. По скорости отклонения стрелки измерительного прибора от нуля и до конечного значения оценивается емкость электролитического конденсатора. Чем дольше проходила зарядка (дольше отклонялась стрелка прибора), тем, соответственно, была больше ёмкость конденсатора. Для конденсаторов с небольшой ёмкостью (1 — 100 мкф) стрелка измерительного прибора отклонялась достаточно быстро, что свидетельствовало о небольшой ёмкости конденсатора, а вот при проверке конденсаторов с большой ёмкостью (1000 мкф и более), стрелка отклонялась значительно медленнее.

E. Проверка конденсаторов с помощью омметра является косвенным методом. Более точную и правдивую оценку об исправности конденсатора и его параметрах позволяет получить мультиметр с возможностью измерения ёмкости конденсатора.

При проверке электролитических конденсаторов необходимо перед проведением измерения ёмкости полностью разрядить проверяемый конденсатор. Особенно этого правила стоит придерживаться при проверке полярных конденсаторов, имеющих большую ёмкость и высокое рабочее напряжение. Если этого не сделать, то можно испортить измерительный прибор.

Например, часто приходиться проверять исправность конденсаторов, которые играют роль фильтрующих и применяются в импульсных блоках питания. Их ёмкость и рабочее напряжение достаточно велики и при неполном разряде могут привести к порче измерительного прибора.

Поэтому такие конденсаторы перед проверкой следует разрядить, закоротив выводы накоротко (для низковольтных конденсаторов с малой ёмкостью), либо подсоединив к выводам резистор, сопротивлением 5–10 килоом (для высоковольтных конденсаторов). При проведении данной операции не стоит касаться руками выводов конденсатора, иначе можно получить неприятный удар током при разряде обкладок. При закорачивании выводов заряженного электролитического конденсатора проскакивает искра. Чтобы исключить появление искры, выводы высоковольтных конденсаторов

Как можно проверить электрический конденсатор электролит на пригодность мультиметром.

Простые модели мультиметров, такие как DT830 (наиболее распространенные в быту, имеющие малую стоимость) не содержат в себе специальной функции для измерения  электрических конденсаторов. Хотя проверку можно сделать косвенным образом, и это достаточно просто. К сожалению, величину емкости мы при этом не увидим, только сможем оценить ее наличие, а также целостность компонента – пробит или нет. При ремонте схем вовсе не обязательно измерять величину емкости конденсатора. А вот состояние – пробит или цел, это да. Хотя и емкость можно приблизительно оценить с помощью обычного мультиметра, хотя у электролитических конденсаторов от 0,1 и более микрофарад.

Итак, основными неисправностями конденсаторов, которые чаще всего можно встретить, можно считать его пробой (когда он закорочен внутри и становится обычным проводником) и значительная потеря емкости (это в большей степени относится к электролитическим конденсаторам). Реже, но также иногда бывают случаи большой утечки. То есть, это когда конденсатор не полностью пробит, но при этом имеет пониженное внутреннее сопротивление, через которое накопленный на нем электрический заряд достаточно быстро сходит на ноль. И эта утечка заряда происходит именно внутри самого конденсатора.

Теперь о том, как именно конденсаторы проверять мультиметром. Итак, выставляем на электронном тестере измерение сопротивления на пределе 200 Ом. Далее прикасаемся щупами измерителя к выводам конденсатора. Конденсаторы емкостью до 0,1 мкф не должны ничего показывать при этом. То есть их сопротивление должно быть бесконечно большим. Конденсаторы где-то от 0,1 мкф при начальном прикосновении к ним щупами, уже кратковременно могут показать некоторые изменения на экране тестера. То есть, когда конденсатор полностью разряжен в начальный момент через него начинает проходить ток, идущий от мультиметра, и на момент заряда тестер попытается показать какое-то сопротивление. И чем больше емкость компонента, тем длительнее будет это показание тестера. Причем это значение будет плавно меняться с меньшего на большее.

Именно по этому плавному изменению показаний в момент начального измерения конденсатора мы можем судить о величине емкости элемента. К примеру, у конденсатора с емкостью 10 мкф длительность показаний будет длится около 1 секунды. Я такие электролитические конденсаторы привык проверять не через сопротивление на мультиметре, а через звуковую прозвонку (просто эта прозвонка имеется не на всех простых электронных тестерах). По звуку для меня как-то проще это делать. Допустим, ставлю на мультиметре эту звуковую функцию. Далее беру конденсатор (этот звук можно распознать у емкостей от 0,1 и выше, поскольку у меньших емкостей слишком малая длительность) и подсоединяю к щупам тестера. В самый начальный момент будет слышен писк. Чем больше емкость конденсатора, тем длиннее по времени он будет звучать. У конденсатора уже с емкостью в 1000 мкф длительность звука будет около 3 сек, примерно.

У пробитого конденсатора малое сопротивление измерительный прибор будет показывать постоянно, или пищать без перерыва. Стоит учесть, что у емкостей около 10 000 мкф пищать, показывать сопротивление тестер может несколько секунд, так что учитывайте емкость и старайтесь выжидать соответствующее время. Чтобы заведомо хороший компонент не забраковать по ошибке. Величину пробивного напряжения конденсатора увы не измерить, нужно основываться на том, что пишут на самом корпусе конденсатора. Также, как я уже сказал выше, ток чрезмерной утечки конденсатора будет проблематично оценить. В таких случаях если ваше подозрение все же пало не определенный компонент, в нашем случае конденсатор, то его просто нужно заменить на заведомо хороший, годный. После чего проверять схему на работоспособность.

Естественно, если вы на схеме обнаружили деформированный конденсатор (да и как любой другой компонент) его обязательно нужно заменить. Даже если конденсатор немного вздулся, на нем появилась небольшая вмятина. Это явные признаки потенциально бракованных частей схемы, подлежащие замене. Чаще всего приходится сталкиваться с заменой именно электролитических конденсаторов, поскольку они имеют тенденцию со временем высыхать, в результате чего у них сильно уменьшается емкость. И именно в этих случаях уже пригодится более качественный мультиметр, позволяющий проверять величину имеющейся емкости конденсатора. Если после измерения она окажется значительно меньше той, что указана на корпусе конденсатора, его нужно заменить. Пленочные конденсаторы такой проблемы не имеют, они выходят из строя значительно реже. Так что учтите эти моменты, когда будете иметь дело с проверкой конденсаторов на их пригодность.

Видео по этой теме:

P.S. Ну, те кто занимается электроникой, наверняка у себя в запасе имеют различные конденсаторы, которыми быстро можно заменить подозрительный или явно неисправный (если его корпус в достаточной степени деформирован). Ведь бывают случаи, когда простым мультиметром сложно оценить нормальную работоспособность конденсатора. Он при измерении может показывать, что рабочий, не пробит, а в самой схеме является причиной неисправности, поломки. Ведь его неработоспособность может проявиться только при подачи на него достаточного напряжения. Так что учтите этот момент.

Как измерить электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы часто используются, потому что они обеспечивают относительно большие значения емкости в физически небольшом корпусе. Компактная упаковка возможна, потому что в них используется тонкий диэлектрический слой в сочетании с процессом травления или спекания, что значительно увеличивает площадь пластин и связанную с ними емкость.

Большинство конденсаторов имеют две токопроводящие пластины, разделенные диэлектрическим слоем. (В редких случаях конденсаторы состоят из трех или более пластин, а также существует такое понятие, как собственная емкость.) Емкость — это неотъемлемая характеристика устройства, электронного оборудования или системы связи или распределения энергии. Емкость обычно не меняется, за исключением варактора, переменного конденсатора или вследствие старения или отказа компонентов. В частности, в отличие от емкостного реактивного сопротивления, которое зависит от частоты, емкость постоянна безотносительно к электрической среде.

Конденсаторы

производятся с соответствующими допусками и имеют маркировку или цветовую кодировку с указанием емкости и рабочего напряжения.Однако поучительно посмотреть на уравнение:

C = ε _r ε ₀ A / d

где C — емкость в фарадах; A — площадь перекрытия двух пластин в квадратных метрах; ε _r — диэлектрическая проницаемость материала между пластинами, безразмерная; ε ₀ — электрическая постоянная, фарад / метр; d — расстояние между пластинами в метрах.

Как видите, определяющими показателями являются площадь пластины, расстояние между пластинами и диэлектрическая проницаемость материала, составляющего диэлектрический слой между пластинами.Этот материал — не просто изолятор, предохраняющий пластины от короткого замыкания. Кроме того, он поддерживает близкое расстояние между пластинами, а также является средой, удерживающей электрический заряд, который составляет сущность емкости.

Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора с нетвердым электролитом, как описано в Википедии.

Электролитический конденсатор сложнее других типов. Внутренняя пластина и диэлектрическая структура ad hoc делают возможной гораздо более высокую емкость в относительно небольшом корпусе.Вместо простого расположения двух параллельных пластин и диэлектрической ленты, обернутой в цилиндр, снабженный осевыми выводами, электролитик не имеет диэлектрического слоя до тех пор, пока не будет приложено формирующее напряжение, после чего он создается в электрохимическом процессе. Этот диэлектрический слой намного тоньше, чем это возможно при использовании традиционных технологий производства, что позволяет использовать емкости в диапазоне высоких микрофарад.

Электролитические конденсаторы существуют во множестве разновидностей, в основном электролитические алюминиевые, танталовые и ниобиевые.Каждый из них доступен в твердой или нетвердой конфигурации. Нетвердый тип используется почти исключительно в невоенных приложениях из-за его умеренной стоимости.

В обычных алюминиевых электролитических конденсаторах в качестве анода используется протравленная алюминиевая фольга. Образующийся диэлектрический слой представляет собой оксид алюминия. Целью травления является создание шероховатой поверхности с большей площадью поверхности, что приводит к увеличению площади пластины и, как следствие, более высокой емкости. Как правило, увеличение емкости электролитического конденсатора двоякое: большая площадь пластины, созданная спеканием или травлением, и более тонкий диэлектрический слой.

Отличительным качеством танталовых конденсаторов является их небольшой размер и вес в сочетании с исключительно высокой емкостью. Как и другие электролиты, танталовый конденсатор изготавливается путем приложения формирующего напряжения к аноду. Танталовые конденсаторы с твердым электролитом появились в 1950-х годах, когда транзисторы стали доминировать практически во всем электронном оборудовании. Танталовый конденсатор хорошо подходил для этих целей из-за своего небольшого размера и высокой емкости, но проблема возникла, когда цена на металлический тантал резко возросла в 2000 году.Промышленность ответила разработкой ниобиевого электролитического конденсатора, в котором использовался электролит из диоксида марганца.

Япония в 1980-х годах была ареной важного развития нетвердых электролитических конденсаторов, внедрения электролита на водной основе для алюминиевых электролитических конденсаторов. Это улучшение позволило получить более проводящий электролит. К сожалению, рынок наводнили некачественные пиратские устройства, и было много случаев взрыва конденсаторов блоков питания в компьютерах и других местах.

Большинство электролитических конденсаторов являются поляризованными устройствами, что означает, что они не допускают обратной полярности. Напряжение на аноде должно быть положительным по отношению к катоду. Твердотельные танталовые конденсаторы могут выдерживать обратную поляризацию в течение короткого времени, но только при небольшом проценте от номинального напряжения.

Некоторые электролитические конденсаторы предназначены для биполярной работы. Эти конденсаторы состоят из двух анодных пластин, соединенных с обратной полярностью.В последовательных частях цикла переменного тока один оксид действует как блокирующий диэлектрик. Он предотвращает разрушение противоположного электролита обратным током.

Одним из особых качеств электролитического конденсатора является тот факт, что электролит также служит катодом. Этот электролит точно соответствует шероховатой поверхности анода. Он разделен только очень тонким диэлектрическим слоем, что обеспечивает высокую емкость в относительно небольшом корпусе.

Следует подчеркнуть, что при работе с электронным оборудованием, содержащим один или несколько электролитических конденсаторов, необходимо позаботиться о том, чтобы должным образом разрядить устройство (а) перед тем, как прикасаться к какой-либо части схемы. Это связано с тем, что электролитические конденсаторы часто сохраняют потенциально смертельное напряжение еще долгое время после отключения оборудования. Отключение устройства с помощью отвертки не является хорошей практикой по ряду причин, включая тот факт, что внезапный сильноточный разряд может пробить диэлектрический слой, разрушив компонент.

Предпочтительный метод разряда — использование силового резистора с низким сопротивлением, снабженного изолированными зажимами типа «крокодил». При выполнении такого рода работ рекомендуется надевать высоковольтные перчатки для коммунальных служб (их можно приобрести на Amazon.com примерно за 40 долларов) в качестве дополнительной защиты.

