Na hlavní parametry kondenzátoru jsme již zvyklí: kapacita a provozní napětí. Ale v poslední době se jeho ekvivalentní sériový odpor (ESR) stal stejně důležitým parametrem. Co to je a co to ovlivňuje?

Protože EPS nejsilněji ovlivňuje provoz elektrolytických kondenzátorů, budeme o nich mluvit v budoucnu. Nyní rozebereme elektrolytický kondenzátor podle kostí a zjistíme, jaká tajemství skrývá.

Žádná elektronická součástka není dokonalá. To platí i pro kondenzátor. Souhrn jeho vlastností je znázorněn podmíněným diagramem.

Jak vidíte, skutečný kondenzátor se skládá z kapacity C , které jsme zvyklí vídat na schématech v podobě dvou svislých pruhů. Další rezistor Rs , který symbolizuje aktivní odpor vodičů a přechodový odpor vodiče - výstelky. Fotografie ukazuje, jak jsou vodiče drátu připevněny k deskám nýtováním.

Protože jakékoli, dokonce i velmi dobré dielektrikum, má určitý odpor (až stovky megaohmů), je rezistor zobrazen rovnoběžně s deskami Rp . Právě přes tento "virtuální" rezistor protéká tzv. svodový proud. Uvnitř kondenzátoru samozřejmě nejsou žádné odpory. Toto je pouze pro ilustraci a účely pohodlí.

Vzhledem k tomu, že desky elektrolytického kondenzátoru jsou zkroucené a instalovány v hliníkovém pouzdře, vzniká indukčnost L.

Tato indukčnost projevuje své vlastnosti pouze při frekvencích nad rezonanční frekvencí kondenzátoru. Přibližná hodnota této indukčnosti jsou desítky nanohenry.

Z toho všeho tedy vybereme, co je součástí EPS elektrolytického kondenzátoru:

Odpor, který je způsoben ztrátami v dielektriku jeho nehomogenitou, nečistotami a přítomností vlhkosti;

Ohmický odpor vodičů a desek. Aktivní odpor drátů;

Kontaktní odpor mezi deskami a vodiči;

To může také zahrnovat odpor elektrolytu, který se zvyšuje v důsledku odpařování rozpouštědla elektrolytu a změn jeho chemického složení v důsledku jeho interakce s kovovými deskami.

Všechny tyto faktory jsou sečteny a tvoří odpor kondenzátoru, kterému se říkalo ekvivalentní sériový odpor - zkráceně EPS, ale cizím způsobem ESR (E ekvivalent S seriál R existence).

Jak víte, elektrolytický kondenzátor může díky své konstrukci pracovat pouze v obvodech stejnosměrného a pulzujícího proudu kvůli své polaritě. Ve skutečnosti se používá v napájecích zdrojích k filtrování zvlnění za usměrňovačem. Připomeňme si tuto vlastnost kondenzátoru - propouštět proudové impulsy.

A pokud je ESR ve skutečnosti odpor, pak se na něm během toku proudových impulsů uvolní teplo. Přemýšlejte o síle rezistoru. Čím větší je EPS, tím více se bude kondenzátor zahřívat.

Zahřívání elektrolytického kondenzátoru je velmi špatné. Vlivem zahřívání se elektrolyt začne vařit a odpařovat, kondenzátor bobtná. Pravděpodobně jste si již všimli ochranného zářezu na horní straně pouzdra na elektrolytických kondenzátorech.

Při delším provozu kondenzátoru a zvýšené teplotě uvnitř se elektrolyt začne odpařovat a vyvíjet tlak na tento zářez. Postupem času se tlak uvnitř zvýší natolik, že se zářez zlomí a uvolní plyn.

"Zabouchnutý" kondenzátor na desce zdroje (důvod - překročení povoleného napětí)

Ochranný zářez také zabraňuje (nebo zeslabuje) výbuchu kondenzátoru při překročení povoleného napětí nebo změně jeho polarity.

V praxi se to děje naopak - tlak odtlačí izolant od svorek. Níže uvedená fotografie ukazuje kondenzátor, který vyschl. Jeho kapacita se snížila na 106 uF a ESR při měření bylo 2,8 Ω, zatímco normální hodnota ESR pro nový kondenzátor se stejnou kapacitou leží v rozsahu 0,08 - 0,1 Ω.

Elektrolytické kondenzátory se vyrábějí při různých provozních teplotách. U hliníkových elektrolytických kondenzátorů začíná spodní teplotní limit od -60 0 C a horní mez je +155 0 C. Ale většinou jsou takové kondenzátory navrženy pro provoz v teplotním rozsahu od -25 0 C do 85 0 C. C a od -25 0 C do 105 0 С. Někdy je na štítku uvedena pouze horní hranice teploty: +85 0 С nebo +105 0 С.

Přítomnost EPS ve skutečném elektrolytickém kondenzátoru ovlivňuje jeho činnost ve vysokofrekvenčních obvodech. A pokud u běžných kondenzátorů tento vliv není tak výrazný, pak u elektrolytických kondenzátorů hraje velmi důležitou roli. To platí zejména pro jejich provoz v obvodech s vysokou úrovní zvlnění, kdy protéká významný proud a vzniká teplo díky ESR.

Podívejte se na fotku.

Oteklé elektrolytické kondenzátory (kvůli dlouhodobému provozu při zvýšených teplotách)

Toto je základní deska osobního počítače, který se přestal zapínat. Jak vidíte, na desce s plošnými spoji vedle chladiče procesoru jsou čtyři nabobtnalé elektrolytické kondenzátory. Dlouhodobý provoz při zvýšených teplotách (externí ohřev z radiátoru) a slušná životnost vedly k tomu, že kondenzátory „bouchly“. To je způsobeno teplem a ESR. Špatné chlazení negativně ovlivňuje nejen provoz procesorů a mikroobvodů, ale jak se ukazuje, i elektrolytických kondenzátorů!

Snížení teploty okolí o 10 0 C prodlužuje životnost elektrolytického kondenzátoru téměř o polovinu.

Podobný obrázek je pozorován u selhání napájecích zdrojů PC - elektrolytické kondenzátory také bobtnají, což vede k poklesu a zvlnění napájecího napětí.

Vadné kondenzátory v ATX PC PSU (způsobené nekvalitními kondenzátory)

Často kvůli dlouhodobému provozu také selhávají spínané zdroje pro přístupové body, Wi-Fi routery a všechny druhy modemů kvůli „vyraženým“ nebo ztraceným kondenzátorům. Nezapomínejme, že při zahřívání dochází k vysychání elektrolytu, a to vede ke snížení kapacity. Popsal jsem příklad z praxe.

Ze všeho, co bylo řečeno, vyplývá, že elektrolytické kondenzátory pracující ve vysokofrekvenčních pulzních obvodech (zdroje, invertory, měniče, spínací stabilizátory) pracují spíše v extrémních podmínkách a častěji selhávají. S vědomím toho výrobci vyrábějí speciální série s nízkým ESR. Na takových kondenzátorech je zpravidla nápis Nízké ESR , což znamená „nízký EPS“.

Je známo, že kondenzátor má kapacitní nebo reaktanci, která klesá s rostoucí frekvencí střídavého proudu.

S rostoucí frekvencí střídavého proudu tedy bude reaktance kondenzátoru klesat, ale pouze do té doby, než se přiblíží hodnotě ekvivalentního sériového odporu (ESR). To je to, co je třeba měřit. Proto mnoho zařízení - ESR měřiče (ESR-metry) měří ESR na frekvencích několika desítek - stovek kilohertzů. To je nutné k tomu, aby se z výsledků měření "odstranila" hodnota reaktance.

Stojí za zmínku, že hodnota ESR kondenzátoru je ovlivněna nejen aktuální frekvencí zvlnění, ale také napětím na deskách, okolní teplotou a zpracováním. Proto není možné jednoznačně říci, že ESR například kondenzátoru je 3 ohmy. Při různých pracovních frekvencích se bude hodnota ESR lišit.

ESR měřič

Při kontrole kondenzátorů, zejména elektrolytických, byste měli věnovat pozornost hodnotě ESR. Existuje mnoho komerčně dostupných přístrojů pro testování kondenzátorů a měření ESR. Na fotografii je univerzální tester rádiových součástek (LCR-T4 Tester), jehož funkčnost podporuje měření ESR kondenzátorů.

