Самодельный измеритель ESR электролитических конденсаторов (CD40106B)
Эквивалентное сопротивление (ESR) — очень важный параметр электролитического конденсатора. Фактически, это сопротивление его выводов и обкладок.
В идеале, оно должно быть очень небольшим, — доли Ома. В реальности в общем-то вполне исправный конденсатор, без потери емкости, может иметь, например, повреждение материала обкладок, коррозийное или термическое.
В результате их сопротивление может быть довольно большим, — составлять десятки и сотни Ом. Чем это плохо? Тем, что это фактически равнозначно включению последовательно конденсатору резистора такого сопротивления.
В результате ограничивается ток зарядки и разрядки. И такой конденсатор уже не может работать, например, в источнике питания, в качестве сглаживающего пульсации.
Используемый здесь способ измерения ESR состоит в том, чтобы измерить полное сопротивление конденсатора на переменном токе, то есть, сумму его сопротивления активного и реактивного.
При этом частота переменного тока устанавливается достаточно высокой, чтобы реактивное сопротивление было столь малым, что им можно пренебречь. В данном случае частота составляет около 80 кГц.
Принципиальная схема
Генерирует её мультивибратор на элементе D1.1.
Но здесь нужен достаточно мощный мультивибратор, потому что для измерения столь малого сопротивления потребуется пропускать через него значительный ток.
Поэтому после мультивибратора на элементе D1.1 следует достаточно мощный выходной каскад, на остальных пяти элементах микросхемы D1, включенных параллельно. и двухтактный выход на мощных транзисторах VT1 и VT2.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного измерителя ESR электролитических конденсаторов.
Нагружен выходной каскад цепью из резисторов R2 и R3. Оба по 100 Ом. Испытуемый конденсатор подключается параллельно резистору R3. Таким образом, его сопротивление подключается параллельно R3.
И чем оно меньше, тем меньше напряжение на R3.
Переменное напряжение с R3 поступает на выпрямитель на диоде VD3 и конденсаторе СЗ.
В результате работы выпрямителя на конденсаторе СЗ выделяется постоянное напряжение, которое тем больше, чем больше сопротивление испытуемого конденсатора.
Далее это напряжение поступает на измеритель на микроамперметре Р1. Резистор R4 и диод VD4 служат для защиты микроамперметра от избыточного тока, когда испытуемый конденсатор не подключен или у него очень большое ESR.
Детали и налаживание
Подстроечный резистор R5 служит для калибровки прибора. Для калибровки прибора и разметки шкалы нужны образцовые постоянные резисторы низкого сопротивления. Например, 30 Ом, 10 Ом, 5 Ом, 3 Ом, 1 Ом, 0,5 Ом, 0,3 Ом.
Точного измерения ESR не требуется, потому что важно знать не какое оно именно, а насколько оно велико, и стоит ли использовать такой конденсатор. Поэтому, можно выбрать и типовой ряд резисторов, например, 30 Ом, 10 Ом, 5,1 Ом, 3 Ом, 1 Ом, 0,51 Ом, 0,3 Ом.
Перед первым включением питания нужно резистор R5 установить на мини минимальное положение (вниз по схеме).
Затем, подключаем самый большой резистор, в данном случае 30 Ом.
Включаем питание, и подстройкой R5 устанавливаем стрелку микроамперметра на максимальное значение шкалы. Можно на шкале сделать метку «30».
Затем, подключаем резистор 10 Ом, делаем метку «10», далее подключаем резистор 5 Ом, делаем метку «5», и так далее.
Теперь прибор сможет измерять ESR до 30 Ом. Если больше, — он зашкаливает. Прибор можно откалибровать и на другие значения, например, выбрать максимум 100 Ом (самый большой калибровочный резистор будет 100 Ом) или выбрать максимум 10 Ом (самый большой калибровочный резистор будет на 10 Ом).
Горчук Н. В. РК-08-2020.
Самодельный измеритель ESR
Всем привет 😉
ESR— это аббревиатура от английского выражения Equivalent Series Resistance, что переводится как Эквивалентное последовательное сопротивление. В русскоязычной терминологии можно также встретить выражение ЭПС, что, во общем-то тоже самое.
Что это за параметр такой? Если говорить сухим техническим языком- то это параметр конденсатора, который показывает активные потери в цепи переменного тока, и из этого выражения совершенно не понятно как это выглядит на практике.
