Už sme si zvykli na hlavné parametre kondenzátora: kapacitu a prevádzkové napätie. Ale nedávno sa jeho ekvivalentný sériový odpor (ESR) stal rovnako dôležitým parametrom. Čo to je a čo to ovplyvňuje?

Keďže EPS najsilnejšie ovplyvňuje činnosť elektrolytických kondenzátorov, budeme o nich hovoriť v budúcnosti. Teraz analyzujeme elektrolytický kondenzátor podľa kostí a zistíme, aké tajomstvá skrýva.

Žiaden elektronický komponent nie je dokonalý. To platí aj pre kondenzátor. Súhrn jeho vlastností je znázornený podmieneným diagramom.

Ako vidíte, skutočný kondenzátor pozostáva z kapacity C , ktoré sme zvyknutí vidieť na diagramoch vo forme dvoch zvislých pruhov. Ďalší odpor Rs , ktorý symbolizuje aktívny odpor vodičov a prechodový odpor vedenia - výstelky. Na fotografii je znázornené, ako sú vodiče drôtu pripevnené k platniam nitovaním.

Pretože akékoľvek, dokonca aj veľmi dobré dielektrikum, má určitý odpor (až stovky megaohmov), rezistor je znázornený rovnobežne s doskami Rp . Práve cez tento „virtuálny“ rezistor tečie takzvaný zvodový prúd. Vo vnútri kondenzátora samozrejme nie sú žiadne odpory. Toto slúži len na ilustráciu a účely pohodlia.

Vďaka skutočnosti, že dosky elektrolytického kondenzátora sú skrútené a inštalované v hliníkovom puzdre, vzniká indukčnosť L.

Táto indukčnosť prejavuje svoje vlastnosti len pri frekvenciách nad rezonančnou frekvenciou kondenzátora. Približná hodnota tejto indukčnosti je v desiatkach nanohenry.

Takže z toho všetkého vyberieme, čo je súčasťou EPS elektrolytického kondenzátora:

Odpor, ktorý je spôsobený stratami v dielektriku v dôsledku jeho nehomogenity, nečistôt a prítomnosti vlhkosti;

Ohmický odpor vodičov a dosiek. Aktívny odpor drôtov;

Kontaktný odpor medzi doskami a vodičmi;

To môže zahŕňať aj odpor elektrolytu, ktorý sa zvyšuje v dôsledku odparovania rozpúšťadla elektrolytu a zmien v jeho chemickom zložení v dôsledku interakcie s kovovými platňami.

Všetky tieto faktory sú zhrnuté a tvoria odpor kondenzátora, ktorý sa nazýval ekvivalentný sériový odpor - skrátene EPS, ale cudzím spôsobom ESR (E ekvivalent S sériový R existencia).

Ako viete, elektrolytický kondenzátor môže vďaka svojej konštrukcii pracovať iba v obvodoch jednosmerného a pulzujúceho prúdu kvôli svojej polarite. V skutočnosti sa používa v napájacích zdrojoch na filtrovanie zvlnenia za usmerňovačom. Zapamätajme si túto vlastnosť kondenzátora - prejsť prúdovými impulzmi.

A ak je ESR v skutočnosti odpor, potom sa na ňom uvoľní teplo počas toku prúdových impulzov. Zamyslite sa nad silou rezistora. Čím väčší je EPS, tým viac sa kondenzátor zahreje.

Zahrievanie elektrolytického kondenzátora je veľmi zlé. V dôsledku zahrievania začne elektrolyt vrieť a odparovať sa, kondenzátor napučiava. Pravdepodobne ste si už všimli ochranný zárez v hornej časti puzdra na elektrolytických kondenzátoroch.

Pri dlhšej prevádzke kondenzátora a zvýšenej teplote v ňom sa elektrolyt začne odparovať a vyvíjať tlak na tento zárez. Časom sa tlak vo vnútri zvýši natoľko, že sa zárez zlomí, čím sa uvoľní plyn.

"Zabuchnutý" kondenzátor na doske zdroja (príčina - prekročenie povoleného napätia)

Ochranný zárez tiež zabraňuje (alebo zoslabuje) výbuchu kondenzátora pri prekročení prípustného napätia alebo zmene jeho polarity.

V praxi sa to deje naopak - tlak odtláča izolátor od svoriek. Nižšie uvedená fotografia zobrazuje kondenzátor, ktorý vyschol. Jeho kapacita sa znížila na 106 uF a ESR pri meraní bolo 2,8 Ω, zatiaľ čo normálna hodnota ESR pre nový kondenzátor s rovnakou kapacitou leží v rozsahu 0,08 - 0,1 Ω.