V radiotechnických časopisech najdete popisy podomácku vyrobených zařízení a nástavců pro multimetry pro měření ESR. V prodeji najdete i vysoce specializované měřiče ESR, které jsou schopny měřit kapacitu a ESR bez jejich pájení z desky a také je před tím vybíjet, aby bylo zařízení chráněno před poškozením vysokým zbytkovým napětím kondenzátoru. Mezi taková zařízení patří například ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.

Při opravách elektroniky musíte často měnit elektrolytické kondenzátory. Současně se měří parametry, jako je kapacita a ESR, aby se posoudila jejich kvalita. Aby bylo s čím porovnávat, byla sestavena tabulka ESR, která udává ESR nových elektrolytických kondenzátorů různých kapacit. Tuto tabulku lze použít k vyhodnocení vhodnosti konkrétního kondenzátoru pro další servis.

Řekněte v:

Zájem našich čtenářů a autorů o vývoj a výrobu zařízení pro měření ESR (ESR) oxidových kondenzátorů neochabuje. Předpona nabízená níže pro multimetry řady 83x pokračuje v tomto tématu. Multimetry, další přístroje řady 83x jsou mezi radioamatéry velmi oblíbené pro svou dostupnou cenu a přijatelnou přesnost měření.

Články o rozšiřování schopností těchto zařízení byly opakovaně publikovány například na stránkách časopisu Radio. Při vývoji navrhovaného nástavce, stejně jako v, bylo úkolem nepoužívat přídavný zdroj energie. Schéma připojení je uvedeno v rýže. jeden.

Obr. 1

Zařízení postavená na čipech ICL71x6 ADC nebo jejich analogech mají vnitřní stabilizovaný zdroj napětí 3 V s maximálním zatěžovacím proudem 3 mA. Z výstupu tohoto zdroje je napájení přiváděno do set-top boxu přes "COM" konektor (společný vodič) a externí "NPNc" zásuvku, která je součástí osmipinové zásuvky pro připojení nízkopříkonové tranzistory v režimu měření koeficientu přenosu statického proudu. Metoda měření EPS je podobná jako u digitálního měřiče, která je popsána v článku. Navržený prefix se oproti tomuto zařízení výrazně liší jednoduchostí zapojení, malým počtem prvků a jejich nízkou cenou.

Hlavní technické vlastnosti
Interval měření EPS, Ohm:
s otevřenými kontakty spínače SA1 0,1... 199,9
se sepnutými kontakty (pozice "x0,1") 0,01...19,99
Kapacita testovaných kondenzátorů, ne menší než, uF 20
Spotřeba proudu, mA 1,5

Při práci s prefixem je přepínač typu provozu zařízení nastaven do polohy pro měření stejnosměrného napětí s limitem "200 mV". Externí zástrčky předpony "COM", "VΩmA", "NPNc" jsou připojeny k odpovídajícím zásuvkám zařízení. Časový diagram je uveden v rýže. 2. Generátor, sestavený na logickém prvku DD1.1 - Schmitt spoušť, VD1 dioda, kondenzátor C1 a rezistory R1, R2, generuje sekvenci kladných impulzů o délce t r = 4 μs s pauzou 150 μs resp. stabilní amplituda asi 3 V ( rýže. 2, a). Tyto impulsy lze pozorovat osciloskopem vzhledem ke společnému vodiči zdířky „COM“. Testovaným kondenzátorem zapojeným do zdířek "Cx" set-top boxu protéká při každém impulsu stabilní proud, nastavený odpory R4, R5, který se rovná 1 mA při otevřených kontaktech spínače SA1 popř. 10 mA se sepnutými kontakty (poloha "x0,1").

Uvažujme činnost jednotek a prvků nástavce s připojeným kontrolovaným kondenzátorem od okamžiku, kdy se na výstupu prvku DD1.1 objeví další pulz o délce t r. Z nízkoúrovňového impulsu invertovaného prvkem DD1.2 s dobou trvání t r se tranzistor VT1 sepne na 4 μs. Po nabití kapacity drain-source uzavřeného tranzistoru VT1 bude napětí na svorkách testovaného kondenzátoru záviset prakticky jen na proudu protékajícím jeho EPS. Na logickém prvku DD1.3, rezistoru R3 a kondenzátoru C2 je sestaven uzel zpožďující čelo impulsu generátoru o 2 μs. Během doby zpoždění t 3 má kapacita zdroje odběru uzavřeného tranzistoru VT1, posunujícího testovaný kondenzátor, čas se nabít a prakticky neovlivňuje přesnost procesu měření následujícího po t 3 (obr. 2b). Z impulzu generátoru zpožděného o 2 μs a zkráceného trvání na 2 μs se na výstupu měniče DD1.4 vytvoří vysokoúrovňový měřicí impulz s dobou trvání t meas = 2 μs (obr. 2, c). Z ní se otevře tranzistor VT2 a z poklesu napětí na EPS testovaného kondenzátoru přes odpory R6, R7 a otevřený tranzistor VT2 se začne nabíjet akumulační kondenzátor C3. Na konci měřicího impulsu a impulsu z výstupu generátoru z vysoké úrovně na výstupu prvku DD1.2 se tranzistor VT1 otevře a VT2 se uzavře z nízké úrovně na výstupu prvku DD1.4. Popsaný proces se opakuje každých 150 μs, což vede k nabíjení kondenzátoru C3 až do poklesu napětí na ESR testovaného kondenzátoru po několika desítkách period. Indikátor zařízení zobrazuje hodnotu ekvivalentního sériového odporu v ohmech. Při poloze přepínače SA1 "x0,1" musí být hodnoty indikátoru vynásobeny 0,1. Tranzistor VT1, otevřený mezi impulsy generátoru, eliminuje nárůst napětí (nabíjení) na kapacitní složce testovaného kondenzátoru na hodnoty pod minimální citlivostí zařízení, rovnající se 0,1 mV. Přítomnost vstupní kapacity tranzistoru VT2 vede k nulovému posunu zařízení. Pro eliminaci jeho vlivu se používají rezistory R6 a R7. Volbou těchto rezistorů dosáhnou absence napětí na kondenzátoru C3 s uzavřenými paticemi "Cx" (nulové nastavení).

O chybách měření. Za prvé, existuje systematická chyba, dosahující přibližně 6 % pro odpory blízké maximu v každém intervalu. Je to spojeno s poklesem testovacího proudu, ale není to tak důležité - kondenzátory s takovým EPS podléhají odmítnutí. Za druhé, existuje chyba měření v závislosti na kapacitě kondenzátoru.
To se vysvětluje zvýšením napětí během impulsu z generátoru do kapacitní složky kondenzátorů: čím menší je kapacita, tím rychlejší je její nabíjení. Tuto chybu lze snadno vypočítat se znalostí kapacity, proudu a doby nabíjení: U \u003d M / C. Takže u kondenzátorů s kapacitou větší než 20 mikrofaradů to neovlivňuje výsledek měření, ale u 2 mikrofaradů bude naměřená hodnota větší než skutečná hodnota asi o 1,5 Ohmů (respektive 1 mikrofarad - 3 Ohmy, 10 mikrofarady - 0,3 Ohmů atd.). P.).

ďábel w PCB zobrazeno na rýže. 3. Měly by být vyvrtány tři otvory pro kolíky tak, aby se do nich vešly s malým úsilím.

To usnadní proces jejich pájení na podložky. Pin "NPNc" - pozlacený z vhodného konektoru, vhodný je i kousek pocínovaného měděného drátu. Po instalaci kolíků "COM" a "VΩmA" se na vhodném místě vyvrtá otvor pro něj. Ten druhý - z neúspěšných měřicích sond. Kondenzátor SZ je žádoucí použít ze skupiny TKE ne horší než H10 (X7R). Tranzistor IRLML6346 (VT1) lze nahradit IRLML6246, IRLML2502, IRLML6344 (v sestupném pořadí). Kritéria výměny - odpor otevřeného kanálu ne více než 0,06 Ohm při napětí hradla-zdroje 2,5 V, kapacita zdroje kolektoru - ne více než 300 ... 400 pF. Pokud se však omezíme pouze na interval 0,01 ... 19,00 Ohm (spínač SA1 je v tomto případě nahrazen propojkou, rezistor R5 je odstraněn), pak maximální kapacita kolektoru-zdroje může dosáhnout 3000 pF. Tranzistor 2N7000 (VT2) vyměníme za 2N7002, 2N7002L, BS170C s prahovým napětím maximálně 2 ... 2,2 V. Před montáží tranzistorů zkontrolujte, zda umístění pinů souhlasí s vodiči desky plošných spojů . Hnízda XS1, XS2 v kopii autora - šroubová svorkovnice 306-021-12.