В общем, давайте попробуем разобрать это более простым языком…
Раскрою Вам, друзья мои, огромную тайну: идеальных деталек не существует! Всегда есть какие-то допуски по параметрам и всегда существуют внутренние недостатки в виде не совсем качественных материалов или плохих контактов. Именно поэтому при сборке различной электронной технике во всем мире существуют различные стандарты: измерительная, военная или техника высокого класса всегда выполняется из более качественных (соответственно и более дорогостоящих) радиоэлементов, а при производстве таких изделий как телевизоры, автомагнитолы и прочий «ширпотреб» могут применяться детали с разбросом параметров до ±20% и это обращая практика почти для всех производителей.
То есть- в любой детальке во время работы могут возникать различные паразитные явления, приводящие к ее нагреву или частичной потери параметров. Не обошел этот феномен и конденсаторы, особенно электролитические. Ведь, по сути, что такое конденсатор? Это две пластины с диэлектриком между ними, которые свернуты в трубочку и находятся внутри цилиндрического корпуса.
Ничего не напоминает? Да, очень похоже на дроссель и, следовательно, при работе с переменным током, внутри него могут возникать различные паразитные наводки, напоминающие ток самоиндукции.
Помимо этого- к этим пластинам механическим способом приклепаны выводы. При низком качестве изготовления конденсатора(к сожалению как раз такие конденсаторы наиболее часто встречаются в аппаратуре потребительского класса) прочность соединения вывода с пластиной может быть недостаточным и на месте соединения может возникнуть нагрев.
Конечно все это ни к чему хорошему не приведет- мало того что мы получаем потери некоторых параметров, так еще и во время работы внутри конденсатора из-за нагрева могут возникнуть химические реакции, которые, к конечном счете приведут к еще бОльшему разрушению самого конденсатора.
Другими словами: потеря электрического переменного тока в конденсаторе оценивается как некое виртуальное сопротивление, включенное последовательно с конденсатором. Именно его и назвали
Хочу отметить несколько моментов:
* Этот параметр в основном дал о себе знать при работе с высокочастотными токами— чем выше частота, тем выше паразитные связи и поэтому
** во-первых параметру ESR еще буквально лет 10-15 назад почти никакого внимания не уделялось.
** Во вторых два совершенно одинаковых конденсатора из одной партии после длительной работы могут иметь разную степень износа- все зависит от того, в какой цепи они были установлены.
* Если конденсатор не имеет «беременности» это вовсе не означает что он исправен.
Возникает вопрос- как быть? Выход лишь один: нужно обзаводиться необходимыми приборами, и тут без вариантов!
Я уже как-то рассказывал о специализированном электронном приборе— вещь хорошая, цена терпимая, однако у него есть пара существенных недостатков:
1.
Чувствителен к питанию.
2. Не позволяет работать внутрисхемно.
Поэтому лично я собрал себе самопальный измеритель ESR по вот такой вот схеме:
Как он работает:
На микросхеме DD1 собран генератор импульсов.
Импульсы, вырабатываемые генератором, поступают через резистор R3, R4 и конденсаторы C2, C4 на усилительный каскад, собранный на транзисторе VT1.
Во время работы схемы на выходе транзистора присутствует сигнал, который после диодного моста VD2- VD5 поступает на измерительную головку (стрелочный прибор).
При подключении испытуемого конденсатора к выводам Cх происходит шунтирование выхода генератора на «землю», в результате чего импульсы ослабевают (вплоть до полного прекращения прохождения) и отклонение стрелки прибора становится меньше.
При увеличенном ESR у измеряемого конденсатора шунтирование генератора будет значительно меньше.
На практике это выглядит так:
* При включении прибора стрелка отклоняется в максимальное положение.
* При подключении хорошего конденсатора- стрелка падает на ноль.
* При подключении конденсатора с увеличенным ESR стрелка прибора отклоняется лишь немного или не отклоняется вообще.
Еще одной отличительной особенностью данного прибора является тот факт, что генератор прибора работает на высоких частотах. Поэтому измерительные работы можно проводить НЕ ВЫПАИВАЯ конденсаторы из схемы, что, несомненно, упрощает работу.