Электролитические конденсаторы хорошо работают, когда требуются высокая емкость и рабочее напряжение на уровне электросети. Они часто находят применение в цепях питания, и когда источник питания выходит из строя, обычно виноват электролитический конденсатор.К счастью, электролитические пробки легко диагностировать. Всякий раз, когда обнаруживается, что электролитический конденсатор протекает или вздувается, неисправность неизбежна, если она еще не произошла.

Электролитические конденсаторы могут выйти из строя по одной из двух основных причин: обрыв или короткое замыкание. В электролите, который вышел из строя, емкость уменьшается до небольшого значения из-за высыхания электролита. Короткое замыкание электролита приведет к перегоранию предохранителя блока питания, если он есть в оборудовании.

Кроме того, электролитические колпачки известны тем, что с течением времени развивают последовательное сопротивление, особенно при длительной работе при высокой температуре.Это сопротивление называется ESR, что означает эффективное последовательное сопротивление. Сложно проверить высокое СОЭ на простом оборудовании. В источнике питания высокое ESR будет проявляться в виде более сильной пульсации, хотя конденсатор будет хорошо тестировать с использованием простого оборудования.

Существует два основных способа проверки конденсаторов: с помощью измерителя LCR или с помощью цифрового вольтметра.

Многие измерители LCR подают выходной сигнал источника сигнала через истоковый резистор на неизвестное устройство Z _X и резистор диапазона R _r .Усилитель заставляет тот же ток, который течет через неизвестное устройство, течет через R _r , приводя соединение неизвестного устройства и R _r к 0 В. Напряжения V ₁ и V ₂ через
неизвестное устройства и через R _r R соответственно подключены к селекторному переключателю. Выход коммутатора подключен к дифференциальному усилителю. Действительная и мнимая составляющие сигналов напряжения и тока получаются путем умножения
этих напряжений на прямоугольную волну, когерентную со стимулом (в фазовом детекторе).Это дает выходной сигнал, пропорциональный
синфазной или квадратурной составляющей напряжения. Выходной сигнал поступает на аналого-цифровой преобразователь с двойным наклоном, который считывает MCU. Комплексное отношение напряжения к току равно комплексному импедансу
. Другие параметры, такие как L и C, вычисляются математически из скорректированного значения импеданса
.

Измеритель LCR применяет к конденсатору возбуждение синусоидальной волной некоторой выбираемой частоты, затем измеряет напряжение на конденсаторе и ток через него.По ним можно рассчитать емкость. Настольные измерители LCR могут иметь специальные настройки, такие как напряжение смещения постоянного тока, ток смещения постоянного тока и возможность изменять частоту, на которой происходят измерения. Электролитические колпачки необходимо проверять с той частотой, которую они увидят в конечном приложении. Это потому, что их емкость несколько зависит от частоты. Обычные частоты измерения LCR: 50/60 Гц, 120 Гц, 1 кГц, 100 кГц и 1 МГц. Большинство измерителей LCR сегодня используют тестовый сигнал переменного тока в диапазоне частот от 10 Гц до 2 МГц.

Измерители

LCR также могут быть настроены для подачи различных уровней сигнала на тестируемую крышку. Это полезно, потому что электролитические конденсаторы следует испытывать при том напряжении, которое они увидят при фактическом использовании. Поскольку электролитические вещества часто находят применение в цепях питания, подаваемое напряжение может быть порядка сотен вольт.

Цифровые мультиметры

можно использовать для проверки электролитических крышек, если измеритель LCR недоступен. Некоторые DM имеют настройки для измерения емкости. При настройке измерения емкости цифровой мультиметр использует концепцию постоянной времени RC для измерения емкости.Измеритель подает известный ток через известное сопротивление к конденсатору и измеряет, сколько времени требуется для повышения напряжения на конденсаторе. Затем измеритель находит C из отношения постоянной времени.

Однако следует отметить, что измерение емкости DVM происходит на одной частоте, которая не обязательно является частотой, на которой конденсатор будет работать. А измерение емкости DVM не будет проводиться при относительно высоких напряжениях, которые обычно наблюдаются на электролитических конденсаторах.

Также можно проверить электролитические колпачки с помощью цифрового вольтметра, в котором отсутствует настройка измерения емкости. В этой процедуре для определения емкости используется тот же метод расчета постоянной времени RC , что и в счетчиках, содержащих настройку емкости. Разница в том, что оператор производит измерение и вычисляет вручную.

Одним из преимуществ ручного тестирования крышек таким способом является то, что измерения можно настроить на высокое напряжение, которое конденсатор будет видеть в реальной жизни.Но будьте осторожны: при высоковольтных испытаниях оператор находится в непосредственной близости от источника высокого напряжения и его выходных клемм. Так что осторожность необходима.

Входное сопротивление DVM обычно находится в диапазоне 10 МОм. Для тестирования крышек лучше всего использовать регулируемый блок питания. Если он установлен на 400 В, DVM будет установлен на диапазон 500 В. (Напомним, что сопротивление цифрового вольтметра изменяется в зависимости от настройки переключателя диапазонов. Измеритель всегда должен быть настроен на диапазон, превышающий напряжение источника питания, поэтому, если конденсатор полностью замкнут, счетчик не будет поврежден.)

Тестируемый конденсатор подключается от положительного выхода источника питания к положительному выводу цифрового мультиметра (соблюдайте маркировку полярности на крышке). Отрицательные клеммы источника питания и DVM подключаются напрямую друг к другу. Затем подключите резистор 220 кОм 2 Вт параллельно измерителю, установив измеритель на правильный диапазон, как описано выше. Включите блок питания. Измеритель на короткое время покажет высокое напряжение, но показания быстро упадут до нуля.

Время возврата к нулю составляет около восьми постоянных времени.Одна постоянная времени в секундах равна R в омах, умноженным на C в фарадах. Если вы используете измеритель с входным сопротивлением 10 МОм и проверяете конденсатор 0,1 мкФ, постоянная времени составляет одну секунду. Если конденсатор исправен, счетчик должен показывать ноль через восемь секунд.

Если вы проверяете электролитический конденсатор, рассчитайте постоянную времени, умножив 220 кОм на емкость в фарадах.

Если крышка полностью закорочена, измеритель считывает выходное напряжение источника питания и остается на нем.Более вероятный исход — негерметичная крышка. В этом случае счетчик будет резко подниматься вверх и падать обратно, но не полностью до нуля. Используя измеритель 10 МОм, ток утечки в микроамперах определяется как I = V / 10.

Если измеритель не достигает высоких значений, это означает, что либо конденсатор открыт, либо емкость слишком мала, чтобы вызвать заметный всплеск. Колпачки в диапазоне от 0,01 до 0,0025 мкФ являются самыми маленькими, которые дают всплеск в зависимости от скорости срабатывания измерителя.

Если в этом режиме тестирования конденсатор становится немного теплым, значит он теплый снаружи и горячий внутри.Тепло исходит от тока утечки конденсатора. Если в этих условиях ток утечки достаточен для нагрева конденсатора, вероятно, неисправен конденсатор. Лучше не использовать конденсатор с такой утечкой.

Огромные неполяризованные алюминиевые электролитические конденсаторы с металлической пленкой используются для коррекции коэффициента мощности, когда ток отстает от напряжения из-за увеличения количества нелинейных нагрузок. Поскольку нагрузки обычно включаются и выключаются по мере необходимости, часто коэффициент мощности может изменяться.Это особенно актуально для большого объекта, где присутствует множество мощных несинхронных двигателей, большое количество мощных люминесцентных ламп и интенсивная обработка данных. Это основание для автоматической коррекции коэффициента мощности. Он состоит из батареи конденсаторов, которые могут индивидуально переключаться с помощью контакторов. Регулятор контролирует как коэффициент мощности, так и общую подключенную нагрузку, и подключает конденсаторы к сети по мере необходимости, чтобы поддерживать коэффициент мощности выше заданного уровня.

Другое применение электролитических конденсаторов — сглаживание на входе и выходе, если интересующей формой волны является сильный сигнал постоянного тока со слабой составляющей переменного тока.Но следует подчеркнуть, что некоторые электролитические конденсаторы не подходят для высокочастотных цепей из-за мощности, рассеиваемой на паразитном внутреннем сопротивлении, известном как эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Электролитические конденсаторы
также широко используются в качестве фильтров в высококачественном аудиооборудовании для уменьшения 60-тактного гула от электросети.

Интересной особенностью электролитических конденсаторов является то, что они могут иметь ограниченный срок хранения, часто всего несколько месяцев.При отключении от цепи оксидный слой разрушается. Хорошая новость заключается в том, что его можно восстановить, подав на конденсатор стабильное, медленно увеличивающееся постоянное напряжение.

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC | Руководство по решению

Руководства по решениям

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC Обзор

В электронных устройствах используются несколько конденсаторов. Алюминиевые и танталовые электролитические конденсаторы используются в приложениях, требующих большой емкости, но миниатюризировать и уменьшить профиль этих продуктов сложно, и они имеют значительные проблемы с самонагревом из-за пульсаций тока.

Однако, благодаря достижениям в области большой емкости MLCC в последние годы, стало возможным заменить различные типы конденсаторов, используемых в цепях питания, на MLCC.

Переход на MLCC обеспечивает различные преимущества, такие как небольшой размер благодаря миниатюрному и низкопрофильному форм-фактору, контроль пульсации, повышенная надежность и длительный срок службы. Однако функция MLCC с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением) может иметь неблагоприятные последствия, которые могут привести к аномальным колебаниям и антирезонансу, поэтому требуется осторожность.

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

Краткое руководство по замене электролитических конденсаторов на MLCC

Почему электролитические конденсаторы сейчас заменяются на MLCC?

Замена электролитического конденсатора возможна сегодня из-за большой емкости MLCC

Рисунок 1: Полоса частот, используемая различными конденсаторами, и диапазон емкости

Наряду с растущей высокой степенью интеграции основных компонентов LSI и IC в электронных устройствах, наблюдается тенденция к снижению напряжения в источниках питания, которые питают эти компоненты.Кроме того, потребление энергии также увеличилось с развитием многофункциональности, и тенденция к использованию сильноточного тока продолжается. Чтобы поддержать тенденцию к низкому напряжению и сильному току, источники питания электронных устройств перешли с преобразователей промежуточной шины на распределенные системы питания, в которых несколько миниатюрных преобразователей постоянного тока в постоянный (преобразователи POL) размещаются рядом с нагрузками LSI и IC.

В преобразователе POL несколько конденсаторов подключены снаружи.Раньше алюминиевые и танталовые конденсаторы использовались, в частности, из-за необходимости большой емкости выходных сглаживающих конденсаторов.
Однако, трудность миниатюризации этих электролитических конденсаторов является препятствием для уменьшения площади схемы. Кроме того, они обладают значительными проблемами с самонагревом из-за пульсаций тока.

MLCC, используемые во многих электронных устройствах, представляют собой конденсаторы с превосходными характеристиками, но их емкость сравнительно мала, и они используются в основном в фильтрах и высокочастотных цепях.Однако в с достижениями в технологии утонения и многослойности диэлектрических материалов MLCC в последние годы были разработаны MLCC с большой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ, что позволяет заменять электролитические конденсаторы.

Меры предосторожности при использовании различных конденсаторов

Основные характеристики и меры предосторожности при использовании MLCC, алюминиевых электролитических конденсаторов и танталовых электролитических конденсаторов указаны ниже.Важно понимать эти меры предосторожности при использовании, а также достоинства и недостатки этих конденсаторов при их замене на MLCC.
Хотя MLCC большой емкости позволяют заменять электролитические конденсаторы, важно отметить их недостаток, который заключается в большой скорости изменения емкости из-за температуры и смещения постоянного тока. Кроме того, слишком низкое значение ESR имеет неблагоприятные последствия и может привести к аномальным колебаниям в цепях питания.
»Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора для преобразователя постоянного тока в постоянный?
»Вопрос: какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

	MLCC	Конденсатор электролитический танталовый	Алюминиевый электролитический конденсатор
Основные характеристики	Миниатюрный, низкопрофильный Высокая надежность, длительный срок службы Low ESR (эквивалентное последовательное сопротивление) Без полярности	Большая емкость Превосходные характеристики смещения постоянного тока	Большая емкость Недорого
Меры предосторожности при использовании	Большое изменение емкости из-за температуры и смещения постоянного тока (приложен постоянный ток) Низкое ESR является преимуществом, но также может вызывать аномальные колебания в цепях питания	Сравнительно высокое ESR, значительное самонагревание из-за пульсаций тока Низкое номинальное напряжение	Большой форм-фактор Короткий срок службы в высокотемпературных средах Высокое ESR, значительное самонагревание из-за пульсаций тока

Электролитические конденсаторы большой емкости, которые имеют тенденцию к короткому сроку службы из-за значительного самонагрева

Рисунок 2: Сравнительный пример самонагрева конденсатора из-за пульсаций токов
(частота: 100 кГц)

ESR конденсатора изменяется в зависимости от частоты.
Если ESR конденсатора настроен на определенную частоту как «R», а ток пульсации установлен как «I», «RI ² » становится тепловыми потерями мощности, и конденсатор самонагревается.