Set-top box by se před nastavením neměl připojovat k multimetru, aby nedošlo k jeho znefunkčnění, ale k nezávislému zdroji 3 V, např. ke dvěma sériově zapojeným galvanickým článkům. Plus tohoto zdroje je dočasně připojen na pin "NPNc" set-top boxu (bez připojení tohoto pinu k multimetru) a mínus je připojen k jeho společnému vodiči. Měří se odebíraný proud, který by neměl překročit 3 mA, poté se autonomní zdroj vypne. Zásuvky "Cx" jsou dočasně uzavřeny krátkým kouskem měděného drátu o průměru minimálně 1 mm. Čepy nástavce se zasouvají do stejnojmenných zásuvek na zařízení. Volbou rezistorů R6 a R7 se nastaví nulové hodnoty zařízení na obou polohách přepínače SA1. Pro pohodlí lze tyto odpory nahradit jedním trimrem a po nastavení nuly jsou odpory R6 a R7 připájeny celkovým odporem rovným trimru.

Odstraňte kus drátu, který uzavírá zásuvky "Cx". K nim je připojen rezistor 1 ... 2 0m, když je SA1 uzavřen, pak - 10 ... 20 Ohmů, když je otevřen. Porovnejte hodnoty zařízení s odpory rezistorů. V případě potřeby zvolte R4 a R5, čímž dosáhnete požadované přesnosti měření. Vzhled konzole je zobrazen na fotografii rýže. čtyři.
Prefix lze použít jako nízkoodporový ohmmetr, umí měřit i vnitřní odpor malých galvanických nebo dobíjecích článků a baterií přes sériově zapojený kondenzátor o kapacitě minimálně 1000 μF při dodržení polarity jeho zapojení. Od získaného výsledku měření je nutné odečíst ESR kondenzátoru, které je nutné předem změřit.

LITERATURA
1. Nechaev I. Nástavec na multimetr pro měření kapacity kondenzátorů. - Rozhlas, 1999, č. 8, s. 42,43.
2. Chudnov V. Nástavec na multimetr pro měření teploty. - Rozhlas, 2003, č. 1, s. 34.
3. Podushkin I. Generátor + jeden vibrátor = tři nástavce k multimetru. - Rozhlas, 2010, č. 7, s. 46, 47; č. 8, str. 50-52.
4. Datasheet ICL7136 http://radio-hobby.org/modules/datasheets/2232-icl7136
5. Biryukov S. Digitální měřič ESR. - Circuitry, 2006, č. 3, s. 30-32; č. 4, str. 36,37.

ARCHIV: Stáhnout ze serveru

Sekce: [Měřicí technika]
Uložit článek do:

V posledních letech našli specialisté a radioamatéři užitečnost hodnocení ekvivalentního sériového odporu (ESR) oxidových kondenzátorů zejména v opravárenské praxi pulzních zdrojů, kvalitních UMZCH a dalších moderních zařízení. Tento článek navrhuje měřič, který má řadu výhod.

V posledních letech našli specialisté a radioamatéři užitečnost hodnocení ekvivalentního sériového odporu (ESR) oxidových kondenzátorů zejména v opravárenské praxi pulzních zdrojů, kvalitních UMZCH a dalších moderních zařízení. Tento článek navrhuje měřič, který má řadu výhod.

Stupnice blízká logaritmické, vhodná pro zařízení s ukazatelem ukazatele, umožňuje určit hodnoty ESR přibližně v rozsahu od zlomků ohmu do 50 ohmů, přičemž hodnota 1 ohm je na stupnici odpovídající 35 ... 50 % celkového proudu odchylky. To umožňuje odhadnout hodnoty ESR s přijatelnou přesností v rozsahu 0,1 ... 1 Ohm, což je například nutné pro oxidové kondenzátory s kapacitou větší než 1000 μF, a s menší přesností - až 50 Ohmů.

Plné galvanické oddělení měřicího obvodu chrání zařízení před selháním při kontrole náhodně nabitého kondenzátoru - běžná situace v praxi. Nízké napětí na měřicích sondách (méně než 70 mV) umožňuje měření ve většině případů bez odpájení kondenzátorů. Napájení zařízení z jednoho galvanického článku napětím 1,5 V je akceptováno jako nejoptimálnější varianta (nízká cena a malé rozměry). Není třeba kalibrovat zařízení a sledovat napětí prvku, protože je k dispozici vestavěný stabilizátor a automatický spínač, když je napájecí napětí nižší než přípustná mez s blokováním zapnutí. A nakonec kvazidotykové zapínání a vypínání přístroje pomocí dvou miniaturních tlačítek.

Hlavní technické vlastnosti
Interval měřeného odporu, Ohm .......... 0,1 ... 50
Frekvence měření pulzů, kHz ........................120
Amplituda impulsů na sondách měřiče, mV ........ 50 ... 70
Napájecí napětí, V
jmenovité.................1.5
přípustné ...............0,9...3
Spotřeba proudu, mA, ne více než ........................ 20

Schéma zapojení zařízení je na Obr. jeden

Na tranzistorech VT1, VT2 a transformátoru T1 je namontován zvyšovací měnič napětí z 1,5 na 9 V. Kondenzátor C1 - filtrace.

Výstupní napětí převodníku je přiváděno přes elektronický spínač na trinistoru VS1, který kromě ručního zapínání a vypínání zařízení automaticky vypíná při sníženém napájecím napětí, jde do mikrovýkonového stabilizátoru namontovaného na čipu DA1 a rezistory R3, R4. Stabilizované napětí 4 V napájí generátor impulzů sestavený podle typického obvodu na šesti prvcích A-NOT mikroobvodu DD1. Obvod R6C2 nastavuje frekvenci testovacích impulzů přibližně na 100...120 kHz. LED HL1 - indikátor zapnutí zařízení.

Přes oddělovací kondenzátor C3 jsou impulsy přiváděny do transformátoru T2. Napětí z jeho sekundárního vinutí je přivedeno na zkoušený kondenzátor a na primární vinutí měřicího transformátoru proudu ТЗ. Ze sekundárního vinutí TK vstupuje signál přes půlvlnný usměrňovač na diodu VD3 a kondenzátor C4 do ručičkového mikroampérmetru RA1. Čím větší je ESR kondenzátoru, tím menší je odchylka ručičky měřiče.

Trinistorový spínač funguje následovně. V počátečním stavu má brána tranzistoru VT3 s efektem pole nízké napětí, protože trinistor VS1 je uzavřen, v důsledku čehož je napájecí obvod zařízení odpojen podél záporného vodiče. Přitom zátěžový odpor boost měniče je téměř nekonečný a v tomto režimu nefunguje. V tomto stavu je odběr proudu z baterie G1 téměř nulový.

Při sepnutých kontaktech tlačítka SB2 přijme měnič napětí zátěž tvořenou přechodovým odporem řídicí elektroda-katoda trinistoru a rezistoru R1. Převodník se rozběhne a jeho napětí otevře trinistor VS1. Tranzistor s efektem pole VT3 se otevře a záporný napájecí obvod stabilizátoru a generátoru je připojen k převodníku přes velmi nízký odpor kanálu tranzistoru s efektem pole VT3. Vypínací tlačítko SB1 při stisknutí odpojí anodu a katodu trinistoru VS1, v důsledku toho se tranzistor VT3 také uzavře a zařízení se vypne. K automatickému vypnutí při nízkém napětí baterie dojde, když proud přes trinistor klesne pod přídržný proud. Napětí na výstupu zesilovacího měniče, při kterém k tomu dochází, je zvoleno tak, aby postačovalo pro normální činnost stabilizátoru, tedy aby byl minimální přípustný rozdíl mezi hodnotami napětí na vstupu a výkon mikroobvodu DA1 je vždy zachován.

Konstrukce a detaily

Všechny části přístroje s výjimkou mikroampérmetru a dvou tlačítek jsou umístěny na jednostranném plošném spoji o rozměrech 55x80 mm. Výkres desky je na obr. 2. Tělo zařízení je vyrobeno z getinaků potažených fólií. Pod mikroampérmetrem jsou instalována miniaturní TV tlačítka.

Všechny transformátory jsou navinuty na kroužcích z 2000NM feritu velikosti K10x6x4,5, ale tyto rozměry nejsou kritické. Transformátor T2 má dvě vinutí: primární - 100 otáček, sekundární - jedna otáčka. U transformátoru TK se primární vinutí skládá ze čtyř závitů a sekundární vinutí z 200 závitů. Průměr vodičů vinutí transformátorů T2 a TK není kritický, ale je žádoucí navinout ty, které jsou součástí měřicího obvodu, silnějším drátem - asi 0,8 mm, ostatní vinutí těchto transformátorů jsou navinuta PEV- 2 drát o průměru 0,09 mm.

