Једноставни ЕСР мерни круг

Пост говори о једноставном кругу ЕСР мерача који се може користити за идентификовање лоших кондензатора у електронском колу, а да их практично не уклања са плоче. Идеју је затражио Мануал Софиан

Техничке спецификације

Да ли имате шему о ЕСР мерачу. Техничари ми препоручују да прво проверим електролитику сваки пут кад пронађем мртви круг, али не знам како да га измерим.

Унапред се захваљујем на одговору.

Шта је ЕСР

ЕСР, што значи Еквивалентни отпор серије, је занемарљиво мала вредност отпора која обично постаје део свих кондензатора и пригушница и појављује се у серији са њиховим стварним јединичним вредностима, међутим у електролитским кондензаторима, нарочито због старења, вредност ЕСР може да се повећава на абнормалне нивое који негативно утичу на укупан квалитет и одговор укљученог кола.

Развијајући ЕСР у одређеном кондензатору може се постепено повећавати од само неколико милиома до чак 10 ома, што озбиљно утиче на одзив кола.

Међутим, горе објашњени ЕСР не мора нужно значити да би то такође утицало на капацитет кондензатора, у ствари би вредност капацитивности могла остати нетакнута и добра, а да се перформансе кондензатора погоршавају.

Захваљујући овом сценарију, нормално бројило капацитивности у потпуности не открива лош кондензатор погођен високом ЕСР вредношћу, а техничар сматра да су кондензатори у реду у смислу његове капацитивне вредности, што заузврат изузетно отежава решавање проблема.

Тамо где нормални мерачи капацитивности и мерачи ома постају потпуно неефикасни у мерењу или откривању абнормалних ЕСР у неисправним кондензаторима, ЕСР мерач постаје изузетно згодан за идентификацију таквих обмањујућих уређаја.

Разлика између ЕСР и капацитивности

У основи, ЕСР вредност кондензатора (у охима) показује колико је кондензатор добар ..

Што је нижа вредност, то су веће радне перформансе кондензатора.

ЕСР тест пружа нам брзо упозорење на неисправност кондензатора и много је кориснији у поређењу са тестом капацитивности.

У ствари, неколико неисправних електролита може показати ОКАИ када се прегледају помоћу стандардног мерача капацитивности.

У последње време разговарали смо са многим појединцима који не подржавају значај ЕСР-а и тачно у којој перцепцији је јединствен по капацитету.

Стога мислим да је вредно обезбедити исечак из технолошких вести угледног часописа чији је аутор Доуг Јонес, председник Индепенденце Елецтроницс Инц. Ефикасно се бави забринутошћу компаније ЕСР. 'ЕСР је активни природни отпор кондензатора према наизменичном сигналу.

Већи ЕСР може довести до временски константних компликација, загревања кондензатора, повећања оптерећења кола, укупног квара система итд.

Које проблеме ЕСР може изазвати?

Прекидачко напајање са високим ЕСР кондензаторима можда неће успети да се покрене оптимално или једноставно уопште неће да се покрене.

ТВ екран би могао бити укошен са стране / горе / одоздо због високог ЕСР кондензатора. Такође може довести до преурањених кварова диода и транзистора.

Сва ова и многа друга питања обично изазивају кондензатори са одговарајућим капацитетом, али великим ЕСР-ом, који се не могу детектовати као статички подаци и из тог разлога се не могу мерити помоћу стандардног мерача капацитивности или једносмерног охмметра.

ЕСР се појављује само када је наизменична струја прикључена на кондензатор или када диелектрично наелектрисање кондензатора непрестано мења стања.

Ово се може посматрати као укупни међуфазни отпор кондензатора наизменичне струје, комбинован са једносмерним отпором кондензаторских водова, једносмерним отпором међусобне везе са диелектриком кондензатора, отпором плоче кондензатора и међуфазним наизменичним напоном диелектричног материјала отпор у одређеној фреквенцији и температури.

Сви елементи који изазивају настајање ЕСР могли би се сматрати отпорницима у серији са кондензатором. Овај отпорник заправо не постоји као физички ентитет, па тренутно мерење „ЕСР отпорника“ једноставно није изводљиво. Ако је, с друге стране, доступан приступ који помаже у исправљању резултата капацитивне реактанције и ако се узме у обзир да су сви отпори у фази, ЕСР би могао да се одреди и тестира применом основне електронске формуле Е = И к Р!