В то время как большая емкость достигается с помощью электролитического конденсатора, значительное тепло выделяется из-за тока пульсации и высокого ESR , что является слабым местом электролитических конденсаторов.

Верхний предел тока пульсаций, который допускает конденсатор, называется «допустимым током пульсаций».Срок службы конденсатора уменьшится, когда использование превысит допустимый пульсирующий ток.

Примечание: ESR и токи пульсации

Рисунок 3: ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)

Идеальный конденсатор должен обладать только емкостными свойствами, но на самом деле он также содержит компоненты резистора и индуктивности из-за электродов. Компонент резистора, не показанный в идеальном конденсаторе, называется «ESR (эквивалентное последовательное сопротивление)», а компонент индуктивности называется «ESL (эквивалентная последовательная индуктивность)».

Рисунок 4: Пульсации токов

DC (постоянный ток) — это когда ток течет в одном направлении, но в источниках питания постоянного тока в дополнение к постоянному току есть различные наложенные друг на друга компоненты переменного тока, которые добавляют к току пульсации. Например, постоянный ток, возникающий в результате выпрямления (двухполупериодного выпрямления) промышленного переменного тока, содержит пульсирующие токи пульсации с удвоенной продолжительностью цикла промышленного переменного тока.Кроме того, пульсирующий ток цикла переключения в импульсном преобразователе постоянного тока накладывается на напряжение постоянного тока. Это называется «пульсирующий ток».

Алюминиевые конденсаторы со сроком службы 10 лет

Алюминиевые электролитические конденсаторы широко используются в электронных устройствах, поскольку они обладают высокой емкостью и недороги, но из-за их ограниченного срока службы необходимо соблюдать осторожность. Типичный срок службы алюминиевого электролитического конденсатора составляет десять лет. Это связано с тем, что емкость уменьшается по мере высыхания раствора электролита (потеря емкости).

Количество потерянного раствора электролита зависит от температуры и точно соответствует «уравнению Аррениуса» кинетики химической реакции. Если температура использования увеличится на 10 ° C, срок службы сократится вдвое. Если температура использования снизится на 10 ° C, то срок службы будет удвоен, поэтому это также называется правилом «10 ° C двойного». По этой причине срок службы сокращается еще больше при использовании в условиях значительного самонагрева из-за пульсаций тока.

Высыхание раствора электролита также увеличивает СОЭ. Следует отметить, что пиковое значение пульсирующего напряжения не превышает номинальное напряжение (выдерживаемое напряжение), когда пульсирующее напряжение накладывается на напряжение постоянного тока. Конденсатор, используемый в цепи питания, имеет номинальное напряжение, в три раза превышающее входное напряжение.

Рисунок 5: Диапазон номинальных напряжений различных конденсаторов

Рисунок 6: Сравнение срока службы

Пример замены MLCC: понижающий преобразователь постоянного тока

Замена выходного конденсатора в понижающем преобразователе постоянного тока в постоянный

Тепловыделение конденсатора из-за ESR и пульсаций тока является преобладающей проблемой в выходных конденсаторах цепей питания.
На рисунке 7 показана основная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.

Выходные конденсаторы этого типа являются основной целью замены электролитических конденсаторов на MLCC в преобразователях постоянного тока в качестве решения проблемы самонагрева, уменьшения занимаемого пространства и повышения надежности.

Рисунок 7: Принципиальная схема преобразователя POL
(понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)

Примечание: Принципиальная схема преобразователя POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)

На рисунке 8 показана принципиальная схема миниатюрного понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный, который используется в качестве преобразователя POL во многих электронных устройствах.
Основная схема преобразователя выполнена в виде ИС, а конденсатор и катушка индуктивности прикреплены снаружи к печатной плате (также существуют изделия с внутренним присоединением).
Конденсатор, который идет перед ИС, называется «входным конденсатором (Cin)», а тот, который идет после, — «выходным конденсатором (Cout)». Помимо сбора электрического заряда и сглаживания выходного напряжения, выходной конденсатор в преобразователе постоянного тока играет роль заземления и устранения составляющей пульсаций переменного тока.

Сравнение характеристик выходного конденсатора понижающего преобразователя постоянного тока в постоянный

Выходные напряжения выходных конденсаторов понижающего преобразователя постоянного тока сравнивались с использованием оценочной платы следующего типа. Сравниваемые конденсаторы представляли собой типичный алюминиевый электролитический конденсатор, танталовый электролитический конденсатор, функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор и MLCC с емкостью 22 мкФ.

Рисунок 8: Сравнительная проверка выходного напряжения различных электролитических конденсаторов с MLCC (продукты 22 мкФ)

MLCC имеет небольшие токи пульсаций и небольшое самонагревание из-за низкого ESR

На основе ранее указанных условий было проведено сравнение выходного тока и выходного напряжения типичного алюминиевого электролитического конденсатора, танталового электролитического конденсатора, функционального полимерного алюминиевого электролитического конденсатора и MLCC с емкостью 22 мкФ.
ESR в порядке убывания размера: типичный алюминиевый электролитический конденсатор> танталовый электролитический конденсатор> функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор> MLCC. Пульсации напряжения, вызывающие самонагрев, следует по аналогичной схеме. Функциональный полимерный алюминиевый электролитический конденсатор использует проводящий полимер в качестве электролита и является типом, разработанным для низкого ESR. По сравнению с обычным алюминиевым электролитическим конденсатором пульсации напряжения значительно меньше, но форм-фактор немного больше, а цена высокая.

Рисунок 9: Результаты тестирования выходных характеристик (продукты 22 мкФ) различных типов электролитических конденсаторов с MLCC (характеристика B)

Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для каждого из них следующие.

Рисунок 10: Частотно-импедансные характеристики и частотные характеристики ESR для различных конденсаторов

По мере того, как ESR конденсатора становится ниже, пульсации напряжения можно поддерживать на меньшем уровне. Как показано на графике ниже, ESR MLCC составляет около нескольких ммОм, что очень мало.По этой причине MLCC демонстрирует оптимальную производительность в качестве замены электролитического конденсатора.

Рисунок 11: Зависимость между ESR и пульсациями напряжения (частота переключения 340 кГц)

Достоинства замены электролитического конденсатора в преобразователе постоянного тока в постоянный ток на MLCC

Замена электролитического конденсатора на MLCC дает различные преимущества, такие как контроль пульсаций, а также уменьшение площади печатной платы за счет миниатюрного и низкопрофильного форм-фактора, длительного срока службы и повышения надежности.

Контроль пульсации, высокая надежность, длительный срок службы

Самонагрев из-за токов пульсаций в конденсаторах с высоким ESR сокращает срок службы конденсатора.
ESR MLCC ниже, чем у электролитического конденсатора, на двузначные числа, а длительный срок службы повышает надежность.

Рисунок 12: Контроль пульсации

Миниатюризация

Переход на миниатюрные низкопрофильные MLCC позволяет уменьшить пространство на печатной плате.

Рисунок 13: Переход с алюминиевого электролитического конденсатора на MLCC

Вопрос: можно ли контролировать пульсации напряжения, увеличивая емкость электролитического конденсатора?

ESR электролитического конденсатора немного уменьшается при увеличении емкости. Однако контролировать пульсации за счет увеличения емкости принципиально сложно. Это связано с тем, что постоянная времени увеличивается вместе с увеличением емкости.
Скорость реакции на переходное явление, такое как процесс зарядки и разрядки конденсатора, может быть выражена как индекс постоянной времени, называемый (T). В RC-цепи, состоящей из сопротивления (R) и конденсатора (C), постоянная времени становится T = RC (R выражается в омах [Ω], емкость C выражается в фарадах [F]). Время, необходимое для зарядки и разрядки конденсатора, невелико, когда постоянная времени мала, и становится больше, когда постоянная времени увеличивается.
Постоянная времени становится чрезвычайно большой при использовании электролитического конденсатора с чрезмерно большой емкостью. В преобразователе постоянного тока с повторным переключением в течение короткого промежутка времени разряд не завершается в течение времени выключения, и заряд остается в электролитическом конденсаторе. В результате напряжение не снижается в достаточной степени, в форме сигнала напряжения возникают искажения, а выходной сигнал становится нестабильным, что не позволяет эффективно контролировать пульсации (рисунок 14).

Рисунок 14: Искажения формы волны алюминиевого электролитического конденсатора большой емкости

С другой стороны, у MLCC

нет такой проблемы из-за низкого ESR в широкой полосе частот, что позволяет лучше контролировать пульсации вместо электролитического конденсатора.

Рисунок 15: Импеданс и ESR электролитического конденсатора
и MLCC

Вопрос: почему возникают аномальные колебания, когда MLCC используется в качестве выходного конденсатора в преобразователе постоянного тока в постоянный?

Низкое ESR — это особенность MLCC, но оно настолько ниже по сравнению с алюминиевым электролитическим конденсатором, что, наоборот, выходное напряжение преобразователя постоянного тока становится нестабильным и вызывает колебания.
Как показано на рисунке справа, преобразователь постоянного тока сравнивает выходное напряжение с опорным напряжением, усиливает величину ошибки с помощью усилителя ошибки (усилителя ошибки) и выполняет отрицательную обратную связь для достижения постоянного и стабильного напряжения постоянного тока. . Однако отставание фазы сигнала происходит из-за катушки индуктивности (L) и конденсатора (C) сглаживающей цепи. Когда фазовая задержка приближается к 180 °, создается состояние положительной обратной связи, в результате чего она становится нестабильной и колеблется.

Рисунок 16: Цепь отрицательной обратной связи в преобразователе постоянного тока

Вопрос: какая фазовая компенсация используется для предотвращения аномальных колебаний?

Существует схема платы, используемая в качестве диаграммы, чтобы определить, будет ли отрицательная обратная связь работать стабильно.Горизонтальная ось графика — частота, а вертикальная ось — усиление и фаза.
Когда фазовая задержка из-за индуктивности (L) и конденсатора (C) приближается к 180 °, возникает положительная обратная связь, и выход становится нестабильным. Однако установка усиления на 1 или меньше (0 дБ или меньше), даже когда фазовая задержка составляет 180 °, сводит сигнал и может предотвратить колебания.
Подключите конденсатор и резистор рядом с усилителем ошибки, чтобы уменьшить фазовое отставание, и отрегулируйте его для его устранения. Это называется «фазовой компенсацией».Предыдущие разработки, в которых использовался алюминиевый электролитический конденсатор с высоким ESR в качестве выходного конденсатора, не имели этой проблемы. Однако у MLCC недостаточная компенсация, что вызывает аномальные колебания, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.

Рисунок 17: Схема платы (усиление и фазо-частотные характеристики)

Рисунок 18: Схема фазовой компенсации

Пример замены MLCC: разделительный конденсатор (байпасный конденсатор)

Замена разделительного конденсатора (байпасного конденсатора)

Ранее электролитические конденсаторы и MLCC подключались параллельно для развязки в аналоговой цепи, но с производством MLCC большой емкости происходит замена электролитических конденсаторов на MLCC.

В частности, большая емкость требуется для уменьшения импеданса из-за большого ESR в алюминиевом электролитическом конденсаторе. Однако MLCC не требует такой же емкости, как алюминиевый электролитический конденсатор, потому что низкий ESR является особенностью MLCC. Миниатюризация и низкий профиль MLCC также позволяют сократить пространство на печатной плате, а длительный срок службы и превосходная надежность также являются преимуществами замены.

Рисунок 19: Преобразователь POL (понижающий преобразователь постоянного тока в постоянный)
, основная цепь

Примечание: развязывающий конденсатор

Когда конденсатор подключен параллельно линии питания ИС, в линии питания возникает сопротивление, которое не показано на принципиальной схеме, что может изменить напряжение источника питания и вызвать неисправность или интерференцию между цепями. .

Конденсатор подключается параллельно для управления колебаниями напряжения при зарядке и разрядке. Кроме того, поскольку конденсатор пропускает переменный ток, он устраняет или направляет пульсирующий шум на землю. Это называется «развязывающим конденсатором» (также называемым «шунтирующим конденсатором»).

Рисунок 20. Роль развязывающего конденсатора

Для использования с развязкой идеальный конденсатор должен иметь низкий импеданс в широком диапазоне частот от низкого до высокого, но в действительности частотно-импедансные характеристики конденсатора имеют V-образную кривую.