Разместил всю эту конструкцию в корпусе DVB приставки, в качестве прибора использовал стрелочный индикатор от магнитофона «Комета»
Не идеал, конечно, но в работе очень сильно выручает 😎
В качестве генератора можно использовать и другие логические ТТЛ микросхемы (про цоколевку только не забываем), в качестве корпуса и индикатора- вообще можно купить китайский стрелочный прибор и разместить все в нем.
Если прибор собран правильно и из исправных деталей, то в настройке он не нуждается.
Точность измерений- конечно-же будет приблизительная, но зато наглядная.
Рекомендую просто взять несколько резисторов сопротивлением от 1 до 5 Ом, подключить их поочередно к щупами прибора и посмотреть какие будут значения стрелки.
Удачи в ремонтах 😉
Как собрать схему измерителя ESR
базовая схема измерителя ESR, которая доступна для распознавания неисправных конденсаторов в электронной схеме, практически не избавляясь от них с печатной платы.
ESR, что означает эквивалентное последовательное сопротивление, представляет собой пренебрежимо малое значение сопротивления, которое обычно становится элементом всех конденсаторов и катушек индуктивности и может быть куплено последовательно с их точным единичным значением, несмотря на это, особенно в электролитических конденсаторах, из-за старения, значение ESR может продолжать повышаться до неравномерных уровней, что сильно повлияет на общее качество и реакцию требуемой схемы.
Сопротивление ESR, создаваемое в конкретном конденсаторе, может постепенно возрастать с нескольких мОм до 10 Ом, что значительно влияет на отклик схемы.
С другой стороны, вышеописанное ESR может не обязательно указывать на то, что емкость конденсатора, безусловно, также будет затронута, правда в том, что значение емкости может остаться неизменным и хорошим, но эффективность конденсатора ухудшится.
Именно из-за этого сценария стандартный измеритель емкости полностью не может идентифицировать неисправный конденсатор с высоким значением ESR, и технический специалист обнаруживает, что конденсаторы в порядке в отношении значения емкости, что часто делает поиск и устранение неисправностей практически невозможным.
Там, где обычные измерители емкости и омметры оказываются совершенно неадекватными для расчета или обнаружения необычного ESR в неисправных конденсаторах, измеритель ESR становится невероятно полезным для определения таких ненадежных устройств.
Измеритель ESR позволяет определить исправность сомнительного конденсатора при устранении неполадок в старой электронной схеме или блоке. Кроме того, положительным моментом этих калибровочных устройств является то, что их можно использовать для измерения ESR конденсатора без необходимости устранения или изоляции конденсатора от печатной платы, что делает вещи довольно простыми для пользователя.
На следующем рисунке показана простая схема измерителя ESR, которая часто разрабатывается и используется для предлагаемых измерений.
Схема может быть распознана следующим образом:
TR1 вместе с подключенным NPN транзистором образует базовый блокирующий генератор с обратной связью, который колеблется на довольно высокой частоте.
Колебания вызывают пропорциональную величину напряжения на 5 витках вторичной обмотки трансформатора, и это вызывает высокочастотное напряжение на рассматриваемом конденсаторе.
Также может наблюдаться операционный усилитель, связанный с вышеупомянутой низковольтной высокочастотной подачей, и он сконфигурирован как усилитель тока.
Без какого-либо ESR или в случае нового исправного конденсатора измеритель помещается так, чтобы показать отклонение полной шкалы, показывающее минимальное ESR на конденсаторе, которое, следовательно, приближается к нулю для разных конденсаторов с разными уровнями ESR.
Меньшее значение ESR приводит к сравнительно более высокому току, создаваемому через инвертирующий чувствительный вход операционного усилителя, который может таким же образом проявляться в измерителе с более высокой степенью отклонения и наоборот.
Верхний транзистор BC547 высвобождается в качестве обычного каскада регулятора напряжения коллектора, чтобы обеспечить работу каскада генератора с более низким напряжением 1,5 В, чтобы гарантировать, что другое электронное устройство на печатной плате вокруг тестируемого конденсатора хранится при нулевой нагрузке от тестовая частота от ESR метра.
Процесс калибровки счетчика прост. При совместном замыкании измерительных проводов предустановка 100 кОм возле измерителя uA изменяется до тех пор, пока на циферблате измерителя не будет достигнуто полное отклонение шкалы.
После этого различные конденсаторы с высокими значениями ESR могут быть проверены в измерителе с соответственно более низкими степенями отклонения, как обсуждалось в предыдущем разделе этого поста.