Tranzistory VT1 a VT2 - kterýkoli z řady KT209. je žádoucí vybrat je se stejným základním koeficientem přenosu proudu. Kondenzátory lze použít jakékoli vhodné velikosti: odpory - MLT s výkonem 0,125 nebo 0,25 W. Diody VD1 a VD2 - jakýkoli střední výkon. Dioda VD3 - D311 nebo některá z řady D9. Tranzistor VT3 s efektem pole je téměř jakýkoli p-kanál s nízkým odporem otevřeného kanálu a nízkým prahovým napětím hradlového zdroje; pro kompaktní montáž byla část základny odstraněna z tranzistoru IRF740A

LED je vhodná pro jakýkoli zvýšený jas, jehož záře je viditelná již při proudu 1 mA.

Mikroampérmetr RA1 - M4761 ze starého kotoučového magnetofonu, s celkovým vychylovacím proudem šípu 500 μA. Jako sonda byl použit kousek stíněného drátu o délce 20 cm, na který se navlékne vhodné tělo kuličkového pera a na konec středového jádra a na stínítko drátu se připájejí tenké ocelové jehly. Jehly se dočasně fixují ve vzdálenosti 5 mm od sebe, tělo sondy se přes ně mírně zatlačí a spoj se naplní horkým lepidlem; spoj je vylisován ve formě koule o průměru o něco menším než centimetr. Taková sonda je podle mě pro takové měřiče nejoptimálnější. Ke kondenzátoru se snadno připojíte přiložením jedné jehly na jednu svorku kondenzátoru a druhé jehly se dotknete druhé svorky, podobně jako při práci s kružítkem.

O nastavení zařízení.

Nejprve se zkontroluje činnost zesilovacího měniče. Jako zátěž můžete dočasně připojit k výstupu převodníku rezistor 1 kΩ. Poté propojkou dočasně propojte anodu a katodu trinistoru a nastavte rezistor R3 na výstupu stabilizátoru DA1 na napětí přibližně 4 V. Frekvence generátoru by se měla pohybovat v rozmezí 100 ... 120 kHz.

Dále se jehly sondy uzavřou vodičem a nastavením ladicího rezistoru R3 se jehla mikroampérmetru nastaví mírně pod maximální polohu, poté při pokusu o změnu fázování jednoho z měřicích vinutí dosáhnou maximálních hodnot zařízení a nechte vinutí v takovém zapojení. Nastavením odporu R3 nastavte šipku na maximum. Připojením bezdrátového rezistoru s odporem 1 Ohm k sondám se zkontroluje poloha šipky (měla by být přibližně uprostřed stupnice) a případně změnou počtu závitů v primáru. vinutí TK transformátoru se změní natažení měřítka. Zároveň při každém nastavení šipky mikroampérmetru na maximum úpravou R3.

Jako nejoptimálnější se zdá být měřítko, na kterém hodnoty EPS nepřesahující 1 Ohm zabírají přibližně 0,3 ... 0,5 celé jeho délky, to znamená, že hodnoty od 0,1 do 1 Ohm na každých 0,1 Ohm jsou volně rozlišitelné. V přístroji lze použít jakékoli jiné mikroampérmetry s celkovým odchylkovým proudem nejvýše 500 μA: u citlivějších bude nutné snížit počet závitů sekundárního vinutí transformátoru TK.

Dále se vytvoří vypínací uzel výběrem odporu R1, místo něj můžete dočasně připájet ladicí odpor s odporem 6,8 kOhm. Po přivedení napájení na vstup DA1 z externího regulovaného zdroje je napětí na výstupu DA1 monitorováno voltmetrem. Měli byste najít nejmenší vstupní napětí stabilizátoru, při kterém výstup ještě nezačne klesat - to je minimální provozní vstupní napětí. Je třeba mít na paměti, že čím nižší je minimální provozní napětí, tím plněji bude využit zdroj baterie.

Dále se volbou odporu R1 dosáhne náhlého uzavření trinistoru při napájecím napětí mírně vyšším, než je minimální přípustné. To je jasně vidět z odchylky šipky zařízení. Ta by měla se zavřenými sondami prudce klesnout z maxima na nulu, zatímco LED dioda zhasne. Trinistor se musí zavřít dříve než tranzistor s efektem pole VT3; jinak nedojde k prudkému přepnutí. Dále znovu zkontrolujte ruční zapínání a vypínání tlačítky SB1 a SB2.

Na závěr je stupnice měřiče kalibrována pomocí bezdrátových odporů příslušných jmenovitých hodnot. Použití zařízení v praxi oprav ukázalo jeho větší účinnost a pohodlí ve srovnání s jinými podobnými zařízeními. Mohou také úspěšně kontrolovat přechodový odpor kontaktů různých tlačítek, jazýčkových spínačů a relé.

Článek je převzat z webu www.radio-lubitel.ru

Start

Ano, toto téma bylo probíráno mnohokrát, včetně zde. Sestavil jsem dvě verze schématu Ludens a velmi dobře se osvědčily, avšak všechny dříve navržené možnosti mají své nevýhody. Přístrojové stupnice s číselníkovými úchylkoměry jsou velmi nelineární a ke kalibraci vyžadují mnoho nízkoodporových rezistorů, tyto stupnice je nutné nakreslit a vložit do hlavic. Přístrojové hlavice jsou velké a těžké, křehké, pouzdra malých plastových indikátorů jsou většinou pájená a často mají malou stupnici. Slabým místem téměř všech předchozích návrhů je jejich nízké rozlišení. A u kondenzátorů LowESR stačí měřit setiny ohmu v rozsahu od nuly do půl ohmu. Byla navržena i zařízení na bázi mikrokontrolérů s digitální váhou, ale ne každý se mikrokontroléry a jejich firmwarem zabývá, zařízení se ukazuje jako nepřiměřeně složité a poměrně drahé. Proto v časopise Radio vytvořili rozumné racionální schéma - každý radioamatér má digitální tester a stojí to cent.

Udělal jsem minimální změny. Pouzdro - z vadné "elektronické tlumivky" pro halogenové žárovky. Napájení - baterie "Krona" 9V a stabilizátor 78L05. Odstranil jsem přepínač - je velmi vzácné měřit LowESR v rozsahu do 200 Ohmů (pokud mám chuť, používám paralelní zapojení). Změněny některé detaily. Čip 74HC132N, tranzistory 2N7000(až 92) a IRLML2502(sot23). Vzhledem ke zvýšení napětí ze 3 na 5 voltů nebylo potřeba volit tranzistory.
Během testování zařízení fungovalo normálně od napětí čerstvé baterie 9,6 V až po zcela vybitých 6 V.

Navíc jsem pro pohodlí použil odpory smd. Všechny smd prvky jsou dokonale připájeny páječkou EPSN-25. Místo sériového připojení R6R7 jsem použil paralelní připojení - je to pohodlnější, na desce jsem zajistil paralelní připojení proměnného odporu s R6 pro nastavení nuly, ale ukázalo se, že „nula“ je stabilní v celém rozsahu napětí, které jsem uvedl.

Překvapením bylo, že v návrhu „vyvinutém v zásobníku“ byla přepólována spojka VT1- odtok a zdroj jsou zaměněny (opravte, pokud se mýlím). Vím, že tranzistory budou fungovat i s tímto zařazením, ale takové chyby jsou pro redaktory nepřijatelné.

Celkový

Toto zařízení mi funguje asi měsíc, jeho hodnoty při měření kondenzátorů s ESR v jednotkách ohmů se shodují se zařízením podle schématu Ludens .
Byl již testován v bojových podmínkách, kdy se mi počítač přestal zapínat kvůli kapacitám v napájecím zdroji, přičemž nebyly patrné známky „vyhoření“ a kondenzátory nebyly oteklé.

Přesnost odečtů v rozsahu 0,01 ... 0,1 Ohm umožnila odmítnout pochybné a nevyhazovat staré pájené kondenzátory, ale s normální kapacitou a ESR. Zařízení je jednoduché na výrobu, díly dostupné a levné, tloušťka drah umožňuje jejich tažení i se zápalkou.
Schéma je podle mého názoru velmi povedené a zaslouží si zopakování.