Elektrolytické kondenzátory sa vyrábajú pri rôznych prevádzkových teplotách. Pre hliníkové elektrolytické kondenzátory spodná hranica teploty začína od -60 °C a horná hranica je +155 °C. Väčšinou sú však takéto kondenzátory navrhnuté tak, aby pracovali v teplotnom rozsahu od -25 °C do 85 °C. C a od -25 0 C do 105 0 С. Niekedy je na štítku uvedená iba horná hranica teploty: +85 0 С alebo +105 0 С.

Prítomnosť EPS v skutočnom elektrolytickom kondenzátore ovplyvňuje jeho činnosť vo vysokofrekvenčných obvodoch. A ak pre bežné kondenzátory tento vplyv nie je taký výrazný, potom pre elektrolytické kondenzátory hrá veľmi dôležitú úlohu. To platí najmä pre ich prevádzku v obvodoch s vysokou úrovňou zvlnenia, keď v dôsledku ESR preteká významný prúd a vytvára sa teplo.

Pozrite sa na fotografiu.

Opuchnuté elektrolytické kondenzátory (v dôsledku dlhšej prevádzky pri zvýšených teplotách)

Toto je základná doska osobného počítača, ktorý sa prestal zapínať. Ako vidíte, na doske s plošnými spojmi vedľa chladiča procesora sú štyri napuchnuté elektrolytické kondenzátory. Dlhodobá prevádzka pri zvýšených teplotách (vonkajšie vykurovanie z radiátora) a slušná životnosť viedli k tomu, že kondenzátory „buchli“. Je to spôsobené teplom a ESR. Zlé chladenie negatívne ovplyvňuje nielen činnosť procesorov a mikroobvodov, ale, ako sa ukázalo, aj elektrolytické kondenzátory!

Zníženie teploty okolia o 10 0 C predlžuje životnosť elektrolytického kondenzátora takmer o polovicu.

Podobný obraz je pozorovaný pri zlyhaných napájacích zdrojoch PC - elektrolytické kondenzátory tiež napučiavajú, čo vedie k poklesu a vlneniu napájacieho napätia.

Chybné kondenzátory v ATX PC PSU (spôsobené nekvalitnými kondenzátormi)

V dôsledku dlhodobej prevádzky často zlyhajú aj spínacie zdroje pre prístupové body, smerovače Wi-Fi a všetky druhy modemov v dôsledku „vyskočených“ alebo stratených kondenzátorov. Nezabúdajme, že pri zahrievaní elektrolyt vysychá, a to vedie k zníženiu kapacity. Popísal som príklad z praxe.

Zo všetkého, čo bolo povedané, vyplýva, že elektrolytické kondenzátory pracujúce vo vysokofrekvenčných impulzných obvodoch (napájacie zdroje, invertory, meniče, spínacie stabilizátory) pracujú v dosť extrémnych podmienkach a častejšie zlyhávajú. S vedomím toho výrobcovia vyrábajú špeciálne série s nízkym ESR. Na takýchto kondenzátoroch je spravidla nápis Nízka ESR , čo znamená „nízky EPS“.

Je známe, že kondenzátor má kapacitu alebo reaktanciu, ktorá klesá so zvyšujúcou sa frekvenciou striedavého prúdu.

So zvyšujúcou sa frekvenciou striedavého prúdu teda bude reaktancia kondenzátora klesať, ale len dovtedy, kým sa nepriblíži hodnote ekvivalentného sériového odporu (ESR). To je to, čo treba merať. Preto mnohé prístroje – ESR merače (ESR-metre) merajú ESR pri frekvenciách niekoľkých desiatok – stoviek kilohertzov. Je to potrebné, aby sa z výsledkov merania "odstránila" hodnota reaktancie.

Stojí za zmienku, že hodnota ESR kondenzátora je ovplyvnená nielen aktuálnou frekvenciou zvlnenia, ale aj napätím na doskách, okolitou teplotou a spracovaním. Preto nie je možné jednoznačne povedať, že napríklad ESR kondenzátora je 3 ohmy. Pri rôznych prevádzkových frekvenciách bude hodnota ESR iná.

ESR meter

Pri kontrole kondenzátorov, najmä elektrolytických, by ste mali venovať pozornosť hodnote ESR. Existuje mnoho komerčne dostupných prístrojov na testovanie kondenzátorov a meranie ESR. Na fotografii je univerzálny tester rádiových komponentov (LCR-T4 Tester), ktorého funkčnosť podporuje meranie ESR kondenzátorov.

V rádiotechnických časopisoch nájdete popisy domácich zariadení a nástavcov pre multimetre na meranie ESR. V predaji nájdete aj vysoko špecializované merače ESR, ktoré sú schopné merať kapacitu a ESR bez ich spájkovania z dosky, ako aj ich pred tým vybiť, aby sa zariadenie ochránilo pred poškodením vysokým zvyškovým napätím kondenzátora. Medzi takéto zariadenia patrí napríklad ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.