Трансформатор изготавливается на любом конкретном ферритовом кольце с использованием любого тонкого магнитного провода с указанным числом витков.
Об администраторе
3,7 В Индуктивность Конденсатор Измеритель СОЭ Тестер транзисторов DIY MG328 Многофункциональный тестер
Особенности:
— Тестер использует 3,7 В перезаряжаемую литиевую батарею 0 4y50003
— С портом MINIUSB он может питать тестер или заряжать аккумулятор 14500.
— Операция измерения одной кнопкой, задержка автоматического отключения питания. Ток выключения всего 20 нА, поддержка работы от батареи.
— Автоматическое обнаружение биполярных транзисторов PNP и NPN, N, P-канальных MOSFET, JFET FET, диодов, двух диодов, тиристоров, резисторов, конденсаторов, катушек индуктивности. Определения контактов автоматического обнаружения.
— Измерение коэффициента усиления тока (В) биполярного транзистора и напряжения включения эмиттерного перехода (Uf). Коэффициент усиления транзистора Дарлингтона можно определить по высокому пороговому напряжению и высокому току.
— Может обнаруживать биполярные транзисторы и внутренние защитные диоды MOSFET и отображать их на экране.
— Измерение порогового напряжения и емкости затвора MOSFET.
— Поддержка двух измерений сопротивления, можно измерить потенциал. Если потенциометр настроен на его конец, тестер не может различить середину и концы штифта.
— Разрешение измерения сопротивления составляет 0,1 Ом, максимальное значение измерений 50 МОм.
Диапазон измерения емкости от 25пФ до 100мФ (100000 мкФ). Разрешение до 1 пФ, диапазон измерения индуктивности 0,01 мГн-20Гн, в противном случае он будет отображаться как резистор, сопротивление индуктора постоянному току выше, чем если бы Европа 2100 также отображалась как резистор.
— Он может обнаруживать 2 мкФ выше эквивалентного последовательного сопротивления конденсатора (ESR), разрешение 0,01 Ом. Эта функция очень важна для определения характеристик конденсатора.
— Может отображать символы двух диодов в правильном направлении, также показывает прямое падение напряжения.
— Светодиод обнаруживает падение прямого напряжения на диоде выше нормы. Двойные светодиоды определяются как двойной диод. Одновременное обнаружение мигания светодиодов.
— Время каждого теста составляет около двух секунд, только измерения большой емкости и индуктивности займут много времени.
Спецификация:
1. Микроконтроллер ATmega328.
2. Результаты ЖК-дисплея 2×16 символов.
3. Управление одной кнопкой, автоматическое отключение питания.
4. ток выключения всего 20 нА, поддержка работы от батареи.
5. Бюджетная версия без кристалла, автовыключение. 1.05k версии программного обеспечения ATmega168 или ATmega328 в спящем режиме, когда нет измерений для снижения энергопотребления.
6. Автоматическое обнаружение биполярных транзисторов PNP и NPN, N, P-channel MOSFET, JFET, диодов, сдвоенных диодов, тиристорных SCR.
7. автоматически определяет расположение выводов.
8. Измерения порогового напряжения и коэффициента усиления тока эмиттерного перехода биполярного транзистора.
9. Транзистор Дарлингтона благодаря высокому пороговому напряжению и сильноточному коэффициенту усиления идентифицирован.
10. пары биполярных транзисторов, тестирование защитных диодов MOSFET.
11. Измеряется пороговое значение напряжения 11 и емкость затвора MOSFET.
12.
Поддерживает два измерения сопротивления, а символы показывают четыре старших числа и единицы измерения. Оба конца символа резистора показаны подключенными к номеру щупов тестера (1-3). Следовательно, потенциал также может быть измерен. Если потенциометр настроен на его конец, тестер не может различить середину и концы штифта.
Обратите внимание:
1. как выполнить калибровку,
Короткие три контрольные точки, на экране отображается этап калибровки. Когда будет предложено отсоединить короткий конец, отсоедините три контрольные точки, калибровка продолжится, подключите емкость при появлении запроса, подключите к емкости более 100 нФ на расстоянии от 1 до 3 футов (пожалуйста, используйте неполяризованные конденсаторы более 100 нФ), затем программа автоматически войдет следующий шаг, пока калибровка не будет завершена, перезагрузите компьютер, чтобы завершить исправление.
2. при первом использовании батареи активируйте ее.