Частота на впадине V-образной формы называется «саморезонирующей частотой» (SRF), и она действует как конденсатор в области ниже SRF. По этой причине конденсаторы с различными характеристиками обычно подключаются параллельно, чтобы перекрыть широкий диапазон частот в приложениях развязки.

Рисунок 21: Роль развязывающего конденсатора

Преимущества замены электролитического конденсатора на MLCC в преобразователе постоянного тока

Вопрос-примечание: Какое антирезонансное явление возникает, когда MLCC используется в качестве разделительного конденсатора?

Низкое ESR — это особенность MLCC, но это может иметь неблагоприятные последствия даже в приложениях с развязкой.Например, несколько MLCC подключены параллельно для развязки в ИС, работающей с большим током и низким напряжением. Конденсатор функционирует как конденсатор ниже полосы частот SRF (саморезонирующая частота) и как индуктор над SRF.

По этой причине, когда SRF двух MLCC близки друг к другу, между SRF индуктором и конденсатором создается параллельный резонансный контур LC, и они легко колеблются. Это явление называется «антирезонансным».Антирезонанс создает интенсивные пики импеданса, которые ослабляют эффект удаления шума на этой частоте. Это может стать причиной нестабильности напряжения источника питания и неисправности цепи.

Рисунок 22: Параллельные соединения MLCC для развязки и антирезонансная проблема

Руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

В этом разделе объясняется, как выбрать оптимальный MLCC для предполагаемого применения при замене электролитического конденсатора на MLCC.Пожалуйста, используйте его, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Меры предосторожности при выборе конденсаторов на основе характеристик

Внимание! Емкость материалов с высокой диэлектрической проницаемостью будет изменяться в зависимости от приложенного напряжения

MLCC — лучший конденсатор, но у него есть и недостатки. Емкость MLCC изменяется в зависимости от приложенного напряжения. Это называется «характеристикой смещения постоянного тока» при приложении постоянного напряжения. Изменения емкости (зависящие от смещения постоянного тока) редко наблюдаются при MLCC с низкой диэлектрической проницаемостью (тип 1), но появляются при MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью (тип 2).

Это вызвано внутренней поляризацией сегнетоэлектрика (BaTiO3 и т. Д.), Используемого в материале с высокой диэлектрической проницаемостью. По этой причине , пожалуйста, учитывайте диэлектрические характеристики, используемое напряжение и выдерживаемое напряжение при выборе, если он будет использоваться при подаче напряжения постоянного тока. Также существует тенденция к значительному уменьшению емкости в конденсаторах миниатюрных размеров. При выборе емкости необходимо также учитывать характеристики смещения постоянного тока.

Рисунок 23: Скорость изменения емкости
— Пример характеристики смещения постоянного тока (высокая диэлектрическая постоянная)

Рисунок 24: Влияние характеристики смещения постоянного тока (сравнение эффективной емкости при подаче напряжения 3,3 В)

Оптимальная линейка MLCC для замены электролитических конденсаторов

Щелкнув по различным параметрам ниже существующего заменяющего конденсатора, вы увидите рекомендуемый продукт MLCC.
* Обратите внимание, что представленная здесь информация не гарантирует совместимость продукта.
* Пожалуйста, примите решение после тщательного тестирования совместимости продукта.

Как выбрать оптимальный MLCC для замены электролитического конденсатора (PDF)

Вы можете просмотреть рекомендованные продукты на замену, просто щелкнув.

TDK предлагает обширную линейку MLCC для достижения успеха в замене алюминиевых и танталовых электролитических конденсаторов. Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Краткое руководство по замене электролитического конденсатора на MLCC

• В последние годы производство MLCC с высокой емкостью от нескольких десятков до более 100 мкФ сделало возможным замену танталовых и алюминиевых электролитических конденсаторов.
• Переход на MLCC в широком диапазоне потребительских и промышленных устройств развивается благодаря их высокому номинальному напряжению, превосходному контролю пульсаций, длительному сроку службы и высокой надежности.

* Слабым местом MLCC с высокой диэлектрической проницаемостью является уменьшение емкости из-за температуры или приложения постоянного напряжения (температурная характеристика, характеристика смещения постоянного тока).Кроме того, функция чрезвычайно низкого ESR может вызвать аномальные колебания и возникновение антирезонанса, поэтому при замене конденсаторов необходимо соблюдать осторожность.

* Пожалуйста, выберите правильный MLCC для вашего приложения, чтобы повысить надежность ваших продуктов.

Поддержка продукта

Инструменты технической поддержки

TDK бесплатно предоставляет следующие инструменты поддержки дизайна на нашем веб-сайте. Пожалуйста, используйте их для проектирования схем и мер противодействия ЭМС.

■ TVCL: модели электронных компонентов для симуляторов схем

Это имитационные модели для воспроизведения характеристик электронных компонентов TDK в симуляторах. Предлагаются S-параметр, модель эквивалентной схемы, SPICE-модель, а также библиотеки для различных симуляторов. Мы рекомендуем модель смещения постоянного тока, которая учитывает частоту и характеристики смещения постоянного тока, для проектирования схемы источника питания.

Rap о замене электролитических конденсаторов

Rap о замене электролитических конденсаторов

Стратегии ремонта или замены старых электролитических конденсаторов

ПРИМЕЧАНИЕ. ПОЖАЛУЙСТА: эта веб-страница предоставляет только информацию; ты несешь ответственность для уверенности в том, что ваш ремонт безопасен, и что все ремонтные работы проводятся с надлежащей безопасностью.Ламповое оборудование работает при высоком напряжении который может быть смертельным , и если вы не совсем уверены в своем возможность обеспечить вашу личную безопасность и безопасную эксплуатацию вашего отремонтированное оборудование пожалуйста, возьмите усилитель, радио или тестовое оборудование квалифицированному технику.

Что доступно для ремонта

К сожалению, сегодня выбор высоковольтных электролитических конденсаторов является как меньше и отличается от прошлого, так что, скорее всего, вы не найдете точной замены для электролитиков вашего оригинального оборудования.Для низковольтных приложений, например, катода байпасные конденсаторы, большинство винтажных типов имеют осевую конфигурацию, которая встречается реже сегодня, но все еще доступен. Более современная радиальная конфигурация также может быть использована, если их выводы достаточно длинные, и они не нарушают ваше представление об эстетике.

Более проблематичны конденсаторы высоковольтных источников питания, обычно многосекционные. алюминиевые банки, установленные на верхней пластине шасси. Чтобы отремонтировать их, у вас, возможно, есть четыре параметры:

Рэп про электролитики

Колпачки электролитического блока питания, вероятно, представляют собой худшее ответственность за старое аудио, радио и тестовое оборудование.Объединив небольшие размер и очень низкая стоимость единицы емкости, электролитические конденсаторы (далее называемые электролитиками) — единственный экономичный выбор для дорогостоящие приложения, такие как фильтрация источников питания в большинстве потребительских механизм. Однако электролиты нельзя использовать для переменного напряжения (т. Е. изменение полярности не допускается), и по сравнению с другими типами конденсаторов, их электрические характеристики ужасно плохи. Они менее линейны, имеют огромную утечку и диэлектрическое поглощение, имеют очень слабые допуски (например, +/- 20% или хуже) и очень короткие сроки хранения и эксплуатации по сравнению со всеми другими широко доступными типами конденсаторов.Если хочешь чтобы узнать больше о работе электролитических конденсаторов, вот Примечание по применению Nichicon (формат PDF), часть 1 и часть 2, в которой подробно рассматривается тема.

Электролитики бездействием не переносят. Они могут вызвать большие неприятности при простое в течение длительного времени, требуется периодическая подзарядка, чтобы оставаться «сформированным» и поддерживать оксидный слой, изолирующий проводящие пластины. Иногда их можно «реформировать», постепенно возвращаясь к работе. напряжение (см. ниже). Даже при регулярном использовании электролиты выходят из строя. из-за высыхания или утечки электролита в результате внутренней коррозии.Если электролит вздувается, показывает очевидную потерю электролита или просто не может быть реформирован, вы должны заменить его.

Обратите внимание, что есть два типа утечки; физические и электрические. Поскольку электролит представляет собой жидкость или пасту, когда электролит катастрофически в случае неудачи обычно выделяется какая-то едкая грязь: физическая утечка. В отличие от идеальный конденсатор, электролиты слегка проводят при наличии напряжения пластины: утечка электричества. Помимо отклонения от идеала поведение, небольшая утечка в новом электролите не вызывает серьезных проблем; по мере старения электролита утечка увеличивается.Утечка выделяет тепло, что приводит к старению электролита и увеличивает утечку, вызывая больше тепла, и так далее. При достаточной утечке электролит закипает, и пар лопается. предохранительная пробка контейнера, вызывающая физическую утечку и сигнализирующая кончина конденсатора.

Обратите внимание, что существуют и другие формы отказа клемм, в том числе: полная потеря емкости (разомкнутая) или замыкание проводящих пластин (короткая). Хотя вы можете реформировать свой 30-50-летний оригинал электролитические, они могут не работать так хорошо, как новые.Может быть частичная потеря емкости или может быть чрезмерная утечка ( колпачки действительно нагреваются), или и то, и другое. Если вы не хотите сохранить оригинал состояние вашего усилителя, превентивная «перепланировка» может быть лучшим решением восстановить оборудование до функционально первоначального состояния.

Реформирование

Тонкий слой оксида алюминия, образованный для изоляции фольги конденсатора. составляет формация. Производители конденсаторов используют проприетарные смесь химикатов и электричества постоянного тока для создания этого изоляционного слоя, который портится со временем и бездействием.Часто оксидный слой находится в такое плохое состояние в старом оборудовании, что его нужно реформировать или иначе конденсатор выйдет из строя. Все методы реформирования используйте медленное повторное применение электричества постоянного тока для восстановления оксидного слоя до первоначальной толщины и однородности. На мой взгляд никого нет проверенный способ реформирования — доступно много разных подходов, но все есть один общий элемент — медлительность. Реформирование должно происходить быстрее чем накопление тепла из-за низкого сопротивления неисправного оксида слой — это займет как минимум часы, а может и дни.

Метод ограничения тока (от Angela Instruments): Вот ссылка к инструкциям Angela instruments по переработке старых электролитов из их шасси с помощью внешнего источника питания. В этом методе используется большая серия резистор и высоковольтный источник питания для преобразования конденсаторов, которые не используются. (новый-старый сток) или конденсаторы, снятые с шасси оборудования.

Метод ограничения напряжения 1: Методы ограничения напряжения используют удобное устройство, называемое переменным автотрансформатором (a.к.а. Вариак, генерал Фирменное наименование радио). Используя внешний высоковольтный источник питания, каждый конденсатор медленно доводится до рабочего напряжения путем медленного повышения линейное напряжение к источнику питания. Это также можно сделать с помощью переменной DC питание с диапазоном примерно от 50 В до 500 В, но варианты дешевле и чаще. Резистор может быть установлен последовательно для контроля тока, но наблюдение за напряжением также может выявить прогресс реформирования; на каждом вариакте При установке, напряжение будет медленно расти, пока не произойдет преобразование при этом напряжении. полный.

Запас для этой цели сделать несложно из мусорных коробок; Схема представляет собой пару трансформаторов 500 мА 24 В, подключенных вторично к вторичный, за которым следует цепь утроения напряжения. Общая стоимость составила около 10 долларов (правда), включая коробку из местного Radio Shack. Будучи напряжением утроение, регулирование слабое, и напряжение сильно падает с увеличением тока. Я использовал эту характеристику, чтобы дать приблизительную оценку текущего слейте воду, как показано в таблице вверху источника.(Значения были измерены используя реостат и мой цифровой мультиметр — источник питания с другим набором деталей будет иметь аналогичное поведение, но будет измерять по-другому). Обычно я подключил бы мою поставку через электролитики, которые нужно реформировать, вдоль с моим цифровым мультиметром, установленным на максимальное значение напряжения. Я подключаю питание к variac (выключен, установлен на ноль), включите variac и медленно увеличивайте на настройку 30 вольт. Если показание напряжения на цифровом мультиметре не повышается, или поднимается ниже 95 вольт, вероятно короткое замыкание.Если напряжение повышается, напряжение указывает ток, потребляемый источником питания. Как конденсатор начинает восстанавливаться, ток утечки будет уменьшаться, и напряжение будет продолжают расти. Как только утечка снизится до приемлемого уровня, Я пошагово поднимаюсь вверх с настройкой variac до тех пор, пока рабочее напряжение для конденсатора достигается.