АЖУРИРАЊЕ једноставније алтернативе

Дијаграм заснован на опционом појасу, који је доле дат, изгледа сложен, нема сумње, па бих након мало размишљања могао смислити ову једноставну идеју за брзу процену ЕСР било кондензатора.

Међутим, за ово ћете морати прво израчунати колико отпора идеално поседује одређени кондензатор, користећи следећу формулу:

Ксц = 1 / [2 (пи) фЦ]

• где је Ксц = реактанса (отпор у Охмима),
• пи = 22/7
• ф = фреквенција (узмите 100 Хз за ову апликацију)
• Ц = вредност кондензатора у Фарадсу

Вредност Ксц ће вам дати еквивалентни отпор (идеалну вредност) кондензатора.

Даље, пронађите струју кроз Охмов закон:

И = В / Р, Овде В ће бити 12 к 1,41 = 16,92 В, Р ће бити замењен са Ксц како је постигнуто из горње формуле.

Једном када пронађете идеалну струјну вредност кондензатора, можете користити следећи практични круг за упоређивање резултата са горе израчунатом вредношћу.

За ово ће вам требати следећи материјали:

• Трансформатор 0-12В / 220В
• 4 диоде 1Н4007
• 0-1 амп ФСД померајући калем или било који стандардни амперметар

Горњи круг ће пружити директно очитавање колике је струје кондензатор у стању да испоручи кроз њега.

Забележите јачину струје измерену из горњег подешавања и струју постигнуту из формуле.

На крају, поново употребите Охмов закон да бисте проценили отпоре из два тренутна (И) очитавања.

Р = В / И где ће напон В бити 12 к 1,41 = 16,92, 'И' ће бити према очитавањима.

Брзо добијање идеалне вредности кондензатора

У горњем примеру, ако не желите да пролазите кроз прорачуне, за поређење можете да користите следећу референтну вредност за добијање идеалне реактанције кондензатора.

Према формули, идеална реактанца кондензатора од 1 уФ је око 1600 Охма на 100 Хз. Ову вредност можемо узети као мерило и проценити вредност било ког жељеног кондензатора једноставним инверзним множењем попречно, као што је приказано доле.

Претпоставимо да желимо да добијемо идеалну вредност кондензатора од 10 уФ, врло једноставно:

1/10 = к / 1600

к = 1600/10 = 160 ома

Сада можемо упоредити овај резултат са резултатом добијеним решавањем струје амперметра у Омсовом закону. Разлика ће нам рећи у погледу ефективне ЕСР кондензатора.

НАПОМЕНА: Напон и фреквенција коришћени у формули и практичној методи морају бити идентични.

Коришћење опционог појачала за израду једноставног ЕСР мерача

ЕСР мерач се може користити за одређивање исправног стања сумњивог кондензатора током решавања проблема са старим електронским колом или јединицом.

Штавише, добра ствар код ових мерних инструмената је што се он може користити за мерење ЕСР-а кондензатора без потребе за уклањањем или изоловањем кондензатора са плочице, што корисника чини прилично једноставним.

Следећа слика приказује једноставан круг ЕСР мерача који се може изградити и користити за предложена мерења.

Кружни дијаграм

Како то ради

Коло се може разумети на следећи начин:

ТР1 заједно са приложеним НПН транзистором формира једноставни повратни блокирни осцилатор који осцилира на некој врло високој фреквенцији.

Осцилације индукују пропорционалну величину напона на 5 окретаја секундарног трансформатора, а овај индуковани високофреквентни напон примењује се на дотични кондензатор.

Опамп се такође може видети повезан са горе наведеним нисконапонским високофреквентним напајањем и конфигурисан је као струјно појачало.

Без ЕСР-а или у случају новог доброг кондензатора, мерач је постављен тако да указује на скретање у пуној скали која указује на минимални ЕСР на кондензатору који се пропорционално спушта према нули за различите кондензаторе са различитим количинама ЕСР нивоа.

Нижи ЕСР доводи до развоја релативно веће струје на инвертујућем сензорском улазу опампа који се у складу с тим приказује у мерачу са већим степеном отклона и обрнуто.