Pri opravách elektroniky musíte často meniť elektrolytické kondenzátory. Zároveň sa merajú parametre ako kapacita a ESR na posúdenie ich kvality. Aby bolo s čím porovnávať, bola zostavená tabuľka ESR, ktorá udáva ESR nových elektrolytických kondenzátorov rôznych kapacít. Táto tabuľka môže byť použitá na vyhodnotenie vhodnosti konkrétneho kondenzátora pre ďalší servis.

Povedzte:

Záujem našich čitateľov a autorov o vývoj a výrobu zariadení na meranie ESR (ESR) oxidových kondenzátorov neoslabuje. Predpona ponúkaná nižšie pre multimetre série 83x pokračuje v tejto téme. Multimetre, ďalšie prístroje radu 83x sú medzi rádioamatérmi veľmi obľúbené pre ich dostupnú cenu a prijateľnú presnosť merania.

Články o rozšírení možností týchto zariadení boli opakovane publikované napríklad na stránkach časopisu Rádio. Pri vývoji navrhovaného nástavca, ako aj v, nebolo úlohou použiť ďalší zdroj energie. Schéma pripojenia je znázornená na ryža. jeden.

Obr.1

Zariadenia postavené na čipoch ICL71x6 ADC alebo ich analógoch majú vnútorný stabilizovaný zdroj napätia 3 V s maximálnym zaťažovacím prúdom 3 mA. Z výstupu tohto zdroja je napájanie privádzané do set-top boxu cez "COM" konektor (spoločný vodič) a externú "NPNc" zásuvku, ktorá je súčasťou osempinovej zásuvky pre pripojenie nízkopríkonového tranzistory v režime merania koeficientu prenosu statického prúdu. Metóda merania EPS je podobná metóde používanej v digitálnom merači, ktorá je popísaná v článku. V porovnaní s týmto zariadením sa navrhovaná predpona výrazne líši jednoduchosťou obvodu, malým počtom prvkov a ich nízkou cenou.

Hlavné technické vlastnosti
Interval merania EPS, Ohm:
s otvorenými kontaktmi spínača SA1 0,1... 199,9
so zatvorenými kontaktmi (pozícia "x0,1") 0,01...19,99
Kapacita testovaných kondenzátorov, nie menšia ako uF 20
Spotreba prúdu, mA 1,5

Pri práci s predvoľbou je prepínač typu prevádzky prístroja nastavený do polohy pre meranie jednosmerného napätia s limitom "200 mV". Externé zástrčky predpony "COM", "VΩmA", "NPNc" sú pripojené k príslušným zásuvkám zariadenia. Časový diagram je znázornený na ryža. 2. Generátor, zostavený na logickom prvku DD1.1 - Schmittova spúšť, VD1 dióda, kondenzátor C1 a odpory R1, R2, generuje sekvenciu kladných impulzov s trvaním t r = 4 μs s prestávkou 150 μs a stabilná amplitúda asi 3 V ( ryža. 2, a). Tieto impulzy možno pozorovať osciloskopom vzhľadom na spoločný vodič konektora „COM“. Počas každého impulzu preteká skúšaným kondenzátorom zapojeným do zdierok "Cx" set-top boxu stabilný prúd, nastavený rezistormi R4, R5, ktorý sa rovná 1 mA pri otvorených kontaktoch spínača SA1 resp. 10 mA so svojimi zopnutými kontaktmi (pozícia "x0,1").