Soubory

Tištěný spoj:
▼ 🕗 25/09/11 ⚖️ 14,22 Kb ⇣ 668 Ahoj čtenáři! Jmenuji se Igor, je mi 45, jsem Sibiřan a nadšený amatérský elektroinženýr. Od roku 2006 jsem vymyslel, vytvořil a udržuji tento úžasný web.
Již více než 10 let existuje náš časopis pouze na mé náklady.

Dobrý! Dárek je u konce. Pokud chcete soubory a užitečné články - pomozte mi!

Pro hledání takových kondenzátorů je navrženo zařízení navržené a vyrobené autorem s vysokou přesností a rozlišením. Pro větší pohodlí používání zařízení je zajištěna možnost jeho společného provozu s téměř jakýmkoli digitálním voltmetrem (multimetrem). Vzhledem k cenové dostupnosti „lidových“ digitálních multimetrů řady 8300 je navržený návrh pro mnohé radioamatéry jakýmsi „nálezem“, zvláště když uvážíte, že obvod neobsahuje žádné nedostatkové nebo drahé součástky a dokonce cívkové jednotky .

Všude se používají oxidové (elektrolytické) kondenzátory. Ovlivňují spolehlivost a kvalitu provozu radioelektronických zařízení (RES). Z hlediska kvality a účelu se kondenzátory vyznačují mnoha ukazateli. Nejprve byl hodnocen výkon a rozsah kondenzátorů z hlediska kapacity, provozního napětí, svodového proudu a ukazatelů hmotnosti a velikosti. Zvýšil se výkon a zvýšily se frekvence, při kterých se používají elektrolytické kondenzátory. Moderní spínané zdroje pro OZE mají výkon desítek až stovek wattů (i více) a pracují na frekvencích desítek až stovek kilohertzů. Zvýšily se proudy protékající kondenzátory, respektive zvýšily se i požadavky na jejich parametry.

Bohužel v sériové výrobě ukazatele kvality ne vždy splňují normy. Za prvé to ovlivňuje takový parametr, jako je ekvivalentní sériový odpor (ESR) nebo ESR. Této problematice není věnována dostatečná pozornost, zejména v radioamatérské literatuře, i když poruch vznikajících vinou EPS kondenzátorů přibývá. Je to škoda, ale i mezi zbrusu novými kondenzátory se stále častěji setkáváme s exempláři se zvýšeným EPS.

Výjimkou nejsou ani zahraniční kondenzátory. Jak ukázala měření, hodnota ESR pro kondenzátory stejného typu se může několikrát lišit. Máte-li k dispozici měřič ESR, můžete si vybrat kondenzátory s nejmenší hodnotou ESR pro instalaci v nejkritičtějších uzlech zařízení.

Neměli bychom zapomínat, že uvnitř kondenzátoru probíhají elektrochemické procesy, které ničí kontakty v zóně spojení desek s hliníkovými kontakty. Pokud má nový kondenzátor nadhodnocenou hodnotu ESR, pak jeho provoz nepřispívá k jeho snížení. Naopak EPS se s časem zvyšuje. Zpravidla platí, že čím více ESR měl kondenzátor před instalací, tím dříve jeho hodnota vzroste. ESR vadného kondenzátoru se může zvýšit z několika ohmů na několik desítek ohmů, což je ekvivalentní vzhledu nového prvku - odporu uvnitř vadného kondenzátoru. Protože se na tomto odporu rozptyluje tepelná energie, kondenzátor se zahřívá a elektrochemické procesy v kontaktní zóně probíhají rychleji, což přispívá k dalšímu zvýšení ESR.

Specialisté na opravy různých RES si jsou dobře vědomi závad spínaných zdrojů spojených se zvýšením ESR kondenzátorů. Měření kapacity pomocí široce používaných přístrojů často nedává požadované výsledky. Bohužel u takových zařízení (C-metry) není možné identifikovat vadné kondenzátory z hlediska ESR. Kapacita bude v normálních mezích nebo jen o málo nižší. Při hodnotě ESR nepřesahující 10 ohmů nedávají odečty měřiče kapacity důvod k podezření (taková hodnota ESR prakticky neovlivňuje přesnost měření) a kondenzátor je považován za provozuschopný.

Technické požadavky na elektroměr EPS. Zvýšené požadavky na kvalitu kondenzátorů jsou kladeny především u spínaných zdrojů, kde se tyto kondenzátory používají jako filtry do frekvencí do 100 kHz nebo ve spínacích obvodech výkonových prvků. Schopnost měřit ESR umožňuje nejen odhalit vadné kondenzátory (kromě případů úniku a zkratu), ale také, což je velmi důležité, provést včasnou diagnostiku REM defektů, které se dosud neprojevily. Aby bylo možné měřit ESR, proces měření komplexního odporu kondenzátoru se provádí při dostatečně vysoké frekvenci, kde je kapacita mnohem menší než přípustná hodnota ESR. Takže například pro kondenzátor s kapacitou 5 μF je kapacita 0,32 ohmů při frekvenci ) 00 kHz. Jak vidíte, kapacita i nízkokapacitního elektrolytického kondenzátoru je mnohonásobně menší než ESR vadného kondenzátoru. Hodnota ESR vadných kondenzátorů s kapacitou až 200 mikrofaradů výrazně přesahuje 1 ohm.

Podle hodnoty ESR lze s jistotou posoudit vhodnost kondenzátoru pro určité účely. Při nákupu kondenzátorů pomocí přenosného měřiče ESR si můžete vybrat nejlepší kopie. Je důležité, aby proces měření ESR mohl být proveden bez demontáže testovaných kondenzátorů. V tomto případě je nutné, aby kondenzátor nebyl posunutý odporem s odporem úměrným EPS. Maximální napětí na sondách zařízení by mělo být omezeno tak, aby nedošlo k vyřazení opravovaných prvků REM. Polovodičová zařízení by neměla ovlivňovat odečty měřiče EPS. To znamená, že napětí na měřeném kondenzátoru musí být minimální, aby se vyloučil vliv aktivních prvků OZE.

Při práci ve stacionárních podmínkách musí být zařízení napájeno ze sítě (můžete např. použít příslušný vypínač a externí napájecí zdroj). Aby se zabránilo přepólování externího napájecího zdroje nebo nabíječky, musí být zajištěna ochrana. Aby se zabránilo hlubokému vybití baterií, měla by být zajištěna ochrana proti odpojení nebo alespoň indikace monitorování napětí baterie. Chcete-li stabilizovat parametry zařízení, musíte použít vestavěný regulátor napětí. Tento stabilizátor musí splňovat minimálně dva požadavky: být ekonomický, tzn. mají nízkou vlastní spotřebu proudu a poskytují poměrně stabilní výstupní napětí, když se vstupní napájecí napětí mění v rozsahu alespoň 7 ... 10 V.

Velmi důležitý je indikátor hodnot EPS. Elektroměry ESR s diskrétní indikací například na LED diodách jsou málo použitelné pro vyřazování (výběr) kondenzátorů z velkých sérií a mají obrovské chyby v měření ESR. Elektroměry EPS s nelineárními stupnicemi způsobují problémy s implementací nové stupnice, s odečítáním indikací a mají velkou chybu měření. Nové obvody na programovatelných "čipech" (mikrokontrolérech) bohužel většina radioamatérů zatím nemá k dispozici. Za cenu samotného mikrokontroléru si můžete zakoupit všechny komponenty pro výrobu měřiče EPS zvažovaného níže.

Jako součást měřiče EPS je vhodné mít ručičkové měřicí zařízení s lineární stupnicí, která nevyžaduje žádné úpravy, používající např. jednu společnou stupnici 0 ... 100 pro všechny dílčí rozsahy zařízení. Při dlouhé a intenzivní práci s měřičem EPS je velmi vhodné používat digitální váhu. Nezávislá výroba digitálního zařízení však není zisková kvůli složitosti návrhu jako celku a vysoké ceně. Je lepší zajistit možnost práce měřiče ve spojení s široce používaným a levným digitálním multimetrem řady 8300, jako je M830B. Postačí jakýkoli jiný digitální voltmetr s podobnými vlastnostmi, který má rozsah měření stejnosměrného napětí 0 ... 200 mV nebo 0 ... 2000 mV. Za cenu jednoho mikrokontroléru si můžete pořídit jeden nebo dokonce dva tyto multimetry. Digitální indikátor měřiče ESR umožňuje rychlé třídění kondenzátorů. Ukazatel (vestavěný) měřič je užitečný v případech, kdy není po ruce žádný digitální tester.