В шасси оборудования часто конденсаторы разного номинального напряжения соединены резисторами для падения напряжения, а в оборудовании используются текущие требования схемы для поддержания напряжения в рабочем диапазоне.Ты мог бы отключите каждый конденсатор от схемы и восстановите индивидуально, или, возможно, следуйте методу 2.

Метод ограничения по напряжению 2: Используя двухступенчатый метод, мы можем используйте нагрузку цепи, чтобы поддерживать напряжение во всех цепях. конденсаторы источника питания в рабочем диапазоне. Это метод, который Я обычно использую, и это можно сделать с помощью собственного оборудования. источник питания. Посмотрите на схему и обратите внимание на самое низкое номинальное напряжение все конденсаторы, которые подключаются к источнику высокого напряжения (B +).Удалить лампы от шасси и, используя вариак, отремонтировать блок питания конденсаторы на это самое низкое напряжение. Теперь вставьте трубы в шасси и поднимите конденсатор с максимальным рабочим напряжением до этого минимального напряжения. Этот обычно дает около 60% B + и достаточное напряжение накала обеспечить нагрузку. Медленно повышайте сетевое напряжение (используя вариак) преобразовать каждый конденсатор источника питания, подключенный через резистор, к своему собственному рабочее напряжение (или чуть выше).

Этот метод имеет несколько больший риск по сравнению с реформированием шасси. — вам нужно будет следить за общим потребляемым током и повышать напряжение больше медленно, так как у вас меньше информации о состоянии человека конденсаторы.Помните, что вполне вероятно, что все подключенные конденсаторы, за исключением одного, будут исправлены, но эта одна плохая секция потянет жребий тока. Вы, , не можете предположить, что , если допустимая утечка для одного электролита это 1 мА, то нормально для 4 подключенных электролитов вместе иметь утечку около 4 мА — ваша группа из 4 электролитов должна иметь суммарную утечку меньше, чем допустимо для одного электролитического иначе вы допустили возможность 3 хорошего качества и 1 драндулет.

Если в оборудовании есть ламповый выпрямитель, вы должны перемыть его кремниевые диоды для работы этого метода. Это действительно просто — удалить выпрямитель и используйте несколько зажимов и пару 1N4007s, как показано на этом рисунке. ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — очевидно, что этот метод оставляет провода незащищенными во время работы. Эти провода потенциально на ВЫСОКОЕ НАПРЯЖЕНИЕ , которое может убить. Например, если вы положите правую руку на вариак (землю) и коснетесь открытые зажимы, которые образуют цепь от одной руки через вашу грудь, и вниз через другую руку, что может вызвать остановку сердца.Для меня это кажется не более опасным, чем работа с оборудованием, работающим под напряжением, с крышками выключено, хотя в обоих случаях требуется особая осторожность. Действуйте на свой страх и риск!

Некоторые последние предупреждения:

• Избыточный ток: вы должны внимательно следить за скорость нарастания напряжения, или вы должны измерить ток прямо при реформировании. Либо распаять соединение между выпрямитель и конденсатор и вставьте измеритель тока или вставьте резистор (при измерении напряжения на резисторе и вычислении ток), либо уже правильно использовать падение напряжения на резисторе помещен в цепь, чтобы следить за током.
• Вакуумные ламповые выпрямители: Они получают напряжение накала от того же силового трансформатора, что и блок питания B +. Таким образом, при низком начальном напряжения, при которых вы хотели бы начать реформирование, они не проводят. Соблюдая полярность, временно замените их кремниевыми диодами. с использованием старого цоколя лампы (с припаянными диодами) или с подключенными диодами зажимными поводками.
• Переплавление: Для защиты силового трансформатора во время реформирования, замените обычный предохранитель на 2 или 3 ампера на предохранитель очень низкого значения, например 0.25 или 0,5 А. Ваш variac предотвратит скачок включения, который обычно открывает этот размер предохранитель.
• Повышенное напряжение конденсаторов: Будьте осторожны при эксплуатации напряжение при снятии трубок с шасси; без нагрузки напряжение от трансформатора B + будет намного выше, чем при нормальной работе напряжение и может превышать номинальное напряжение конденсатора.

Замена на шасси

Насколько мне известно, доступны три типа замены крепления на шасси. Cегодня; поворотные замки (новые или винтажные), колпачки для компьютеров и защелкивающиеся крепления.

Слева направо у нас есть компьютерный конденсатор LCR, Elna Cerafine. компьютерный тип (к сожалению, снят с производства), крепление Panasonic TSHA Snap-mount конденсатор, твистлок Aero-M нового производства, твистлок NOS Mallory, и хорошая, но бывшая в употреблении Элна, снятая с оборудования.

Twist-Locks можно приобрести NOS (новый старый-сток) через обычные по каналам розничной торговли и на своп-встречах из старых складских запасов электронных магазинов, и так далее. Большинство из этих типов имеют несколько разделов (т.е. больше, чем один конденсатор в банке) и были построены с множеством различных комбинаций секций как по емкости, так и по номинальному напряжению. Последнее, что я слышал, Aero M / Mallory было прекратили производство электролитиков Twistlock на замену, но в недавнем сообщении группы новостей утверждалось, что производство будет возобновлено, если были востребованы. Антикварная электроника в настоящее время имеет ограниченный запас. Иногда удачно использованные твистлоки можно удалить из старое оборудование или найденное на свапе электроники встречается.

Бывшие в употреблении или замененные на другие устройства перед установкой необходимо отремонтировать.С разнообразие используемых товаров или типов БДУ становится все более и более ограниченным со временем вам, возможно, придется довольствоваться меньшим количеством разделов, чем в исходном конденсаторы. Это не должно быть проблемой, если вы можете скрыть оставшиеся разделы в шасси оборудования. Вы также можете принять замену на более высокую емкость, чем у оригинала, от 60% до 80% и, возможно, больше в зависимости от расположения в цепи. Однако не используйте замену с более низким номинальным напряжением, чем оригинальное оборудование (более высокое номинальное нормально, даже желательно).Разделы также могут быть параллельны, чтобы получить более высокую емкости; например, если вам нужен 40/20/20/25 мкФ @ 450/350/350/25 В, и вы нашли конденсатор на замену 20/20/20/20/20 мкФ @ 500/500/500/500 В, вы бы подключили две секции по 20 мкФ параллельно, чтобы получить 40 мкФ при 500 В, и используйте две оставшиеся секции 20uF @ 500V на 350V, затем поставьте 25uF / 25V конденсатор где-то в шасси.

Замена проста, но хорошо помните о проводе места перед любой распайкой. Также обратите внимание на расположение клеммы заземления, чтобы при установке новой крышки все провода дойдут до их наконечников.

Корпуса компьютеров различаются по высоте и диаметру; если они может поместиться на вашем шасси, вы можете выбрать один из многих физических размеров для ваш проект. Разъемы с винтовыми зажимами и наконечниками (типа Faston) использовал. Несмотря на то, что доступно множество диаметров и номинальных напряжений, мы сосредоточить внимание на высоковольтных компьютерных крышках диаметром 1,3125 дюйма и кратным разделы. Этот диаметр соответствует обычному диаметру поворотных замков. обсуждалось выше, и, таким образом, может использоваться для замены без серьезных модификация оборудования.

Производство электролитиков с синей пластиковой оболочкой производства LCR прекращено (некоторые на складе все еще есть), но аналогичные конденсаторы продолжают производить JJ Electronics в Словакии. Elna в черной куртке, ориентированная на аудиофилов Cerafines были прекращены, хотя аудиофилы были нацелены на Black Gates. можно купить по бешеной цене, но я не могу позволить себе владеть примерами из тех. Для JJs, Триодная электроника, Анджела Инструменты, Запчасти Экспресс. Для черного Gates, Handmade Electronics, Angela Instruments, поставщики других запчастей на моей домашней странице.Показан пример моего Scott 299C с LCR. справа.

Для установки этих крышек требуется зажим, прикрученный к корпусу, и вы обычно приходится добавлять несколько отверстий для крепления зажима, а возможно и увеличивать отверстие с зазором для соединительных наконечников. Зажимы можно найти в Mouser Electronics примерно за 50 центов. Обычно здесь меньше секций по сравнению с оригинальными поворотными замками, поэтому некоторые из секции необходимо переместить в шасси.

Заглушки Snap Mount обычно устанавливаются на печатную плату.В штифты защелкиваются в отверстиях на печатной плате и остаются там достаточно хорошо, чтобы их можно было волновать. припаял на место. Легко припаять прямо к контактам … и некоторые защелкивающиеся крепления имеют правильный диаметр (35 мм) для замены поворотных замков используя те же зажимы, что и крышки компьютеров выше. К несчастью, только с одним разделом, вам все равно придется скрыть оставшиеся разделы в шасси, хотя дают возможность залить некоторые площади шасси с качественной емкостью, а не с мертвым конденсатором.Проверьте Panasonic TSHA или TSHB (от Digikey Electronics) или Nichicon NT (Майкл Перси, но вероятно, другие производители тоже).

Установка под шасси

Из-за компактных размеров современных конденсаторов обычно можно найти достаточно места в шасси вашего оборудования, чтобы найти конденсаторы для замены. Если вы можете решить механические проблемы, современные стили конденсаторов также имеют гораздо более высокую производительность чем винтажные модели, поэтому вы можете наслаждаться звуком, используя только современные стили крышек для вашей замены, восстановления или ремонта.Механические проблемы включают

• Где поставить конденсаторы: нужно найти достаточно места для новые конденсаторы, в месте рядом с текущей проводкой и вдали от любые источники тепла, например, резисторы для падения напряжения.
• Как перенаправить проводку: возможно придется распаять имеющуюся проводку и замените на новую проводку, достаточно длинную, чтобы достать до новых конденсаторов, и проложите эту проводку вдали от источников шума (например, параллельная проводка переменного тока). Обязательно используйте провод, рассчитанный на допустимое напряжение.
• Как закрепить электролитические детали на шасси: Приклеивание непосредственно к Я считаю, что шасси следует избегать, хотя некоторые используют этот метод. Я предпочитаю построить подшасси или клеммную колодку, смонтировать электролитики на держатель и установите держатель на шасси.

При выборе конденсаторов для монтажа под шасси помните о качество конденсатора, который вы планируете использовать. Я знаю по личному опыту что дешевые общие излишки электролитов взорвутся, если подвергнуться воздействию высоких пульсирующий ток.Специально для конденсатора, электрически ближайшего к выпрямителя, выберите новый конденсатор высокого качества, специально предназначенный для сильных пульсаций тока, например Panasonic EB (поставляется Digikey Electronics).

Выше изображены 3 камеры Panasonic TSHA 47 мкФ / 400 В, смонтированные на стекловолокне. плату (FR4) с помощью втулок. Изготовлены втулки и установочный инструмент. компанией Keystone и доступен в Mouser Электроника. Вы также можете протравить печатные платы для этой цели; Шелдон Стокс из SDS Labs построил несколько высококачественных заменяющих плат для Harmon-Kardon Citation II и Dynaco ST-70.Обидно не использовать занимаемое пространство шасси колпачками твистлок, но доски Sheldon — очень изящное решение. Некоторые досок Sheldon также продаются Триодная электроника.

КОНДЕНСАТОРЫ, ПОДКЛЮЧАЕМЫЕ СЕРИИ: Недостаточное номинальное напряжение может быть проблемой, а последовательное соединение может быть единственным способ получения электролитов с достаточно высоким номинальным напряжением. Я знаю только несколько современных электролитов с номинальное напряжение выше 450 В, включая LCR (500 В) и атомы Sprague (600 В).Последовательное соединение требует добавления так называемых резисторов для выравнивания напряжения или резисторов , по одному на каждом конденсаторе, проводя ток, который поддерживает напряжение в серии конденсаторы симметричные. Некоторые из них описаны в заявке производителя. Примечания; Источниками здесь являются, в частности, примечания к приложениям Nichicon и Rifa.

Даже новейшие высококачественные электролитические конденсаторы в некоторой степени проводят ток. Этот ток утечки зависит от качества электролита, температуры и состояния электролита. конденсатор, и может быть представлен сопротивлением, параллельным конденсатору.На рисунке последовательно соединенные конденсаторы C1 и C2 имеют некоторое сопротивление утечке RL1 и RL2. Из-за широкие допуски электролитов, этот ток утечки варьируется от образца к пробе и по закону Ома влияет на баланс напряжений между электролитическими конденсаторы соединены последовательно. Обратите внимание, что мы рассматриваем только новые, идентичные конденсаторы, подключенные последовательно — пожалуйста, не смешивайте номиналы, типы или марки.