Uvažujme činnosť jednotiek a prvkov nadstavca s pripojeným kontrolovaným kondenzátorom od okamihu, keď sa na výstupe prvku DD1.1 objaví ďalší impulz trvania t r. Z nízkoúrovňového impulzu invertovaného prvkom DD1.2 s trvaním t r sa tranzistor VT1 uzavrie na 4 μs. Po nabití kapacity drain-source uzavretého tranzistora VT1 bude napätie na svorkách testovaného kondenzátora závisieť prakticky len od prúdu pretekajúceho jeho EPS. Na logickom prvku DD1.3, rezistore R3 a kondenzátore C2 je zostavený uzol oneskorujúci prednú časť impulzu generátora o 2 μs. Počas doby oneskorenia t 3 má kapacita zdroja odberu uzavretého tranzistora VT1, ktorý posúva testovaný kondenzátor, čas na nabitie a prakticky neovplyvňuje presnosť meracieho procesu nasledujúceho po t 3 (Obr. 2b). Z impulzu generátora oneskoreného o 2 μs a skráteného trvania na 2 μs sa na výstupe meniča DD1.4 vytvorí vysokoúrovňový merací impulz s dobou trvania t meas = 2 μs (obr. 2, c). Z neho sa otvorí tranzistor VT2 a akumulačný kondenzátor C3 sa začne nabíjať z poklesu napätia na EPS testovaného kondenzátora cez odpory R6, R7 a otvorený tranzistor VT2. Na konci meracieho impulzu a impulzu z výstupu generátora z vysokej úrovne na výstupe prvku DD1.2 sa tranzistor VT1 otvorí a VT2 sa uzavrie z nízkej úrovne na výstupe prvku DD1.4. Opísaný proces sa opakuje každých 150 μs, čo vedie k nabíjaniu kondenzátora C3, až kým po niekoľkých desiatkach periód neklesne napätie na ESR testovaného kondenzátora. Indikátor zariadenia zobrazuje hodnotu ekvivalentného sériového odporu v ohmoch. Pri polohe spínača SA1 "x0,1" sa musia hodnoty indikátora vynásobiť 0,1. Tranzistor VT1, otvorený medzi impulzmi generátora, eliminuje zvýšenie napätia (nabitia) na kapacitnej zložke testovaného kondenzátora na hodnoty pod minimálnou citlivosťou zariadenia rovnajúcej sa 0,1 mV. Prítomnosť vstupnej kapacity tranzistora VT2 vedie k nulovému posunu zariadenia. Na elimináciu jeho vplyvu sa používajú odpory R6 a R7. Voľbou týchto odporov dosahujú absenciu napätia na kondenzátore C3 s uzavretými zásuvkami "Cx" (nulové nastavenie).

O chybách merania. Po prvé, existuje systematická chyba, ktorá dosahuje približne 6% pre odpory blízke maximu v každom intervale. Je to spojené s poklesom testovacieho prúdu, ale nie je to také dôležité - kondenzátory s takým EPS podliehajú odmietnutiu. Po druhé, existuje chyba merania v závislosti od kapacity kondenzátora.
To sa vysvetľuje zvýšením napätia počas impulzu z generátora na kapacitnú zložku kondenzátorov: čím menšia je kapacita, tým rýchlejšie je nabíjanie. Táto chyba sa dá ľahko vypočítať, pretože poznáte kapacitu, prúd a čas nabíjania: U \u003d M / C. Takže pre kondenzátory s kapacitou viac ako 20 mikrofaradov to neovplyvní výsledok merania, ale pre 2 mikrofarady bude nameraná hodnota väčšia ako skutočná hodnota asi o 1,5 ohmov (respektíve 1 mikrofarad - 3 ohmy, 10 mikrofarady - 0,3 Ohmov atď.). P.).

diabol w PCB zobrazené na ryža. 3. Mali by sa vyvŕtať tri otvory pre kolíky, aby sa do nich s malým úsilím zmestili.

To uľahčí proces ich spájkovania s podložkami. Pin "NPNc" - pozlátený z vhodného konektora, vhodný je aj kúsok pocínovaného medeného drôtu. Po nainštalovaní kolíkov "COM" a "VΩmA" sa na vhodnom mieste vyvŕta otvor pre ňu. Ten druhý - z neúspešných meracích sond. Kondenzátor SZ je žiaduce použiť zo skupiny TKE nie horšie ako H10 (X7R). Tranzistor IRLML6346 (VT1) je možné nahradiť IRLML6246, IRLML2502, IRLML6344 (v zostupnom poradí). Kritériá výmeny - odpor otvoreného kanála nie viac ako 0,06 Ohm pri napätí hradla-zdroja 2,5 V, kapacita odtokového zdroja - nie viac ako 300 ... 400 pF. Ak sa však obmedzíme iba na interval 0,01 ... 19,00 Ohm (spínač SA1 je v tomto prípade nahradený prepojkou, odpor R5 je odstránený), potom maximálna kapacita odtokového zdroja môže dosiahnuť 3 000 pF. Tranzistor 2N7000 (VT2) vymeníme za 2N7002, 2N7002L, BS170C s prahovým napätím maximálne 2 ... 2,2 V. Pred montážou tranzistorov skontrolujte, či sa umiestnenie kolíkov zhoduje s vodičmi dosky plošných spojov . Hniezda XS1, XS2 v kópii autora - skrutkovacia svorkovnica 306-021-12.

Set-top box by sa pred nastavením nemal pripájať k multimetru, aby sa nevyradil, ale k nezávislému 3 V zdroju napájania, napríklad k dvom sériovo zapojeným galvanickým článkom. Plus tohto zdroja je dočasne pripojený na kolík "NPNc" set-top boxu (bez pripojenia tohto kolíka k multimetru) a mínus je pripojený k jeho spoločnému vodiču. Meria sa spotrebovaný prúd, ktorý by nemal presiahnuť 3 mA, po ktorom sa autonómny zdroj vypne. Zásuvky "Cx" sú dočasne uzavreté krátkym kusom medeného drôtu s priemerom najmenej 1 mm. Kolíky nástavca sa zasúvajú do rovnomenných zásuviek na zariadení. Výberom rezistorov R6 a R7 sa nastavia nulové hodnoty zariadenia v oboch polohách prepínača SA1. Pre pohodlie môžu byť tieto odpory nahradené jedným trimrom a po nastavení nuly sú odpory R6 a R7 spájkované s celkovým odporom rovným trimru.