Snad nejdůležitějším parametrem je spolehlivost zařízení. A to tak či onak závisí na lidském faktoru. Co je to za zařízení, které selže, když testovaný kondenzátor není vybitý? Opraváři zařízení ve spěchu často vybíjejí kondenzátory nikoli odpory, ale drátovými propojkami, což nepříznivě ovlivňuje životnost samotných elektrolytických kondenzátorů. Zařízení nesmí selhat a vybíjet kondenzátory extra proudy.

Měřič ESR musí mít široký rozsah měření hodnoty ESR. Je velmi dobré, pokud měří EPS od 10 ohmů do téměř nuly. Měření ESR nad 10 ohmů je irelevantní, protože vzorky elektrolytických kondenzátorů s takovým ESR jsou již zcela nestandardní, zejména pro provoz v pulzních obvodech, zejména na frekvencích desítek až stovek kilohertzů. Je vhodné mít zařízení, které vám umožní měřit hodnoty ESR nižší než 1 Ohm. V tomto případě je poskytnuta „exkluzivní“ příležitost vybrat nejlepší příklady kondenzátorů mezi nejlepšími typy s největší kapacitou.

Jako hlavní zdroj energie byla použita baterie, tvořená diskovými nikl-kadmiovými bateriemi typu D-0.26D. Jsou spolehlivější a energeticky náročnější než 7D-0.1. Je možné dobíjet baterie.

Specifikace

• Rozsahy měřených odporů......0...1 Ohm, 0...10 Ohm
• Použitá frekvence měřicího signálu..........77 kHz
• Napájecí napětí..............7... 15 V
• Spotřebovaný proud, ne více..................4,5 mA

Schematické schéma elektroměru EPS elektrolytických kondenzátorů je na obr.1. Konstrukce zařízení je založena na ohmmetru pracujícím na střídavý proud. Frekvenci není nutné zvyšovat více než ] 00 kHz z důvodu horní mezní frekvence (100 kHz) čipového detektoru K157DA1, který je v této konstrukci zařízení použit, navíc ne všechny typy elektrolytických kondenzátorů jsou navrženy tak, aby pracovat na frekvencích nad 100 kHz.
Generátor zařízení je vyroben na čipu DD1 typu K561TL1. Volba tohoto typu IC je způsobena pouze úvahami o zvýšení účinnosti zařízení. V této situaci můžete použít jiné generátory vyrobené na běžnějších integrovaných obvodech, zejména na K561LA7 nebo K561LE5. Tím se zvýší odběr proudu ze zdroje.

Generátor má dva požadavky: stabilitu amplitudy a stabilitu frekvence. První požadavek je důležitější než druhý, protože změna amplitudy výstupního napětí generátoru je větším destabilizačním faktorem než změna frekvence. Není tedy potřeba používat quartzové rezonátory, stejně jako přesné nastavení frekvence, která je přesně 77 kHz. Pracovní frekvenci zařízení lze volit v rozmezí 60...90 kHz. Ladění a provoz zařízení musí být prováděny na stejné pracovní frekvenci, protože stabilní parametry laděného zařízení jsou uloženy v poměrně úzkém frekvenčním rozsahu.

Z výstupu generátoru je pravoúhlý signál přiváděn přes prvky R17-R19, C8 na zkoušený kondenzátor Cx (vývody 1 a 2). Z kondenzátoru Cx vstupuje signál do zesilovače, ze zesilovače - do detektoru, poté usměrněný - do ručkového měřicího zařízení RA1 a digitálního voltmetru (konektor XS2). Tok proudu testovaným kondenzátorem způsobuje pokles napětí na něm. Pro měření nízkých odporů je nutná vysoká citlivost detektoru, nemluvě o jeho linearitě. Pokud výrazně zvýšíte proud protékající testovaným kondenzátorem, prudce se zvýší i proud odebíraný ze zdroje.

V autorské verzi je proud testovaným kondenzátorem přibližně 1 mA, tzn. každý milivolt poklesu napětí odpovídá 1 ohmu ESR kondenzátoru. Při ESR rovném 0,1 Ohm je nutné řešit měřicí napětí 100 μV! Jelikož je tento přístroj schopen naměřit řádově menší hodnoty ESR, bavíme se již o desítkách mikrovoltů, které by měl měřič zřetelně zaznamenat.
Je zřejmé, že pro normální provoz detektoru musí být signál zesílen. Tento úkol je prováděn zesilovacím stupněm: na nízkošumovém tranzistoru VT7 je zesilovač vyroben podle schématu s OE (zesílení při provozní frekvenci je 20), na tranzistoru VT8 je vyroben, sestaven vyrovnávací zesilovač podle schématu s OK.

Kondenzátor C9 je prvkem HPF. Zvolená hodnota kapacity kondenzátoru SU ve skutečnosti brání obvodu R24C10 v provozu na nízkých frekvencích. Takovými jednoduchými metodami je realizováno výrazné zablokování frekvenční charakteristiky v oblasti basů. Pokles frekvenční odezvy v oblasti LF je navíc tvořen volbou kapacit C1 a C12 v obvodu detektoru. V H je rušení navíc omezeno rezistorem R23 (počítá se i s ochrannými prvky).

Aby testovaný kondenzátor (nevybitý) nedeaktivoval IC generátoru, jsou v obvodu umístěny ochranné prvky VD1, VD2, R19. Podobný obvod, sestávající z prvků R22, VD3, VD4, chrání vstup zesilovače. V provozním režimu (při měření ESR) nemají diody prakticky žádný posunový vliv na signál. Když je testovaný kondenzátor Cx odpojen od svorek 1 a 2, diody omezí amplitudu signálu na vstupu zesilovače, ačkoli signál této úrovně nevede k selhání zesilovače. Toto schéma ochrany zařízení, i přes jednoduchost implementace, potvrdilo svou vysokou účinnost v praxi.

Měřič EPS elektrolytických kondenzátorů je v provozu nenáročný. Hodnoty rezistorů R19 a R22 jsou voleny tak, aby zajistily spolehlivé vybití testovaných kondenzátorů, které fungují téměř v jakémkoli zařízení domácnosti. Ochranné diody proto musí testované kondenzátory účinně vybíjet a zároveň být spolehlivě chráněny před nadproudem při vybití kondenzátorů. Sekce pákového spínače SA1.2 s tlačítkem SA4 a odpory R20 a R21 slouží ke kalibraci zařízení.

Nejtěžší byla volba schématu detektoru. Zde byly specifické problémy. Praktické testy mnoha široce používaných diodových detektorů jen potvrdily jejich nevhodnost pro lineární detekci napětí v širokém rozsahu amplitud. Nic vhodného z jednoduchého návrhu obvodu, realizovaného na diskrétních prvcích, na co by se dalo spolehnout, nebylo možné v literatuře najít.

Samotná myšlenka použití čipu K157DA1 v detektoru měřiče EPS vznikla náhodou. Vzpomněl jsem si, že IC typu K157DA1 byl široce používán v ukazatelích úrovně záznamu různých domácích magnetofonů. V první řadě mě zaujala relativní jednoduchost zapojení obvodu tohoto IO. Proud spotřebovaný integrovaným obvodem z napájecího zdroje byl také vhodný, stejně jako vhodný rozsah provozních frekvencí. Je také povoleno provozovat tento IC s unipolárním napájením. Typická inkluze K157DA1 však v tomto případě není vhodná. V důsledku toho bylo nutné nejen upravit spínací obvod IC ve srovnání s typickým, ale také několikrát změnit hodnoty páskovacích prvků.

Tento integrovaný obvod obsahuje dvoukanálový celovlnný usměrňovač. Druhý kanál v uvažovaném provedení není použit. Prototypování potvrdilo linearitu detekce IC při frekvencích až 100 kHz. Některé kopie IO měly dokonce určitou rezervu pro horní mezní frekvenci (dva z deseti testovaných IO - až 140 kHz). Další zvýšení frekvence způsobilo prudký pokles usměrněného napětí IC. Nelinearita detekce IC se projevila při minimálních úrovních signálu a při výrazném zesílení IC. Neméně otravné bylo klidové výstupní napětí (na pinu 12 IO), které podle referenčních údajů může dosahovat 50 mV, s čímž by se nedalo smířit, pokud by již bylo rozhodnuto o zhotovení měřícího zařízení a ne Indikátor EPS.

Po nějaké době byl tento problém úspěšně vyřešen. Mezi kolíky mikroobvodu 14 a 2 je v typickém zapojení instalován odpor R3 s odporem 33 kOhm. Je připojen k umělému středu napěťového děliče tvořeného odpory R1 a R2 (obr. 1). Toto je možnost pro použití integrovaných obvodů s unipolárním napájením.