Балансные резисторы RB1 и RB2 поддерживают баланс напряжений между последовательными конденсаторами. в пределах допуска за счет включения другого большего тока параллельно с утечкой Текущий.Уравновешивающий ток выбран достаточно большим, чтобы подавить любую утечку. дисбаланс и тем самым гарантировать безопасную работу. Для расчета стоимости балансировочные резисторы, сначала определите приблизительную максимальную утечку последовательно соединенные конденсаторы. Ток утечки в мкА составляет от 1/5 кв. 1/2 sqrt (CV) согласно Nichicon, где C в мкФ, В в вольтах и ​​ток в мкА. Вы также можете получить характеристики утечки из вашего конденсатора. техническая спецификация. Общее практическое правило для балансировочного тока — 10-кратная утечка. ток — таким образом, для двух конденсаторов 100 мкФ / 350 В, соединенных последовательно, чтобы сформировать 50 мкФ конденсатор, максимальная утечка 1/2 sqrt (100 * 350) = 94 мкА, умноженное на 10 составляет примерно 1 мА.Допустим, мы хотим, чтобы наш прикладной напряжение должно быть 650 В, тогда RB1 и RB2 = 325 кОм. Рассеиваемая мощность I * V = 0,325 Вт, поэтому резистор минимум 1 Вт обеспечит достаточный запас прочности. Обязательно проверьте напряжение рейтинг любых балансировочных резисторов тоже.

Можно подумать, что два электролита 350 В, соединенные последовательно, будут иметь напряжение номинал 700В, но опять мешают слабые допуски электролитов. В качестве указано в инструкции по применению электролитического конденсатора Evox Rifa, последовательные конденсаторы действуют как емкостный делитель напряжения, а N электролитические элементы, подключенные последовательно с диапазоном допуска емкости от Cmin до Cmax имеют максимальное разделенное напряжение (на стыке двух конденсаторов) Vdiv = (Vapplied * Cmax) / (Cmax + (N — 1) * Cmin).Итак, в нашем примере с допуском емкости +/- 20% Cmax = 1,2 * 100 и Cmin = 0,8 * 100, с Vdiv = (650 * 120) / (120 + (2-1) * 80) = 390V. Это превышает номинальное напряжение электролитов на 40 вольт; с некоторой алгеброй мы можем видеть, что 350 + 350 дает максимум 583 В при допуске емкости 20%. Для наших примененных напряжение 650 В, минимальное номинальное напряжение для каждого конденсатора должно быть 400 В.

В примечании к применению Nichicon представляет более точный расчет балансировочного тока, чем приведенное выше правило 10-кратной утечки.Пусть Vdif = (Vmax — Vmin) — разность рабочее напряжение в результате дисбаланса утечки для двух последовательно соединенных электролитов, а Idif = (Imax — Imin) — это максимальная разница в ток утечки между двумя конденсаторами, тогда RB1 = RB2 = Vdif / Idif (см. примечание по применению, хотя получить такой результат довольно просто). Используя текущий диапазон, указанный выше, Idif = 0,3 * sqrt (CV) * Tc * F, где Tc равно температурный коэффициент и F — коэффициент выдумки. Электролитики проводят больше при повышении температуры с Tc при 20 ° C от 1 до 2 примерно при 60 ° C и 5 примерно при 85 ° C.Опять же, вы можете найти эту характеристику в своем паспорт конденсатора. Фактор выдумки — это произвольный коэффициент безопасности дополнительные 40%, например, для нашего примера при 60 ° C: 0,3 * sqrt (100 * 400) * 2 * 1,4 = 168 мкА. Ничикон выбирает произвольное значение Vdif, равное 10% от номинала конденсатора, но зная предполагаемое приложение, мы можем сделать лучшую оценку в худшем случае.

Учтите, что в худшем случае дисбаланс напряжения из-за тока утечки между Последовательные конденсаторы увеличиваются с уменьшением тока балансного резистора.Таким образом чем больше дисбаланс, который мы можем терпеть, тем меньше может быть ток баланса. Если мы не игнорируем емкостной допуск, мы должны добавьте эффекты емкости и утечки, чтобы получить действительную оценку для наихудшего случая дисбаланс напряжений. Используя 2 последовательных соединения при 400 В / 100 мкФ, работающих при 650 В, наихудший случай дисбаланса напряжений из-за с допуском по емкости 20% 390 — 260 = 130В. Этот дисбаланс может увеличение из-за утечки максимум на 20 В до 400 — 250 = 150 В и Vdif / Idif = 20 В / 168 мкА = 120 К Ом или 2.7 мА. Это 0,9 Вт на балансный резистор … требуется два 2 Вт или более мощные резисторы. Лучшее решение было бы увеличить номинальное напряжение до 450 В, что привело бы к небольшому увеличение разницы тока утечки (10uA) с увеличением напряжения допуск дисбаланса на 100В. Тогда Vdif / Idif = 120 В / 178 мкА = 675 кОм или 480 мкА при 0,16 Вт. Также может быть целесообразно сопоставить устройства, чтобы минимизировать емкостные дисбаланс, хотя должна оставаться некоторая терпимость, чтобы учесть возможные изменение характеристик стареющих конденсаторов.

Поскольку 450 В — это наивысшее доступное электролитическое напряжение, для напряжения намного выше 650 В, мы должны увеличить количество последовательно соединенных конденсаторы. С 3 последовательно соединенными конденсаторами по 450 В и емкостью 20% Допуск, максимальное рабочее напряжение 450 * (120 + 2 * 80) / 120 = 1050В. Выбор рабочего напряжения 900 В с номиналом 300 В на каждом конденсатор, если два конденсатора работают при самом низком напряжении, а один — при низком напряжении. наибольшее, тогда Vmax = 1,2 * 900 / (1,2 + 0.8 + 0,8) = 346В. Здесь Vdif = 2 * (450-346) а Idif по-прежнему 178 мкА, поэтому Vdif / Idif = 1,2 МОм или 250 мкА.

Сводя это к выводам, не требующим математики, для нескольких одинаковых последовательно соединенных электролитические конденсаторы:

• Сумма номинальных напряжений должна быть на 30-40% выше, чем приложенное напряжение.
• Требуется сеть резисторов, уравновешивающих напряжение, и ток баланса должен быть не более 1 мА.

Правило 10-кратной утечки не делает предположения о напряжениях используемых конденсаторов, обеспечивающие консервативное требование, но без учета дисбаланса напряжений из-за к допускам емкости и тока утечки.Для строителя / ремонтника-любителя, используя бит больший ток баланса, чем минимальный, как рекомендовано правилом 10-кратной утечки, не имеет значения. Более тщательный анализ гарантирует, что номинальное напряжение последовательно соединенных конденсаторы находятся в пределах наихудшего случая. Производитель Рекомендации указывают на факторы, влияющие на баланс конденсаторов — температура, диапазон тока утечки, емкостной допуск, диапазон напряжения — и эти факторы следует учитывать при выборе и установке.

Восстановление конденсаторов

Для электролитических банок с номиналом менее 450 В вы можете их восстановить. себя, сохраняя существующие связи. После перестройки останется «шрам» на банке, так что вы можете попробовать услугу восстановления для любого электролиты от сверхценного мятного аудиооборудования или радиоприемников. Вот объявление от Antique Radio ведомости для Frontier Capacitor:

Конденсатор можно восстановить, теперь с быстрым возвратом восстановленного жестяная банка. Любой поворотный замок можно восстановить за 30 долларов, до четырех секций.Максимум 450 вольт по этой цене. Банки с гайкой, односекционные, $ 20, для многосекционных Добавьте 2 доллара за секцию только для банок с гайкой. Доставка добавляет $ 4 за заказ для приоритетной и застрахованной доставки через PO. Восстановленные банки возвращаются только после квитанция о чеке, денежном переводе или информации о кредитной карте. Наша гарантия на все восстановленные бидоны, 1 год. Мы проверим любую банку на утечку и емкость, при правильное напряжение, за 2 доллара. Конденсатор Frontier, PO Box 218, Lehr, ND 58460 или 403 С. Макинтош, UPS. Бесплатный звонок (877) 372-2341.Тел .: (701) 378-2341. Факс: (701) 378-2551, запись голосовой почты в любое время

Я полагаю, что Frontier может открыть обжатое дно банки и замените пластины и электролит, затем закройте банку, чтобы восстановить оригинальный внешний вид.

Если вы восстанавливаете электролитик самостоятельно, вам нужно будет разрезать банку. и заменить существующее содержимое банки новыми электролитиками, направив новые провода к клеммам. Эта процедура требует некоторого мастерства, здравого смысла и планирования, поэтому остерегайтесь поражения электрическим током и / или возгорания, если вы сделаете какие-либо ошибки.Вот несколько пошаговых инструкций:

Сначала соберите новые электролиты, которые вы будете использовать для замены существующих. кишки банки. Они должны уместиться внутри банки, так что расставьте их как хотите. поместите в банку и убедитесь, что они не превышают высоту или диаметр банки, плюс немного места для маневра. Обратите внимание на совет по выбору крышки в предыдущий раздел.

Далее нужно разрезать банку. Я использовал широкую пилу X-acto, или зажал конденсатор в токарном станке по металлу и прорезал узким бит металлорежущий.Мой друг использует инструмент Dremel с отрезным диском. Конденсатор содержит катушку из алюминиевых пластин (фольги), разделенных электролитом и выводы из алюминиевой фольги от пластин подключаются к клеммам в фенольная плита основания. Капля смолы закрепляет пластины в алюминии. может (обычно). Монтажный фланец, банка и фенольное дно обжать вместе, чтобы закрыть банку.

Когда у вас будет банка, снимите и выбросьте пластины. Обрежьте вывод как можно ближе к фенольной пластине.Соскребите смолу. Чистый Удалите посторонний электролит влажным ватным тампоном.

Хорошо, а теперь немного о планировании: поскольку вы вырезали выводы, вы нужно подвести провода к клеммам от новых конденсаторов внутри банка. Вам также потребуется создать новое заземление, так как электролитики теперь будут изолированы от канистры. Я начинаю с приклеивания конденсаторы вместе с небольшой каплей силиконового герметика (RTV) в ориентацию они будут принимать при установке в банку. Вам нужно планировать расположение выводов так, чтобы они могли проходить через фенольный диск и оберните вокруг основания существующих клемм.В зависимости от свинца длины, возможно, вам придется добавить дополнительный провод … обычно мне нужно только добавьте провод для заземляющего провода. Если вам нужно уложить новый электролитик внутри банки, чтобы они поместились, обязательно изолируйте все провода от других провода и банка с трубкой для спагетти или термоусадочной трубкой.

Что касается RTV, я использую для этой работы легко доступную торговую марку хозяйственного магазина. Обычный RTV выделяет уксусную кислоту при отверждении, поэтому он может вызвать коррозию любых металлов. он соприкасается с.У меня не было проблем с коррозией, но вы могли используйте RTV, не вызывающий коррозии, если это проблема. Клей-расплав может также можно использовать, но будьте осторожны с пальцами, так как он очень горячий и прилипает к коже нравится, ну и клей.

Используя сверло наименьшего размера, просверлите отверстие для каждого нового выводного провода рядом с каждый терминал, к которому он будет подключен. Протолкните провода через фенольный диск, размещение нового электролита на диске. Оберните провода вокруг их клеммы и протрите землю к банке, добавив немного спагетти. при необходимости трубку.Припаяйте новые выводы к клеммам.

Я предпочитаю добавить немного RTV вокруг конденсаторов, чтобы стабилизировать их в банке. Теперь вы должны закрыть банку, которую вы разрезали. Я закончил довольно много из этих восстановлений, просто склеив банку вместе с медью ленты, но недавно я добавил тонкую медную накладку, приклеенную к внутренней стороне банка. Больше клея на пластыре, и банку можно соединить вместе, как спичечная коробка. Остается едва заметная тонкая линия на месте пореза. Тот же друг, упомянутый выше использует немного эпоксидной смолы или, может быть, жидкую сталь.Он также близко режет к основанию и удерживает верх с помощью эпоксидной смолы, которая может быть больше эстетически приемлемо.

Вот мой Eico HF-85 с восстановленным фильтрующим конденсатором блока питания. используя вышеуказанный метод. Этот ремонт был произведен на месте , хотя я не рекомендую оставив электролит в шасси, так как вам нужно припаять к все равно терминалы.

Тим Риз
Martinos Center for Biomedical Imaging
Charlestown Navy Yard
13th Street, Bldg 149 (2301)
Boston MA 02129

Электролитические конденсаторы определяют срок службы источника питания

Здравоохранение Технология Полуфабрик Промышленные Продолжительность жизни Надежность Источники питания AC-DC

Срок службы производителя важен, как и конкретное приложение.