Odstráňte kus drôtu, ktorý uzatvára zásuvky "Cx". K nim je pripojený odpor 1 ... 2 0m, keď je SA1 zatvorený, potom - 10 ... 20 Ohmov, keď je otvorený. Porovnajte hodnoty zariadenia s odpormi rezistorov. V prípade potreby zvoľte R4 a R5, čím dosiahnete požadovanú presnosť merania. Vzhľad konzoly je znázornený na fotografii ryža. štyri.
Predponu možno použiť ako nízkoodporový ohmmeter, dokáže merať aj vnútorný odpor malých galvanických alebo dobíjacích článkov a batérií cez sériovo zapojený kondenzátor s kapacitou minimálne 1000 μF pri dodržaní polarity jeho zapojenia. Od získaného výsledku merania je potrebné odpočítať ESR kondenzátora, ktorý sa musí merať vopred.

LITERATÚRA
1. Nechaev I. Nástavec na multimeter na meranie kapacity kondenzátorov. - Rozhlas, 1999, č. 8, s. 42,43.
2. Chudnov V. Nadstavec na multimeter na meranie teploty. - Rádio, 2003, č. 1, s. 34.
3. Podushkin I. Generátor + jeden vibrátor = tri nástavce na multimeter. - Rádio, 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. Digitálny merač ESR. - Circuitry, 2006, č. 3, s. 30-32; č. 4, str. 36,37.

ARCHÍV: Stiahnite si zo servera

Sekcia: [Technika merania]
Uložiť článok do:

V posledných rokoch našli špecialisti a rádioamatéri užitočnosť hodnotenia ekvivalentného sériového odporu (ESR) oxidových kondenzátorov najmä v praxi opráv impulzných zdrojov, kvalitných UMZCH a iných moderných zariadení. Tento článok navrhuje merač, ktorý má množstvo výhod.

V posledných rokoch našli špecialisti a rádioamatéri užitočnosť hodnotenia ekvivalentného sériového odporu (ESR) oxidových kondenzátorov najmä v praxi opráv impulzných zdrojov, kvalitných UMZCH a iných moderných zariadení. Tento článok navrhuje merač, ktorý má množstvo výhod.

Stupnica blízka logaritmickej, vhodná pre zariadenie s ukazovateľom ukazovateľa, umožňuje určiť hodnoty ESR približne v rozsahu od zlomkov ohmu do 50 ohmov, pričom hodnota 1 ohm je na stupnici zodpovedajúcej 35 ... 50% celkového prúdu odchýlky. To umožňuje odhadnúť hodnoty ESR s prijateľnou presnosťou v rozsahu 0,1 ... 1 Ohm, čo je napríklad potrebné pre oxidové kondenzátory s kapacitou viac ako 1000 μF, as menšou presnosťou - až 50 ohmov.

Plné galvanické oddelenie meracieho obvodu chráni prístroj pred poruchou pri kontrole náhodne nabitého kondenzátora - bežná situácia v praxi. Nízke napätie na meracích sondách (menej ako 70 mV) umožňuje meranie vo väčšine prípadov bez odspájkovania kondenzátorov. Napájanie zariadenia z jedného galvanického článku s napätím 1,5 V je akceptované ako najoptimálnejšia možnosť (nízka cena a malé rozmery). Nie je potrebné kalibrovať zariadenie a monitorovať napätie prvku, pretože je k dispozícii vstavaný stabilizátor a automatický spínač, keď je napájacie napätie nižšie ako povolený limit s blokovaním zapnutia. A nakoniec kvázi dotykové zapínanie a vypínanie zariadenia pomocou dvoch miniatúrnych tlačidiel.

Hlavné technické vlastnosti
Interval meraného odporu, Ohm .......... 0,1 ... 50
Frekvencia merania impulzov, kHz ........................120
Amplitúda impulzov na sondách meracieho prístroja, mV ........ 50 ... 70
Napájacie napätie, V
nominálne.................1.5
prípustné ...............0,9...3
Spotrebný prúd, mA, nie viac ako ........................ 20

Schéma zapojenia zariadenia je znázornená na obr. jeden

Na tranzistoroch VT1, VT2 a transformátore T1 je namontovaný zvyšovací menič napätia od 1,5 do 9 V. Kondenzátor C1 - filtrovanie.