Jak se později ukázalo, linearita detekce je výrazně závislá na hodnotě odporu rezistoru R3 právě v oblasti malých amplitud. Několikanásobné snížení odporu R3 zajišťuje potřebnou linearitu detektoru a neméně důležité je, že odpor tohoto odporu ovlivňuje i hodnotu stejnosměrného klidového napětí (vývod 12 IO). Přítomnost tohoto napětí ztěžuje normální provádění měření při nízkých hodnotách ESR (při každém měření se budete muset vypořádat s matematickou operací odečítání). Proto je důležité nastavit "nulový* potenciál na výstupu detektoru".

Správná volba rezistoru R3 tento problém prakticky eliminuje. V navrhované verzi je odpor rezistoru více než třikrát menší než typické hodnocení. Hodnotu tohoto odporu má smysl dále snižovat, ale v tomto případě se výrazně snižuje i vstupní odpor detektoru. Nyní je téměř zcela určen odporem rezistoru R3.

Na tranzistorech VT1 a VT2 je provedena ochrana pro ukazatel PA1. Takové zahrnutí tranzistorů poskytuje jasný práh odezvy a vůbec neposouvá hlavu PA1 v rozsahu provozních proudů PA1, což zvyšuje její spolehlivost a zvyšuje její životnost.

Přepínač SA3 slouží k provozní kontrole napětí baterie a umožňuje jej měřit při zátěži, tzn. přímo během provozu zařízení. To je důležité, protože u mnoha baterií v průběhu času, dokonce i při hlubokém vybití (bez zátěže), může být napětí normální nebo blízké jmenovitému, ale vyplatí se připojit zátěž, dokonce i několik miliampérů, protože napětí takového baterie prudce klesá.
Na tranzistorech VT3-VT6 je vyroben mikrovýkonový regulátor napětí (CH), který napájí všechny prvky zařízení. Při použití nestabilizovaného zdroje energie se změní všechny parametry přístroje. Snížení napětí (vybíjení) baterie také výrazně „srazí“ celé nastavení. Detektor se mimochodem ukázal jako nejodolnější vůči změnám napájecího napětí. Nejvíce závislý na napájecím napětí (amplituda obdélníkového napětí se velmi mění) je generátor, který znemožňuje provoz zařízení.
Použití mikročipu CH způsobuje iracionální odběr proudu samotným stabilizátorem, takže se od něj brzy muselo upustit. Po experimentování s různými obvody na diskrétních prvcích se autor rozhodl pro obvod CH znázorněný na obr.1. Vzhledově je tento CH velmi jednoduchý, ale jeho přítomnost v tomto obvodu stačí na to, aby všechny technické parametry měřiče EPS zůstaly stabilní při změně napětí baterie ze 7 na 10V. Zároveň je možné zařízení napájet z externího zdroje, i nestabilizovaného, ​​napětím až 15V.

Vlastní spotřeba CH je určena hodnotou kolektorového proudu tranzistoru VT6 a byla zvolena v rozmezí 100...300 μA. Na tranzistoru VT6 je vyroben analog nízkoenergetické zenerovy diody. Jeho napětí určuje hodnotu výstupního napětí CH, které je menší než stabilizační napětí zenerovy diody o hodnotu přechodového napětí báze-emitor tranzistoru VT3.

Podrobnosti. Rezistory R1-R3, R5, R7, R15, R29 -10 kOhm, R4, R6, R8, R10, R11, R13, R24, R30-1 kOhm, R9-39 kOhm, R12-100 Ohm, R14-680 kOhm, R16 100 kOhm, R17, R25 - 2,4 kOhm, R18 - 4,7 kOhm, R19, R22 - 330 kOhm, R20 -1 Ohm, R21 - 10 Ohm, R23 - 3,3 kOhm, R26 - 150 kOhm -282 kO, R27 kOhm. Kondenzátory C1, C3, C6, C10, C12 - 0,1 uF, C2, C4, C5, C11 - 5 uFx16 V, C7 -150 pF, C8 - 0,47 uF, C9-0,01 uF.

Rezistory R4, R10, R16, R17, R20, R21, R24, R25 typ C2-13, ladicí odpory typu SP-38V, zbytek - MLT. Kondenzátor C7 typ KSO-1; C1, C3, C6, C9 - K10-17, zbytek K73-17 a K50-35. Tranzistory VT2, VT3, VT7 typ BC549C. V poloze VT7 by měl být použit tranzistor s maximem h21e. Tranzistory VS549 jsou zaměnitelné s domácími KT3102 nebo KT342. Tranzistory VT1, VT4, VT8 typ BC557C. Místo nich byly použity i domácí KTZ107 (K, L). KP10ZE byl použit jako tranzistor s efektem pole ve stabilním generátoru proudu. Kondenzátor C6 je připájen na straně tištěných vodičů, přímo na svorky DD1. Rezistor R24 ​​na desce zesilovače není obvykle zobrazen. Je sériově připájen s kondenzátorem C10.

Diody VD5, VD6 - KD212, VD1-VD4 -1 N4007. Na diodu VD6 nejsou žádné zvláštní požadavky, může to být jakýkoli křemík. Dioda VD5 musí vydržet maximální nabíjecí proud baterií. Jiná situace je u diod VD 1-VD4. Pokud vstup zařízení nebude připojen k napájecímu modulu TV (jeho elektrolytickému kondenzátoru), který byl právě vypnut, můžete místo 1 N4007 nainstalovat D220, D223, KD522 atd. Jako tyto diody se nejlépe hodí instance s minimálními kapacitami a přípustným proudem větším než 1 A.

Spínač SA1 typ MT-3, SA2, SA3 -MT-1, SA4 - KM2-1. Ukazovátko malého rozměru je navrženo pro proud 100 μA a má vnitřní odpor 3 kOhm. S úspěchem se vejdou téměř všechny ručkové měřicí přístroje pro proud 100 μA. Při vyšším proudu bude nutné odpovídající snížení hodnot rezistorů R7 a R8.

Design.Úkol vytvořit miniaturní zařízení nebyl stanoven, bylo nutné umístit zařízení a baterii D-0,26D do plastového pouzdra o rozměrech 230x80x35 mm. Zařízení je konstrukčně vyrobeno na čtyřech samostatných deskách plošných spojů. Deska zesilovače a umístění dílů na ní je na obr. 2, deska generátoru a umístění dílů na ní - na obr. 3 deska regulátoru napětí a umístění dílů na ní - na obr. 4, deska detektoru a umístění dílů na ní - na obr. .5.

Tato verze zařízení je způsobena výměnou jednotlivých bloků za nové v důsledku experimentů a upgradů zařízení. Modulární blokový design vždy ponechává šanci "ustoupit". V tomto provedení je mnohem jednodušší upgradovat nebo opravit. Přece jen je jednodušší vyměnit jeden malý blok, než znovu vytvořit nový design na jedné velké desce plošných spojů. Před umístěním do určeného pouzdra byly rozměry všech desek zmenšeny (desky byly pečlivě oříznuty nůžkami na kov).

Aby byla zajištěna možnost měření minimálních hodnot odporu, je nutné minimalizovat odpor spojující vstup zařízení s Cx. K tomu nestačí použít krátké vodiče. Zařízení je namontováno tak, aby společné vodiče obvodů generátoru, zesilovače a přípojného bodu Cx byly od sebe v minimální vzdálenosti.

Špatná instalace snadno naruší normální provoz zařízení v rozsahu 1 ohm, což z něj udělá velmi nepohodlný a průměrný měřič v tomto rozsahu. Právě kvůli tomuto rozsahu se autor ujal vývoje tohoto zařízení, protože je možné implementovat "tradiční" rozsah měření ESR pomocí jednodušších schémat. Rozsah 0 ... 1 Ohm vám umožňuje velmi rychle se "vypořádat" s takovými kondenzátory, jako je 10 000 mikrofaradů nebo více.

Nastavení. Navzdory přítomnosti šesti ladicích odporů a dalších prvků, které vyžadují výběr v obvodu, není nastavení zařízení obtížným procesem. Zpočátku se posuvníky všech ladicích odporů nastaví do polohy odpovídající maximálnímu odporu. V době ladění se používaly víceotáčkové odpory typu SP5-3, i když plošné spoje byly vyvinuty pro verzi SP-38V. Po nastavení zařízení byly všechny nahrazeny pevnými odpory.