Обзор:

• Электролитические конденсаторы в источниках питания переменного и постоянного тока имеют ограниченный срок службы.
• Производители предоставляют оценку своей вероятной долговечности, чтобы помочь покупателям выбрать наиболее подходящее решение.
• Другие переменные в различных приложениях также влияют на срок службы.
• Наш технический директор Гэри Бокок резюмирует расчеты производителя и рекомендует дополнительную проверку в процессе эксплуатации.

Электролитические конденсаторы являются важным компонентом источников питания переменного и постоянного тока. Они обеспечивают высокую емкость x напряжение (CV) и низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) в корпусах небольшого объема. Нет альтернативы, которая могла бы сделать работу рентабельно .

Определить срок службы блока питания

Срок службы этих электролитических конденсаторов становится все более важным параметром при проектировании источников питания. Требования к удельной мощности растут, и электролитические конденсаторы являются единственным изнашивающимся компонентом источника питания.Итак, тип используемого в конструкции электролитического конденсатора определяет срок службы блока питания. Он также определяет срок службы или интервал обслуживания конечного применения в обслуживаемом оборудовании.

Топология и применяемый пульсирующий ток, схема конструкции, расчетный срок службы конденсатора, номинальная температура конденсатора и эффект местного нагрева варьируются от одного продукта к другому. Они также могут изменяться при входных условиях низкого и высокого уровня.

Эффекты внешнего нагрева могут перевесить эффекты внутреннего нагрева, особенно в современных все более компактных конструкциях.Фактический срок службы также зависит от повышения температуры, которое может произойти при установке источника питания в приложении. Профиль миссии конечного оборудования — еще один фактор, определяющий среднюю рабочую температуру в течение срока службы оборудования и количество часов использования в день.

Разработчики электролитических конденсаторов учитывают все эти факторы при определении срока службы своей продукции. Давайте посмотрим, с какими расчетами они работают.

Расчетный срок службы при номинальной температуре

Производители электролитических конденсаторов указывают расчетный срок службы при максимальной номинальной температуре окружающей среды, обычно 105 ° C.Этот расчетный срок службы может варьироваться от 1000 часов до 10000 часов и более. Чем больше расчетный срок службы, тем дольше прослужит компонент при данном применении и температуре окружающей среды.

Производители предоставляют расчеты для определения срока службы в приложении. Они основаны на уравнении Аррениуса для температурной зависимости скорости реакции. Это определяет, что скорость реакции удваивается на каждые 10 ° C повышения температуры. Это означает, что срок службы удваивается на каждые 10 ° C снижения температуры, поэтому конденсатор, рассчитанный на 5000 часов при 105 ° C, будет иметь срок службы 10 000 часов при 95 ° C и 20 000 часов при 85 ° C.

Основное уравнение приведено ниже. Кривая отображает зависимость срока службы от температуры окружающей среды.

Применяемый пульсирующий ток и рабочая частота

Помимо температуры окружающей среды и местного нагрева, приложенные токи пульсации дополнительно нагревают сердечник конденсатора. Процессы переключения и выпрямления на входном и выходном каскадах источника питания генерируют токи пульсации. Это вызывает рассеяние мощности внутри электролитического конденсатора.

Величина и частота этих токов пульсаций зависят от топологии, разработанной для активной коррекции коэффициента мощности (PFC), где она используется. Они также зависят от силового каскада главного преобразователя, оба они варьируются от конструкции к конструкции. Мощность, рассеиваемая внутри конденсатора, определяется среднеквадратичным током пульсаций и ESR конденсатора на приложенной частоте.

Повышение температуры сердечника компонента связано с рассеиваемой мощностью, коэффициентом излучения корпуса компонентов и коэффициентом разницы температур или крутизной от сердечника к корпусу.Эти значения определяются производителем компонентов.

Максимальный ток пульсаций, который может быть применен к конденсатору, обычно указывается при максимальной температуре окружающей среды и частоте 100/120 Гц. Коэффициенты умножения могут применяться в зависимости от температуры окружающей среды при фактическом использовании и частоты применяемого пульсирующего тока: ESR уменьшается с увеличением частоты.

Преимущества систем охлаждения

Источники питания закрытого типа с собственными охлаждающими вентиляторами менее восприимчивы к среде конечного приложения при правильном развертывании.Температура окружающей среды должна оставаться в пределах спецификации, и должен быть достаточный зазор для охлаждения.

В таблице ниже указан расчетный срок службы конденсаторов с расчетным сроком службы 2 000 и 5 000 часов при различных температурах. Он предполагает круглосуточную работу без выходных при переводе часов работы в годы эксплуатации. Оборудование с менее интенсивным профилем миссии — например, восемь-десять часов в день, работающее пять дней в неделю — будет иметь значительно более длительный срок службы.

Другие переменные могут повлиять на долговечность силовых приложений

Производители блоков питания применяют правила снижения проектных характеристик, чтобы обеспечить достаточный срок службы изделия.

Но эти правила не учитывают профиль миссии, окружающую среду, ориентацию установки, расположение, окружающее пространство, приложенную нагрузку и устройства охлаждения или вентиляции системы после того, как источник питания установлен в конечном оборудовании.

Срок службы конденсатора, особенно в среде с конвекцией или естественным охлаждением, следует дополнительно оценить в зависимости от конкретной установки.Измерять применяемые пульсирующие токи непрактично, но измерение эффективной рабочей температуры даст точную оценку срока службы. Операторы могут измерить температуру корпуса и применить уравнение Аррениуса и профиль миссии к базовому сроку службы, указанному производителем компонента.

На приведенном ниже механическом чертеже показаны компоненты, а кривые показывают ожидаемый срок службы источника питания в зависимости от температуры двух конденсаторов (C6 и C23).

Во многих технических паспортах источников питания, таких как серии XP Power GCS, указаны ключевые компоненты, определяющие срок службы продукта. Сюда входят те, которым требуется оконечное оборудование для обеспечения внешнего охлаждения, и те, которые предназначены для систем с конвекционным охлаждением. Эта информация, наряду с данными об операционной среде приложения, помогает разработчикам системы более точно определять срок службы источника питания в конечном приложении.

РЕЗЮМЕ: для точного прогнозирования срока службы источника питания важно оценить его в вашем конкретном приложении, используя точки измерения и данные, предоставленные производителем, и применяя профиль миссии для конечного оборудования на основе средней температуры и использования в день .

Основное руководство по источникам питания — независимо от того, разрабатываете ли вы источник питания переменного тока в постоянный или преобразователь постоянного тока.Вся необходимая информация в одном простом справочнике.

Электролитические конденсаторы | HIOKI E.E. CORPORATION

Как измеряются электролитические конденсаторы? Условия измерения, используемые для определения емкости электролитического конденсатора, изложены в стандартах IEC, а номинальные значения, указанные производителями конденсаторов, являются измеренными значениями, полученными в соответствии с этими стандартами.Однако, поскольку значения емкости электролитических конденсаторов сильно различаются в зависимости от частоты измерения, значения емкости следует проверять на той частоте, на которой фактически будет использоваться рассматриваемая цепь.

Измерьте эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), которое включает такие факторы, как сопротивление внутренних электродов электролитического конденсатора и сопротивление электролита, а также тангенс D (tanδ) угла потерь при тех же условиях, что и емкость.

Пример настройки условий измерения

* В противном случае используются настройки по умолчанию.
* Вышеуказанные настройки применимы к примеру измерения. Поскольку оптимальные условия зависят от цели измерения, конкретные настройки должны определяться оператором прибора.

Конденсаторы постоянной емкости для использования в электронном оборудовании Часть 4: Секционные спецификации
Алюминиевые электролитические конденсаторы с твердым (MnO2) и нетвердым электролитом (JIS C5101-4)

* 1 Напряжение измерения (т. Е. Напряжение, приложенное к образцу ) — это напряжение, полученное делением напряжения открытого контакта на выходное сопротивление и образец.
* 1 Измерительное напряжение (то есть напряжение, приложенное к образцу) можно рассчитать на основе напряжения открытого контакта, выходного сопротивления и импеданса образца.
* 2 Смещение постоянного тока не требуется.

Режим высокой точности с низким импедансом В режиме высокой точности с низким импедансом выходное сопротивление прибора уменьшается, а измерительный ток применяется многократно для повышения точности измерения. При измерении конденсатора с высокой емкостью более 100 мкФ (и, следовательно, с низким импедансом) высокоточный режим с низким импедансом обеспечивает более стабильные измерения.На приведенном ниже графике сравнивается повторяемость при использовании IM3570 для выполнения измерений с включенным и отключенным высокоточным режимом с низким импедансом (100 кГц, диапазон 1 Ом, 1 В).

* Условия, при которых может быть включен высокоточный режим с низким импедансом, зависят от модели прибора. См. Руководство по эксплуатации используемого вами инструмента.

Используемая продукция Приложения для массового производства


Приложения для исследований и разработок

* Для получения дополнительной информации см. Каталог продукции.

Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) и коэффициент потерь D (tanδ) На рисунке ниже показана стандартная эквивалентная схема для электролитического конденсатора.
На низких частотах (от 50 Гц до 1 кГц) реактивное сопротивление (XL), являющееся результатом эквивалентной последовательной индуктивности L, чрезвычайно мало и может считаться равным нулю. Компоненты сопротивления и реактивного сопротивления каждого элемента в это время характеризуются векторным соотношением, показанным на рисунке на комплексной плоскости.
Идеальный конденсатор должен иметь R = 0 и коэффициент потерь D = 0, но поскольку реальные конденсаторы имеют различные компоненты сопротивления, включая сопротивление электродной фольги, сопротивление электролита и контактное сопротивление выводов и других частей, эквивалентное последовательное сопротивление ESR и потери Коэффициент D (tanδ) служат полезными индикаторами для использования при оценке качества электролитических конденсаторов.
Поскольку IM3533 и IM3536 могут одновременно измерять и отображать четыре параметра, их можно использовать для одновременной проверки реактивного сопротивления X, емкости C, эквивалентного последовательного сопротивления Rs и коэффициента потерь D в качестве индикаторов для использования при оценке электролитических конденсаторов, как показано на примеры скриншотов ниже.

Функция измерения смещения постоянного тока Электролитические конденсаторы обычно доступны в поляризованном и биполярном вариантах. Напряжение смещения постоянного тока должно подаваться на поляризованные конденсаторы по мере необходимости, чтобы предотвратить приложение обратного напряжения.

Поскольку IM3533 и IM3536 обеспечивают встроенную функцию напряжения смещения постоянного тока, они могут подавать смещение постоянного тока на конденсаторы, устраняя необходимость во внешнем источнике питания постоянного тока.

Определение Cs и Cp Вообще говоря, режим последовательной эквивалентной схемы используется при измерении элементов с низким импедансом (приблизительно 100 Ом или меньше), таких как конденсаторы с высокой емкостью, а режим параллельной эквивалентной схемы используется при измерении высокого импеданса. элементы (приблизительно 10 кОм или больше), такие как конденсаторы малой емкости.Если соответствующий режим эквивалентной схемы неясен, например, при измерении образца с импедансом примерно от 100 Ом до 10 кОм, проконсультируйтесь с производителем компонента. Тестирование конденсатора

— Пошаговый метод тестирования конденсатора различными способами

Чтобы проверить, работает ли конденсатор при правильном значении, необходимо провести тестирование конденсатора. В этой статье мы обсудим, что вы понимаете под тестированием конденсаторов, методы пошаговой проверки конденсатора различными способами и их преимущества.

Что такое конденсатор

Конденсатор — это устройство, используемое для электростатического накопления энергии в электрическом поле. Это пассивный двухконтактный электрический компонент. Конденсатор состоит из двух близких проводников или пластин, разделенных диэлектрическим материалом. Пластины накапливают электрический заряд при подключении к источнику питания.

Рис. 1 — Введение в тестирование конденсаторов

  Подробнее о конденсаторах: 
  Теория конденсаторов 
  Как работает конденсатор 
  Цикл зарядки и разрядки конденсатора 
 Маркировка номера конденсатора  - как декодировать на примере 
  Как считывать значения цветовой маркировки конденсаторов - Расчетные и идентификационные коды 
  Различные типы конденсаторов на рынке с описанием - Часть I 
  Различные типы конденсаторов на рынке с описанием - Часть II 
  Электролитический конденсатор - Свойства, применение, значение емкости и полярность 
  Керамический конденсатор - состав, типы, свойства и применение 
  Что такое суперконденсатор (ультраконденсатор) - характеристики, работа, типы и применение  

Как проверить конденсатор — пошаговые методы

Как и все электрические устройства, конденсатор также чувствителен к скачкам напряжения.Такие колебания напряжения могут повредить конденсаторы. Следовательно, необходимо регулярно проверять конденсаторы, следуя любому из методов, приведенных ниже. Различные типы конденсаторов показаны на рис. 2.