Výstupné napätie meniča je napájané elektronickým spínačom na trinistore VS1, ktorý okrem manuálneho zapínania a vypínania prístroj automaticky vypína pri zníženom napájacom napätí, ide do mikrovýkonového stabilizátora namontovaného na čipe DA1. a odpory R3, R4. Stabilizované napätie 4 V napája generátor impulzov zostavený podľa typického obvodu na šiestich prvkoch A-NIE v mikroobvode DD1. Obvod R6C2 nastavuje frekvenciu testovacích impulzov približne na 100...120 kHz. LED HL1 - indikátor zapnutia zariadenia.

Cez oddeľovací kondenzátor C3 sú impulzy privádzané do transformátora T2. Napätie z jeho sekundárneho vinutia je privedené na skúšaný kondenzátor a na primárne vinutie meracieho transformátora prúdu ТЗ. Zo sekundárneho vinutia TK vstupuje signál cez polvlnový usmerňovač na diódu VD3 a kondenzátor C4 do ukazovateľa mikroampérmetra RA1. Čím väčšia je ESR kondenzátora, tým menšia je odchýlka ručičky merača.

Trinistorový spínač funguje nasledovne. V počiatočnom stave má brána tranzistora VT3 s efektom poľa nízke napätie, pretože trinistor VS1 je uzavretý, v dôsledku čoho je napájací obvod zariadenia odpojený pozdĺž záporného vodiča. Zároveň je záťažový odpor zosilňovacieho meniča takmer nekonečný a v tomto režime nefunguje. V tomto stave je odber prúdu z batérie G1 takmer nulový.

Keď sú kontakty tlačidla SB2 zatvorené, menič napätia prijíma zaťaženie tvorené prechodovým odporom riadiacej elektródy-katódy trinistora a odporu R1. Menič sa rozbehne a jeho napätie otvorí trinistor VS1. Tranzistor s efektom poľa VT3 sa otvorí a záporný napájací obvod stabilizátora a generátora je pripojený k meniču cez veľmi nízky odpor kanála tranzistora VT3 s efektom poľa. Tlačidlo vypnutia SB1 po stlačení posunie anódu a katódu trinistora VS1, v dôsledku čoho sa tranzistor VT3 tiež zatvorí a zariadenie sa vypne. Automatické vypnutie pri nízkom napätí batérie nastane, keď prúd cez trinistor klesne pod prídržný prúd. Napätie na výstupe zosilňovacieho meniča, pri ktorom sa to deje, sa volí tak, aby postačovalo na normálnu činnosť stabilizátora, t.j. aby bol minimálny prípustný rozdiel medzi hodnotami napätia na vstupe a výkon mikroobvodu DA1 je vždy zachovaný.

Konštrukcia a detaily

Všetky časti prístroja s výnimkou mikroampérmetra a dvoch tlačidiel sú umiestnené na jednostrannom plošnom spoji s rozmermi 55x80 mm. Nákres dosky je znázornený na obr. 2. Telo zariadenia je vyrobené z fóliou potiahnutých getinakov. Pod mikroampérmetrom sú nainštalované miniatúrne TV tlačidlá.

Všetky transformátory sú navinuté na krúžkoch vyrobených z 2000NM feritu, veľkosť K10x6x4,5, ale tieto rozmery nie sú kritické. Transformátor T2 má dve vinutia: primárne - 100 otáčok, sekundárne - jedna otáčka. V transformátore TK sa primárne vinutie skladá zo štyroch závitov a sekundárne vinutie z 200 závitov. Priemer drôtov vinutí transformátorov T2 a TK nie je kritický, ale je žiaduce navinúť tie, ktoré sú zahrnuté v meracom obvode, hrubším drôtom - asi 0,8 mm, ostatné vinutia týchto transformátorov sú navinuté PEV- 2 drôty s priemerom 0,09 mm.

Tranzistory VT1 a VT2 - ktorýkoľvek zo série KT209. je žiaduce vybrať ich s rovnakým základným koeficientom prenosu prúdu. Kondenzátory môžu byť použité ľubovoľne vhodnej veľkosti: odpory - MLT s výkonom 0,125 alebo 0,25 W. Diódy VD1 a VD2 - akýkoľvek stredný výkon. Dióda VD3 - D311 alebo niektorá zo série D9. Tranzistor VT3 s efektom poľa je takmer akýkoľvek p-kanál s nízkym odporom otvoreného kanála a nízkym prahovým napätím hradla; pre kompaktnú montáž bola časť základne odstránená z tranzistora IRF740A

LED je vhodná pre akýkoľvek zvýšený jas, ktorého žiara je viditeľná už pri prúde 1 mA.