Nastavení začíná CH. Na výstup CH je připojen rezistor MLT-0,25 s odporem 1,2 kOhm. Volbou rezistoru R13 je dosaženo minimálního možného proudu tranzistorem VT6, při kterém CH udržuje stabilní provoz při vstupním napětí 7 až 15 V. Neměli byste se zapojit do nadměrného poklesu tohoto proudu. Jeho doporučená hodnota je 100...500 µA. Po nastavení tohoto proudu přejděte k volbě odporu R14. Na něm závisí výstupní napětí ÚK, jehož hodnota byla nastavena v rozmezí 6 ... 6,3 V. Úbytek napětí na ÚK můžete dodatečně snížit výměnou odporu R12 za drátěnou propojku (po nastavení celého zařízení ). VN však v případě abnormálních situací v zátěži VN ztrácí proudové omezení.

Nastavení zesilovače na tranzistorech VT7, VT8 spočívá ve výběru odporu rezistoru R24 pro dosažení přibližně 20násobného napěťového zesílení (při pracovní frekvenci). Přesnost zadané hodnoty zde není důležitá. Mnohem důležitější je stabilita zesílení, která nejvíce závisí na stabilitě prvků C10, R24, R25, VT7. Znázorněno ve schématu na Obr. 1 poloha spínacích kontaktů SA1 odpovídá rozsahu 10 ohmů. Sepněte kontakty tlačítkového spínače SA4. Na vstup zařízení je tedy místo kondenzátoru Cx připojen vysoce stabilní kalibrační rezistor R21 s odporem 10 ohmů. Potom rezistor R18 nastaví napětí 10 mV na rezistoru R21 (a 200 mV, pokud je to nutné, volbou R24 na emitoru VT8). Snížením odporu rezistoru R5 nastavte šipku měřiče RA1 na konečnou značku jeho stupnice (100 μA). Trimrový rezistor R11 nastavuje hodnoty digitálního voltmetru 100mV. V případě potřeby snižte odpor rezistoru R7. Přítomnost kalibračních odporů umožňuje rychle vyhodnotit výkon dobře zavedeného zařízení.

Dále je nutné rozhodnout o seřízení ochranné jednotky PA1. Toto schéma má své vlastní jemnosti. Aby nedošlo k instalaci dalších prvků - indikátorů zapnutí zařízení (které jistě spotřebovávají elektřinu, tráví čas a komplikují obvod), autor použil "hysterezi" ochranného obvodu, pokud jde o indikaci zařazení zařízení. Pomocí rezistoru R8 je pracovní proud ochrany nastaven na 130 ... 150 μA.

Po spuštění ochrany (oba tranzistory jsou otevřené) se šipka PA1 vrátí do určité průměrné polohy stupnice. Změnou odporu R8 lze dosáhnout takového zapnutého stavu tranzistoru VT2, že šipku zařízení RA1 lze "zatáhnout" téměř do libovolného pracovního úseku stupnice RA1. Tento stav obvodu ochranného uzlu je velmi stabilní a nevyžaduje žádné následné úpravy. V mnoha ohledech za to obvod vděčí použití těchto typů tranzistorů.

Poloha šipky v pracovním sektoru neovlivňuje měření, protože ochrana není vázána na hodnotu pracovního proudu RA1. Zkratování svorek Cx přístroje nebo připojení provozuschopného kondenzátoru Cx okamžitě způsobí nastavení šipky do polohy odpovídající hodnotě měřeného odporu. A teprve nadhodnocená hodnota proudu přes PA1 opět aktivuje ochranu. Takovou pozoruhodnou ochranu lze vybavit mnoha měřicími přístroji. Ochrana se nastaví jednou a odpor rezistoru R8 se již nemění. V opačném případě bude nutné dodatečné seřízení zařízení z důvodu změny celkového odporu rezistorů R7 a R8.
Dále přepněte přepínač SA1 do polohy odpovídající rozsahu 1 ohm. Stejným způsobem jako při nastavování zařízení v rozsahu 10 Ohm, ale opatrněji, jsou zkratovány vodiče SA4. Navzdory tomu, že při návrhu byly použity přesné kalibrační odpory, bylo nutné je vybrat. Důvodem byla přítomnost značného odporu vodičů a kontaktů SA4, SA 1.2. V rozsahu 1 Ohm jsou tedy při nastavování již sepnuté kontakty obou spínačů (tlačítkem je seřízení nepohodlné, takže jeho kontakty byly zkratovány i při nastavení v rozsahu 10 Ohmů). Faktem je, že zařízení snadno fixuje přechodový odpor kontaktů spínačů SA1.2 a SA4.

V tomto obvodu nenesou kontakty SA1 a SA4 téměř žádné proudové zatížení. K tomuto účelu byla použita tlačítková verze provedení SA4, která vlastně vylučuje přívod energie z nevybitého kondenzátoru Cx do těchto spínačů. To znamená, že jejich přechodové odpory budou dlouhodobě stabilní. Díky tomu je lze stabilně „neutralizovat“ snížením odporů R20, R21. V autorské verzi přístroje je paralelně s R20 zapojen rezistor 22 Ohm (MLT-0,5) a s R21 paralelně rezistor 130 Ohm (MLT-0,5).

Operace nastavení se opakují, aby byla zajištěna maximální přesnost měření v obou rozsazích. Zařízení by samozřejmě nemělo indikovat zcela odlišné hodnoty na různých rozsazích se stejným připojeným kondenzátorem Cx. V rozsahu 1 ohm nastavení vyžaduje nastavení napětí na displeji digitálního voltmetru na 100 mV pomocí ladícího odporu R6. Jelikož je tento rezistor zapojen paralelně s rezistorem R5, neměli bychom zapomínat na závislost nastavení rozsahu 1 ohm na nastavení 10 ohm. Tato možnost přepínání je v zapojení i v praxi jednodušší (místo tří vodičů jsou pro desku vhodné pouze dva). Nakonec je hodnota rezistoru R9 zvolena tak, aby 100mV na digitálním multimetru odpovídalo 10V napětí baterie.

Upgrade přístroje. Pokud je zařízení potřeba pouze pro stacionární provozní podmínky, pak je CH z okruhu odstraněn. S vyloučením ukazatele měřiče RA1 je obvod také zjednodušen, prvky R8, VT1, VT2 jsou odstraněny. Místo rezistoru R8 je instalována drátěná propojka. Tato volba (bez měřiče PA1) umožňuje mírně snížit spotřebu energie zařízení díky obvodu detektoru. Po odstranění hlavice ukazatele se vzhledem k velké vstupní impedanci digitálního testeru hodnoty rezistorů R7, R10, R11 zvýší 10krát. Tím je výstup IC nezatížený, což příznivě ovlivňuje činnost IC. Kondenzátor C4 je nahrazen neelektrolytickým K10-17-2,2 uF. Pro zvýšení spolehlivosti zařízení však byly následně všechny elektrolytické kondenzátory nahrazeny neelektrolytickými (K10-17-2,2 μF).

V případě sdílení tohoto zařízení s digitálním multimetrem majícím rozsah 0 ... 200 mV nebo 0 ... 2000 mV je snadné rozšířit rozsah měřených odporů "nahoru", tzn. až 20 ohmů. Stačí znovu vybrat hodnoty prvků R7 a R10.

Vyjasnění. Ve specifikaci dílů použitých v zařízení, která je uvedena v první části článku (RA 3/2005, str. 24, 3. sloupec, 3. odstavec shora), by měly být odpory rezistorů R19, R22 ne 330 kOhm, ale 330 Ohm. Omlouváme se.

Literatura
1. Novačenko I.V. Mikroobvody pro domácí rádiová zařízení. - M.: Rozhlas a komunikace, 1989.
2. Zyzyuk A.G. Vlastnosti opravy zesilovačů WS-701//Radio-mator.-2004.-№6.-S.11-13.
3. Zyzyuk A.G. Některé funkce opravy SDU // Radiátor. -2004.-№7. str. 12-13.
4. Zyzyuk A.G. Minivrtačka opraváře a radioamatéra // Raduama-tor.-2004.-№8.-S.20-21.
5. Zyzyuk A.G. Jednoduchý měřič kapacity // Radiátor. - 2004. -№9. - S.26-28.
6. Zyzyuk A.G. O jednoduchých a výkonných stabilizátorech napětí//Elektrik.-2004.-№6.-S.10-12.
7. Zyzyuk A. G. Stabilní generátor proudu pro nabíjení baterií a jeho použití při opravách a návrhu radioelektronických zařízení//Elektrikář. - 2004. - č. 9. - S.8-10.
8. Radiátor. Nejlepší za 10 let (1993-2002). - K .: Radiumator, 2003. Jak vyrobit LED lampu napájenou 220 V