Рис. 2 — Различные типы конденсаторов

• Тестирование конденсаторов с помощью мультиметра с настройкой емкости
• Тестирование конденсаторов с помощью мультиметра без настройки емкости
• путем измерения постоянной времени
• Тестирование конденсатора с помощью простого вольтметра
• Тестирование конденсатора с помощью аналогового мультиметра
• Тестирование конденсатора путем замыкания проводов

Конденсатор Тестирование должно быть с использованием мультиметра с настройкой емкости 90

отсоединить от печатной платы, а затем полностью разрядить.

Следует сделать отметку, если номиналы конденсатора видны на его корпусе.

Ручка цифрового мультиметра должна быть установлена ​​в положение емкости.

Затем щупы мультиметра должны быть подключены к клеммам конденсатора.

После этого необходимо проверить показания цифрового мультиметра. Если показания мультиметра ближе к фактическим значениям (указанным на конденсаторе), в этот момент конденсатор можно считать исправным.Напротив, если разница между фактическим значением и измеренным показанием существенно велика (или иногда равна нулю), то конденсатор следует заменить, так как он мертв.

Рис. 3 — Изображение цифрового мультиметра

Конденсатор Тестирование с использованием мультиметра без настройки емкости

1. Сначала необходимо отсоединить конденсатор от печатной платы разряжена полностью.
2. Затем ручку мультиметра необходимо установить в положение «Ом» или «Настройки сопротивления». В случае нескольких диапазонов измерения сопротивления следует выбрать более высокий диапазон (обычно от 20 кОм до 200 кОм).
3. Затем щупы мультиметра должны быть подключены к клеммам конденсатора. В случае электролитического конденсатора красный зонд должен быть подключен к положительной клемме конденсатора, а черный зонд должен быть подключен к отрицательной клемме конденсатора. В случае неэлектролитического конденсатора его можно подключить любым способом.
4. После этого цифровой мультиметр отобразит на дисплее значение сопротивления. Затем он отобразит сопротивление разомкнутой цепи (т. Е. Бесконечность). Следует записать показания за этот короткий период.
5. Затем необходимо отключить конденсатор от мультиметра и повторить испытание несколько раз.
6. Для исправного конденсатора каждая попытка теста должна показывать аналогичный результат на дисплее. Если при дальнейших испытаниях сопротивление не изменится, то конденсатор следует заменить, так как он мертвый.

Конденсатор Тестирование путем измерения постоянной времени

1. Сначала необходимо отсоединить конденсатор от печатной платы, а затем полностью разрядить.
2. Затем необходимо последовательно подключить известный резистор (обычно резистор 10 кОм) с конденсатором.
3. После этого цепь необходимо замкнуть, подключив блок питания известного напряжения. Эта схема представляет собой не что иное, как RC-схему, показанную на рис.4.
4. Затем необходимо включить источник питания и измерить время, за которое конденсатор зарядится до 63,2% напряжения питания.
5. Затем, исходя из этого времени и сопротивления, необходимо измерить емкость и сравнить ее со значением, напечатанным на конденсаторе. Если они похожи или почти равны, то конденсатор можно считать исправным. Напротив, если разница существенно большая; то следует заменить конденсатор, так как он мертв.

Рис. 4 — RC-цепь, используемая при тестировании конденсатора

Тестирование конденсатора с вольтметром

1. Сначала необходимо отсоединить конденсатор от печатной платы, а затем его следует разрядить. полностью.
2. Затем необходимо соблюдать номинальное напряжение на конденсаторе (обычно оно упоминается как 16 В, 25 В, 50 В и т. Д.). После этого выводы конденсатора должны быть подключены к источнику питания или батарее, но напряжение должно быть быть меньше максимального рейтинга.
3. Затем конденсатор необходимо зарядить на короткий период (обычно 4-5 секунд), а затем его следует отключить от источника питания.
4. Затем цифровой мультиметр должен быть настроен на настройки вольтметра постоянного тока и должно быть измерено напряжение на конденсаторе. Должны быть подключены соответствующие клеммы вольтметра и конденсатора.
5. Для исправного конденсатора начальное значение напряжения на мультиметре должно быть близко к подаваемому напряжению. Напротив, если разница большая, то конденсатор считается неисправным.

Рис. 5 — Конденсатор, подключенный к батарее

Конденсатор Тестирование с помощью аналогового мультиметра

1. Сначала необходимо отсоединить конденсатор от печатной платы, а затем полностью разрядить .
2. Затем аналоговый мультиметр нужно установить в положение омметра, и если имеется несколько диапазонов, необходимо выбрать более высокий диапазон.
3. После этого выводы конденсатора должны быть подключены к щупам мультиметра и должны быть сняты показания мультиметра.
4. Вначале сопротивление будет низким, а затем постепенно будет увеличиваться для хорошего конденсатора. Для закороченного конденсатора сопротивление всегда будет низким. Для открытого конденсатора либо не будет движения стрелки, либо сопротивление всегда будет показывать более высокое значение.

Рис. 6 — Аналоговый мультиметр

Конденсатор Тестирование путем замыкания проводов

1. Сначала необходимо отсоединить конденсатор от печатной платы, а затем полностью разрядить.
2. Затем выводы конденсатора необходимо подключить к клемме питания.
3. После этого источник питания следует включить на очень короткий период времени (обычно от 1 секунды до 5 секунд), а затем выключить. Конденсатор ведет; затем необходимо отключить от источника питания.
4. Клеммы конденсатора должны быть закорочены с помощью металлического контакта. Этот шаг необходимо сделать, приняв надлежащие изоляционные меры.
5. Состояние конденсатора можно определить по искре от конденсатора.Для конденсатора в хорошем состоянии искра большая и сильная. Для плохого конденсатора искра маленькая и слабая.

Рис. 7 — Клеммы конденсатора закорочены

Преимущества тестирования конденсатора

Преимущества включают:

• Тестирование предотвращает системные потери.
• Это может предотвратить колебания тока.
• Помогает улучшить коэффициент мощности.

  Также читают:
Что такое стабилизатор напряжения - зачем он нам, как он работает, типы и применение
Как выбрать батарею - метод и краткосрочные / долгосрочные требования к питанию 
  Микроконтроллер - классификация, архитектура, применение, преимущества
  

Типы конденсаторов | Тестирование — ваш электротехнический гид

Конденсаторы разных типов встречаются почти в каждой электронной схеме.Конденсатор в основном предназначен для хранения электронов (электрической энергии) и высвобождения их при желании. Конденсатор состоит из двух проводов, разделенных изолятором. Проводники известны как пластины, а изолятор известен как диэлектрик.



Емкость — это мера способности конденсатора накапливать заряд. Он измеряется в фарадах (F) и обозначается буквой C. Поскольку фарад — это большая единица, обычно используются микрофарады (10 ^-6 мкФ) и пикофарады (10 ^-12 пФ).

Емкость конденсатора прямо пропорциональна площади пластин и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами. Это также зависит от диэлектрической проницаемости материала, используемого между пластинами.

Диэлектрическая постоянная , , , — это показатель эффективности материала в качестве изолятора. Эта постоянная сравнивает способность материала накапливать энергию в электрическом поле со способностью воздуха, диэлектрическая проницаемость которого равна 1.Бумага имеет диэлектрическую проницаемость от 2 до 3, слюда — от 5 до 6, а титан — от 90 до 170.

Конденсатор обеспечивает низкое сопротивление по переменному току и высокое по постоянному току. Таким образом, конденсаторы используются там, где мы хотим передавать переменные напряжения из одной цепи в другую, в то же время блокируя попадание постоянного напряжения в следующую цепь. Он также используется в качестве байпасного конденсатора, где он пропускает через него переменный ток.

Конденсаторы серии

Комбинация конденсаторов серии

уменьшает общую емкость комбинации.Общая емкость конденсаторов, соединенных последовательно , рассчитывается как общее сопротивление параллельных резисторов:

1 / C _T = 1 / C ₁ + 1 / C ₂ + 1 / C ₃ +… …

Параллельные конденсаторы

Размещение конденсаторов параллельно делает общую емкость равной сумме отдельных емкостей:

C _T = C ₁ + C ₂ + C ₃ + ……

Типы конденсаторов

Есть много типов конденсаторов.Ниже приведены наиболее распространенные типы конденсаторов :

Электролитические конденсаторы

Электролитические конденсаторы состоят из двух металлических фольг, разделенных тонкой сеткой или другим абсорбирующим материалом, пропитанным химической пастой, называемой электролитом.



Емкость электролитического конденсатора может составлять от 1 мкФ до нескольких тысяч микрофарад. Номинальное напряжение может составлять от 1 В до 500 В или более. Эти конденсаторы используются в ситуациях, когда требуется большая емкость.Он имеет высокое отношение емкости к размеру.

В цепях постоянного тока используются поляризованные электролитические конденсаторы, т. Е. Они имеют положительный и отрицательный выводы. При подключении электролитического конденсатора к цепям постоянного тока необходимо соблюдать полярность. В то время как электролитические конденсаторы, используемые в цепях переменного тока (для пускателей двигателей), не имеют полярности.

Бумажные конденсаторы

Бумажные конденсаторы изготавливаются методом прокатки фольги. Конденсатор состоит из двух металлических катушек из фольги, разделенных полосками бумаги.Эта бумага пропитана диэлектрическим материалом, например маслом, воском или пластиком.



Бумажные конденсаторы имеют емкость от 0,0005 мкФ до нескольких мкФ и рассчитаны на напряжение от 100 В до нескольких тысяч вольт. У них нет полярности. Их можно использовать как для постоянного, так и для переменного тока.

Керамические конденсаторы



Керамические конденсаторы бывают разных форм и размеров. Керамический дисковый конденсатор популярен, потому что его производство недорогое.Керамический материал — диэлектрик. Это прочный, надежный конденсатор общего назначения. Применяется для конденсаторов емкостью 0,1 мкФ и меньше. Их рабочее напряжение составляет от 3 В до 6000 В. Их можно использовать как в цепях постоянного, так и переменного тока.



Конденсаторы переменной емкости



В некоторых приложениях желательно иметь возможность легко изменять значение емкости. Это делается с помощью переменного конденсатора . Наиболее распространенный конденсатор переменной емкости — это конденсатор с воздушным бандажом.Диэлектрик этого конденсатора — воздух. Вращая вал на одном конце, мы можем изменить емкость воздушного конденсатора, изменив общую площадь между пластинами.

В некоторых схемах изменение емкости возникает нечасто. В таких ситуациях мы используем конденсатор переменной емкости, известный как подстроечный резистор или подстроечный элемент. И керамика, и слюда используются в качестве диэлектрика для триммеров.

Цветовая маркировка конденсаторов

В случае конденсаторов большой емкости их номинал указан на корпусе.Тогда как в случае небольших конденсаторов; его рейтинг напечатан на корпусе с использованием цветового кода. Цветовой код аналогичен используемому для сопротивлений.

Как проверить конденсатор?

Когда источник постоянного напряжения подключен к конденсатору, ток течет до тех пор, пока конденсатор не зарядится. Как только конденсатор заряжен, ток прекращается, и напряжение конденсатора становится равным напряжению источника напряжения. В цепи постоянного тока конденсатор действует как разомкнутая цепь после первоначальной зарядки.На основе этой информации мы можем легко проверить конденсаторы.

Метод 1

Этот метод используется для поляризованных электролитических конденсаторов, таких как 10 MFD 50 В, 1000 MFD 25 В и т. Д., Которые обычно используются в качестве конденсаторов связи или фильтрующих конденсаторов в электронных схемах.

• Возьмите аналоговый мультиметр.
• Установите измеритель на мегаомный диапазон для измерения сопротивления.
• Измерьте сопротивление конденсатора.

Если конденсатор исправен, то сначала он показывает низкое сопротивление, а через несколько секунд его сопротивление постепенно увеличивается до бесконечности.Однако это время нарастания сопротивления зависит от номинала конденсатора (емкости и напряжения).

Метод 2
Этот метод используется для неполяризованных конденсаторов, таких как 2,5 MFD 230 В, 100 MFD 250 В, которые обычно используются для вентиляторов, пускателей двигателей и т. Д.

• Убедитесь, что конденсатор полностью разряжен (закоротив его клеммы).
• Надежно подключите его к источнику переменного тока 230 В на несколько секунд.
• Выньте его из сети.
• Короткое замыкание клемм конденсатора.

Если появляется сильная искра, значит конденсатор исправен, в противном случае он слабый. Однако сила искры зависит от номинала конденсатора и напряжения питания . С заряженным конденсатором следует обращаться осторожно, иначе он может вызвать серьезное поражение электрическим током.