Mikroampérmeter RA1 - M4761 zo starého kotúčového magnetofónu, s celkovým vychyľovacím prúdom šípu 500 μA. Ako sonda bol použitý kúsok tieneného drôtu v dĺžke 20 cm, na ktorý sa navlečie vhodné telo guľôčkového pera a na koniec centrálneho jadra a na sitový oplet drôtu sa priletujú tenké oceľové ihly. Ihly sú dočasne upevnené vo vzdialenosti 5 mm od seba, teleso sondy sa cez ne mierne zatlačí a spoj sa naplní horúcim lepidlom; spoj je vylisovaný vo forme gule s priemerom o niečo menším ako centimeter. Takáto sonda je podľa mňa pre takéto merače najoptimálnejšia. Pripojenie ku kondenzátoru je jednoduché tak, že jednu ihlu umiestnite na jednu svorku kondenzátora a druhú sa dotknete druhej svorky, podobne ako pri práci s kompasmi.

O nastavení zariadenia.

Najprv sa skontroluje činnosť zosilňovacieho meniča. Ako záťaž môžete na výstup meniča dočasne pripojiť rezistor 1 kΩ. Potom dočasne prepojte anódu a katódu trinistora s prepojkou a nastavte odpor R3 na výstupe stabilizátora DA1 na napätie približne 4 V. Frekvencia generátora by mala byť v rozmedzí 100 ... 120 kHz.

Potom sa ihly sondy uzavrú vodičom a nastavením ladiaceho odporu R3 sa ihla mikroampérmetra nastaví mierne pod maximálnu polohu, potom sa pri pokuse o zmenu fázovania jedného z meracích vinutí dosiahnu maximálne hodnoty zariadenie a nechajte vinutia v takomto spojení. Nastavením odporu R3 nastavte šípku na maximum. Pripojením bezdrôtového rezistora s odporom 1 Ohm k sondám sa skontroluje poloha šípky (mala by byť približne v strede stupnice) a prípadne zmenou počtu závitov na primáre vinutia TK transformátora sa zmení natiahnutie stupnice. Zároveň pri každom nastavení šípky mikroampérmetra na maximum nastavením R3.

Najoptimálnejšia stupnica sa zdá byť taká, na ktorej hodnoty EPS nie viac ako 1 Ohm zaberajú približne 0,3 ... 0,5 celej dĺžky, to znamená, že hodnoty od 0,1 do 1 Ohm na každých 0,1 Ohm sú voľne rozlíšiteľné. V zariadení je možné použiť akékoľvek iné mikroampérmetre s celkovým odchýlkovým prúdom nie väčším ako 500 μA: pre citlivejšie bude potrebné znížiť počet závitov sekundárneho vinutia transformátora TK.

Ďalej sa vytvorí vypínací uzol výberom odporu R1, namiesto neho môžete dočasne spájkovať ladiaci odpor s odporom 6,8 kOhm. Po privedení napájania na vstup DA1 z externého regulovaného zdroja je napätie na výstupe DA1 monitorované voltmetrom. Mali by ste nájsť najmenšie vstupné napätie stabilizátora, pri ktorom výstup ešte nezačne klesať - to je minimálne prevádzkové vstupné napätie. Je potrebné mať na pamäti, že čím nižšie je minimálne prevádzkové napätie, tým lepšie sa využije zdroj batérie.

Ďalej, výberom odporu R1 sa dosiahne náhle uzavretie trinistora pri napájacom napätí mierne vyššom ako je minimálne prípustné. To je jasne vidieť z odchýlky šípky zariadenia. Tá by mala pri zatvorených sondách prudko klesnúť z maxima na nulu, pričom LED dióda zhasne. Trinistor sa musí uzavrieť skôr ako tranzistor s efektom poľa VT3; inak nedôjde k prudkému prepínaniu. Potom znova skontrolujte manuálne zapínanie a vypínanie pomocou tlačidiel SB1 a SB2.

Na záver, stupnica merača je kalibrovaná pomocou bezdrôtových rezistorov príslušných hodnôt. Použitie zariadenia v praxi opravy ukázalo jeho väčšiu účinnosť a pohodlie v porovnaní s inými podobnými zariadeniami. Môžu tiež úspešne kontrolovať prechodový odpor kontaktov rôznych tlačidiel, jazýčkových spínačov a relé.

