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