Горњи транзистор БЦ547 уведен је као заједнички ступањ регулатора напона колектора како би се ступњем осцилатора управљало са нижим 1,5 В, тако да се други електронски уређај у плочици око испитиваног кондензатора одржава под нултим напоном од испитне фреквенције од ЕСР мерач.

Процес калибрације бројила је једноставан. Држећи проводнике кратко спојене, унапред подешено 100к у близини мерила уА се подешава све док се не постигне пуна скретања скале на точкићу бројила.

После овога, различити кондензатори са високим ЕСР вредностима могу се верификовати у мерачу са одговарајуће нижим степеном отклона, као што је објашњено у претходном одељку овог чланка.

Трансформатор је изграђен преко било ког феритног прстена, користећи било коју танку магнетну жицу са приказаним бројем завоја.

Још један једноставан ЕСР тестер са једном ЛЕД лампицом

Коло пружа негативан отпор за прекид ЕСР кондензатора који је на испиту, стварајући континуирану серијску резонанцу кроз фиксни индуктор. На доњој слици приказан је дијаграм кола еср мерача. Негативни отпор генерише ИЦ 1б: Цк указује на кондензатор који се испитује, а Л1 је позициониран као фиксни индуктор.

Басиц Воркинг

Пот ВР1 олакшава негативни отпор који треба прилагодити. Да бисте тестирали, једноставно наставите да окрећете ВР1 док осцилације једноставно не престану. Једном када се то уради, вредност ЕСР може се проверити на скали причвршћеној иза точкића ВР1.

Опис кола

У одсуству негативног отпора, Л1 и Цк раде као серијски резонантни круг који је потиснут отпором Л1 и Цк-овим ЕСР. Овај ЕСР круг ће почети да осцилира чим се напаја преко напонског окидача. ИЦ1 функционише попут осцилатора да генерише квадратни таласни сигнал са мало ниске фреквенције у Хз. Овај одређени излаз се диференцира како би се створили напонски скокови (импулси) који покрећу прикључени резонантни круг.

Чим ЕСР кондензатора, заједно са отпором Р1, заврше негативним отпором, звоњење осцилације претвара се у константно осциловање. Ово затим укључује ЛЕД Д1. Чим се осцилација заустави услед пада негативног отпора, ЛЕД се искључује.

Откривање кратког кондензатора

У случају да се на Цк открије кратко спојени кондензатор, ЛЕД светли повећаном осветљеношћу. Током периода резонантног кола осцилира, ЛЕД се укључује само кроз позитивне ивичне полуциклусе таласног облика: што доводи до тога да светли само са 50% укупне осветљености. ИЦ 1 д напаја напона напола који се користи као референца за ИЦ1б.

С1 се може користити за подешавање појачања ИЦИб, што заузврат мења негативни отпор за омогућавање широких опсега ЕСР мерења, у распону од 0-1, 0-10 и 0-100 Ω.

Листа делова

Л1 Изградња

Индуктив Л1 је направљен намотавањем директно око унутрашња 4 стуба кућишта који се могу користити за завртње углова ПЦБ-а.

Број завоја може бити 42, користећи 30 СВГ супер емајлираних бакарних жица. Створите Л1 док не постигнете отпор од 3,2 Охм на крајевима намотаја или приближно вредност индуктивности од 90уХ.

Дебљина жице није пресудна, али вредности отпора и индуктивности морају бити горе наведене.

Резултати теста

Са детаљима намотаја као што је горе описано, кондензатор од 1,000уФ тестиран у Цк слотовима треба да генерише фреквенцију од 70 Хз. Кондензатор од 1 пФ може проузроковати повећање ове фреквенције на око 10 кХз.

Док сам испитивао коло, спојио сам кристалну слушалицу кроз кондензатор од 100 нФ на Р19 да бих тестирао ниво фреквенције. Шкљоцање квадратне фреквенције таласа било је лепо чујно док је ВР1 био подешен далеко од локације због које су осцилације престале. Како се ВР1 прилагођавао својој критичној тачки, могао сам да чујем чисти звук нисконапонске синевалне фреквенције.

Како калибрисати

Узмите висококвалитетни кондензатор од 1.000 μФ напона најмање 25 В и уметните га у Цк тачке. Постепено мењајте ВР1 док ЛЕД не буде потпуно искључен. Означите ову специфичну тачку иза бројчаника скале пота као 0,1 Ω.

