View
434
Download
14
Category
Preview:
DESCRIPTION
esr capacity meter
Citation preview
M A J 2 0 0 8 S V E T E L E K T R O N I K E
42
Kakovost današnjih elektronskih naprav je zelo izboljšana, tako da so na prvo mesto po številu odpovedi prišli elektrolitski kondenzatorji. Povišana temperatura, zmanjšanje moči, slabo tesnjenje ohišja pripeljejo do izsušitve elektrolita. Idealen kondenzator v vezju izmeničnega toka ima samo svojo reaktivno (kapacitivno) upornost.
Realni kondenzator za nadaljnje opazovanje lahko predstavimo kot idealni kondenzator in zaporedno vezan upor. Ta upor imenujemo ekvivalenčni serijski upor ESR. In kaj je ESR? To je uporovna komponenta kompleksne impedance Z(ω)=R+jX(ω) elementa.
Pri kapacitivnosti upornost kovinskih priključkov in elektrode vključujejo del ESRja v skupni del navedenih podatkov za dano komponento. Tipična vrednost ESRja za keramični kondenzator je med 0,01 in 0,1 Ohmov. Tantal kondenzatorji imajo tipično veliko manjši ESR.
Ekstra velik ESR v kondenzatorju je nezaželen, vendar linearni regulatorji so pogosto odvisni od ESRja za določanje ničle v frekvenčnem obsegu kot pomožna stabilizacija. To pomeni, da ima določanje velikosti ESRja v nekaterih primerih odločilno pomembnost.
V začetnem stadiju napaka oksidnih kondenzatorjev (elektrolitskih) izhaja iz povečanja esrja. Zaradi tega se poveča moč izgub in segrevanje kondenzatorja znotraj. Povečanje moči izgub je sorazmerno esrju kondenzatorja in kvadratu toka polnjenja. Naprej je proces progresiven do popolne izgube kapacitivnosti kondenzatorja. Pojav napak pri napravah, kjer se uporabljajo oksidni kondenzatorji, je lahko v različnih stadijih procesa. Vse je odvisno od pogojev delovanja kondenzatorja in lastnosti same naprave. Diagnostika takšnih napak samo z merjenjem kapacitivnosti z navadnim inštrumentom v večini primerov ne bo dala rezultatov, ker se kapacitivnost nahaja znotraj meja ali pa zelo malo odstopa. Zlasti so zahtevni elektrolitski kondenzatorji v izvorih napajanja z visoko frekvenčno pretvorbo, kjer so takšni kondenzatorji uporabljeni kot filtri. V takšnih konfiguracijah je velikost ESRja zelo pomembna.
Možnost merjenja ESRja bo dala realno sliko poškodovanih kondenzatorjev (razen kratkega stika), prav tako bomo imeli možnost napovedati nepravilnost v delovanju.
Zato lahko merimo kompleksno upornost na veliko višji frekvenci, na kateri ja kapacitivna upornost veliko nižja
Elko/Esr meter
Za določanje kakovosti elektrolitskih kondenzatorjev pogosto ni dovolj meriti njegovo kapacitivnost, zlasti, ko je vprašanje o konfiguracijah, ki delajo na višjih frekvencah, kot so stikalni napajalniki, televizorji in podobno. Za takšno diagnostiko moramo vedeti tudi esr (ekvivalenčno serijsko upornost) kondenzatorja. V tem prispevku vam predstavljamo poceni inštrument, ki vam lahko pride prav pri vašem delu.
P R A K T I Č N A E L E K T R O N I K A / E l k o / E s r m e t e r
Avtor: IvAn Ferenec
e-poštA: yu7cw@neobee.net
od dovoljenega ESRja. Na primer, na frekvenci 100 kHz kondenzator kapacitivnosti 10 µF ima kapacitivno upornost okoli 0,16 Ohmov, kar je dovolj majhna velikost. Če usmerimo signal navedene frekvence preko tokovno omejujočega upora na kondenzator, katerega merimo, bo napetost na njem proporcionalna modulu njegove kompleksne upornosti.
Praksa diagnostike okvar elektrolitskih kondenzatorjev z merjenjem ESRja je pokazala, da v veliki večini primerov okvarjeni kondenzatorji kapacitivnosti od 10 do 100 µF presegajo upornost od 1 Ohma. Pri tem izhajamo iz tega, da kakovostni kondenzatorji kapacitivnosti od 10 do 100 µF imajo ESR v mejah od 0,3 … 6 Ohmov v odvisnosti od kapacitivnosti in delovne napetosti. Natančnost meritev za določanje okvarjenih kondenzatorjev ne igra pomembne vlo
S V E T E L E K T R O N I K E M A J 2 0 0 8
43
Razpored elementov na tiskanem vezju (pogled s strani elementov): Tiskano vezje je dvostransko, velikosti 74,2 x 66,4 mm.Elementi so standardni in se je potrebno držati navedenih vrednosti, še zlasti pa vrednosti uporov zraven IC TL082 (uporabiti niz E24). Uporabljen stabilizator napetosti je 7805, čeprav bi lahko uporabili tudi 78L05, ker poraba ne presega 50 mA, pod pogojem, da ne pretiravate z nivojem osvetlitve LCDja. Seveda lahko uporabite tudi displej brez osvetlitve. PIC mikrokontroler je lahko 16F873ali 16F876. Čeprav so po podatkih enaki, se programiranje mikrokontrolerjev vseeno razlikuje in tega se morate zavedati, ko boste programirali mikrokontroler. ICL7660 se uporablja za ustvarjanje negativne napetosti 5 V. Pri montaži integriranih vezij bi bilo dobro, da ICL7660 in PIC vstavite v podnožje, ostale pa je zaželeno postaviti brez podnožij, zaradi možnih prehodnih upornosti, ker inštrument meri vrednosti miliohmov.
ge. Lahko mirno računamo z napako 1,5 do 2krat.