Даље, прикључите познати отпорник у серију са постојећим тестираним Цк који ће довести до тога да се ЛЕД упали, а сада поново подесите ВР1 док се ЛЕД не искључи.

У овом тренутку означите ВР1 скалу за бирање свежом укупном вредношћу отпора. Можда би било пожељно радити са корацима од 0,1Ω на опсегу од 1Ω и прикладно већим корацима на друга два опсега.

Тумачење резултата

Графикон испод приказује стандардне вредности ЕСР, према евиденцији произвођача, узимајући у обзир чињеницу да је ЕСР израчунат на 10 кХз генерално 1/3 од онога тестираног на 1 кХз. Може се утврдити да су вредности ЕСР са кондензаторима стандардног квалитета од 10В 4 пута веће од оних са типовима ниског ЕСР од 63В.

Стога, кад год се кондензатор типа ниског ЕСР деградира до нивоа када је његов ЕСР сличан ономе као код типичног електролитског кондензатора, његови унутрашњи услови загревања повећаће се 4 пута више!

У случају да видите да је тестирана вредност ЕСР већа од 2 пута веће од вредности приказане на следећој слици, можда више нећете претпоставити да је кондензатор у свом најбољем стању.

Вредности ЕСР за кондензаторе чији се напонски напони разликују од доле наведених биће између применљивих линија на графикону.

ЕСР метар помоћу ИЦ 555

Није тако типично, али овај једноставан ЕСР круг је изузетно тачан и лак за изградњу. Запошљава сасвим обичне компоненте као што су ИЦ 555, 5В једносмерни извор, неколико других пасивних делова.

Коло је направљено помоћу ЦМОС ИЦ 555, подешеног са радним фактором 50:50.
Радни циклус се могао изменити помоћу отпорника Р2 и р.
Чак и мала промена вредности р која одговара ЕСР дотичног кондензатора, узрокује значајне разлике у излазној фреквенцији ИЦ.

Излазна фреквенција решена је формулом:

ф = 1 / 2ЦР1н (2 - 3 к)

У овој формули Ц представља капацитет, Р се формира од (Р1 + Р2 + р), р означава ЕСР кондензатора Ц, док је к позициониран као фактор једнак:

к = (Р2 + р) / Р.

Да би се осигурало да коло правилно ради, вредност фактора к не сме бити изнад 0,333.

Ако се повећа изнад ове вредности, ИЦ 555 ће постати неконтролисани режим осциловања на изузетно високој фреквенцији, која ће се искључиво контролисати кашњењем ширења чипа.

Наћи ћете експоненцијално уклесање излазне фреквенције ИЦ за 10Кс, као одговор на повећање фактора к са 0 на 0,31.

Како се још више повећава са 0,31 на 0,33, узрокујте да се излазни фркуецни повећа за још 10Кс магнитуде.

Под претпоставком да је Р1 = 4к7, Р2 = 2к2, минимални ЕСР = 0 за Ц, к фактор треба да падне око 0,3188.

Сада, претпоставимо да имамо ЕСР вредност од око 100 охма, што би довело до повећања вредности к за 3% на 0,3286. Ово сада приморава ИЦ 555 да осцилира фреквенцијом која је 3 пута већа у поређењу са оригиналном фреквенцијом при р = ЕСР = 0.

То показује да са порастом р (ЕСР) узрокује експоненцијални пораст фреквенције ИЦ излаза.

Како тестирати

Прво ћете морати да калибришете одзив кола помоћу висококвалитетног кондензатора са занемарљивим ЕСР и који има вредност капацитивности идентичну оној коју треба тестирати.

Такође бисте требали имати прегршт различитих отпорника тачних вредности у распону од 1 до 150 ома.

Сада уцртајте графикон излазна фреквенција вс р за вредности калибрације,

Затим прикључите кондензатор који треба тестирати на ЕСР и почните да анализирате његову ЕСР вредност упоређивањем одговарајуће фреквенције ИЦ 555 и одговарајуће вредности на уцртаном графикону.

Да би се обезбедила оптимална резолуција за ниже вредности ЕСР, на пример испод 10 охма, а такође и да би се решили диспаритета фреквенција, препоручује се додавање отпорника између 10 охма и 100 охма у серију са кондензатором који се тестира.

Једном када се вредност р добије на графикону, само треба да одузмете фиксну вредност отпора од тога р да бисте добили вредност ЕСР.