Razen tega je zelo pomembno, da lahko merimo brez demontaže kondenzatorja. Pri tem je pomembno, da merjeni kondenzator ni premoščen z elementi, katerih je upornost zelo blizu pričakovani velikosti ESRja, ta pogoj pa je v veliki večini primerov že izpolnjen.
P R A K T I Č N A E L E K T R O N I K A / E l k o / E s r m e t e r
M A J 2 0 0 8 S V E T E L E K T R O N I K E
44
Edini slovenski poljudnoznanstveni
mese~nik
ZNANSTVENI DOSEŽKI DOMAČIH IN TUJIH ZNANSTVENIKOV, TEHNIČNE IZBOLJŠAVE DOMA IN PO SVETU, RAZVOJ NOVIH TEHNOLOGIJ – RAZLOŽENE NA NAČIN, RAZUMLJIV VSAKOMUR!
80 barvnih strani,16 x 23 cm
Letna n
aročnin
a:
35,00 € (8.387 SIT)
Ugodnosti:• naročniki revije Življenje in tehnika imajo ob nakupu knjig in priročnikov Tehniške založbe Slovenije 20-% popust,• za naročnike vsako leto organiziramo strokovni izlet po dostopnejših cenah.
Naročila na:
ali na www.tzs.si
Naročite si svoj brezplačni ogledni izvod!
oglas_ZIT-maj_59x262.indd 1 21.5.2007 13:31:45
O G L A S I
S V E T E L E K T R O N I K E M A J 2 0 0 8
45
Nev
tron
& C
ompa
ny d
.o.o
., L
jubl
jana
I T • REVIJA • R A D I O • SPLET • TV
Osminka Image oglas 86x58_rdec.i1 1 27.3.2008 12:30:15
Polprevodniki nimajo vpliva na merjenje zaradi tega, ker je merna napetost na kondenzatorju nekaj deset milivoltov.
Predlagani inštrument povsem zadovoljuje navedene pogoje.
Tipke "SET", " +" in ""lahko postavimo na samem tiskanem vezju, tako da nastavitev naredimo samo enkrat ob prvi nastavitvi.
UglaševanjePri prvem vklopu: preverite prisotnost napetosti +5 V, za regulatorjem 7805 in 5 V (4,7 V) na izhodu DA4 (ICL7660).
Z uglaševanjem potenciometra P1 izberite odgovarjajoči kontrast LCD displeja.
Uglaševanje ničleOb vklopljenem inštrumentu kratko sklenite vhod Cx, pritisnite in držite tipko »+«, ter s pomočjo potenciometra R4 nastavite minimalno vrednost (vendar ne nič) istočasno na obeh kanalih. Ne spustite tipke »+«, pritisnite tipko »SET«, na displeju se pojavi sporočilo o vpisu v EEPROM in READY.
Z vklopom inštrumenta s pritisnjeno tipko »SET« prehajamo v način določanja korigirajočih koeficientov, ki so trije:
za kanal 1 Ohm, 10 Ohmov in za kapacitivnost. Spremembo koeficienta opravimo s tipkami »+« in »«; vpis v EEPROM opravimo s ponovnim pritiskom tipke »SET« in izklopom inštrumenta.
Merjenje vzorcev: z uporom 1 Ohm (ali manj), 10 Ohmov ter kapacitivnostjo (katero poznamo) določamo koeficient korekcije. Vpisujete z držanjem tipke »+« ali »« do odgovarjajoče vrednosti. Vpis v EEPROM opravim s ponovnim pritiskom na tipko »SET«. Inštrument izklopimo. Pri ponovnem vklopu bo inštrument uporabil nove vrednosti korekcije. Primerno je uporabiti poliestrski kondenzator večje kapacitivnosti (na primer 10 µF), v čigavo vrednost ste prepričani in z zaporedno vezavo z uporom od 1 Ohm ali manj za korekcijo področja od 1 Ohm, za področje Cx. Povezovanje upora od 10 do 15 Ohmov uporabite za korekcijo področja 10 Ohmov, adekvatno velikosti vezanega upora.
Natančnost inštrumenta popolnoma zadovoljuje in je v mejah od okoli 10 % za kondenzatorje preko 1 µF. Merjenje manjših vrednosti ni natančno zaradi velikosti toka polnjenja kondenzatorja. Maksimalna vrednost kapacitivnosti je 150.000 µF. Napake merjenja ESRja za vrednosti preko 3 Ohmov niso pomembne, ker imamo takšen kondenzator lahko za poškodovanega. V tabeli 1 so prikazane približne vrednosti enega proizvajalca.
Obstajajo tudi proizvajalci, ki imajo v svoji ponudbi tudi LOW ESR kondenzatorje.
Verjamem, da je inštrument z nizko ceno in podanimi karakteristikami povsem zadovoljiv. Avtor bo zelo rado pomagal s prodajo tiskanega vezja in sprogramiranim mikrokontrolerjem.
Povzeto po reviji Infoelektronika. •
•
•
P R A K T I Č N A E L E K T R O N I K A / E l k o / E s r m e t e r
Recommended