Článok je prevzatý zo stránky www.radio-lubitel.ru

Štart

Áno, o tejto téme sa hovorilo už veľakrát, aj tu. Zostavil som dve verzie schémy Ludens a osvedčili sa veľmi dobre, avšak všetky predtým navrhnuté možnosti majú nevýhody. Prístrojové stupnice s číselníkmi sú veľmi nelineárne a na kalibráciu vyžadujú veľa nízkoodporových rezistorov, tieto stupnice je potrebné nakresliť a vložiť do hláv. Hlavy nástrojov sú veľké a ťažké, krehké a puzdrá malých plastových indikátorov sú zvyčajne spájkované a často majú malú stupnicu. Slabou stránkou takmer všetkých doterajších návrhov je ich nízke rozlíšenie. A pre kondenzátory LowESR je len potrebné merať stotiny ohmu v rozsahu od nuly do pol ohmu. Navrhli sa aj zariadenia na báze mikrokontrolérov s digitálnou váhou, no nie každý sa mikrokontrolérmi a ich firmvérom zaoberá, zariadenie sa ukazuje ako neprimerane zložité a pomerne drahé. Preto v časopise Radio urobili rozumnú racionálnu schému - každý rádioamatér má digitálny tester a stojí to cent.

Urobil som minimálne zmeny. Puzdro - z chybnej "elektronickej tlmivky" pre halogénové žiarovky. Napájanie - batéria "Krona" 9 Volt a stabilizátor 78L05. Odstránil som prepínač - je veľmi zriedkavé merať LowESR v rozsahu do 200 Ohmov (ak mám chuť, používam paralelné pripojenie). Zmenené niektoré detaily. Čip 74HC132N, tranzistory 2N7000(až 92) a IRLML2502(sot23). Kvôli zvýšeniu napätia z 3 na 5 voltov nebolo potrebné vyberať tranzistory.
Počas testovania zariadenie fungovalo normálne od napätia čerstvej batérie 9,6 V až po úplne vybitých 6 V.

Okrem toho som pre pohodlie použil odpory smd. Všetky smd prvky sú dokonale spájkované spájkovačkou EPSN-25. Namiesto sériového pripojenia R6R7 som použil paralelné pripojenie - je to pohodlnejšie, na doske som zabezpečil paralelné pripojenie variabilného odporu s R6 na nastavenie nuly, ale ukázalo sa, že „nula“ je stabilná v celom rozsahu napätia, ktoré som uviedol.

Prekvapením bolo, že v dizajne "vyvinutom v časopise" bola prepólovaná polarita zapojenia VT1- odtok a zdroj sú pomiešané (opravte ak sa mýlim). Viem, že tranzistory budú fungovať aj s týmto zaradením, ale takéto chyby sú pre redaktorov neprijateľné.

Celkom

Toto zariadenie mi funguje asi mesiac, jeho hodnoty pri meraní kondenzátorov s ESR v jednotkách ohmov sa zhodujú so zariadením podľa schémy Ludens .
Bol už odskúšaný v bojových podmienkach, kedy sa mi počítač prestal zapínať kvôli kapacitám v napájacom zdroji, pričom neboli zjavné známky „vyhorenia“ a kondenzátory neboli opuchnuté.

Presnosť odčítania v rozsahu 0,01 ... 0,1 Ohm umožnila odmietnuť pochybné a nevyhadzovať staré spájkované kondenzátory, ktoré však majú normálnu kapacitu a ESR. Zariadenie sa ľahko vyrába, diely sú dostupné a lacné, hrúbka dráh umožňuje ich nakreslenie aj zápalkou.
Schéma je podľa mňa veľmi vydarená a zaslúži si zopakovanie.

Súbory

Vytlačená obvodová doska:
▼ 🕗 25/09/11 ⚖️ 14,22 Kb ⇣ 668 Ahoj čitateľ! Volám sa Igor, mám 45 rokov, som Sibírčan a zanietený amatérsky elektroinžinier. Túto úžasnú stránku som vymyslel, vytvoril a udržiavam od roku 2006.
Už viac ako 10 rokov existuje náš časopis len na moje náklady.

Dobre! Darček sa skončil. Ak chcete súbory a užitočné články - pomôžte mi!

Na vyhľadávanie takýchto kondenzátorov je navrhnuté a autorom navrhnuté a vyrobené zariadenie s vysokou presnosťou a rozlíšením. Pre väčšie pohodlie pri používaní zariadenia je zabezpečená možnosť jeho spoločnej prevádzky s takmer akýmkoľvek digitálnym voltmetrom (multimetrom). Vzhľadom na cenovú dostupnosť „ľudových“ digitálnych multimetrov radu 8300 je navrhovaná konštrukcia akýmsi „nálezom“ pre mnohých rádioamatérov, najmä ak vezmeme do úvahy, že obvod neobsahuje žiadne nedostatkové alebo drahé komponenty a dokonca aj cievkové jednotky. .

Všade sa používajú oxidové (elektrolytické) kondenzátory. Ovplyvňujú spoľahlivosť a kvalitu prevádzky rádioelektronických zariadení (OZE). Z hľadiska kvality a účelu sa kondenzátory vyznačujú mnohými ukazovateľmi. Najprv sa hodnotil výkon a rozsah kondenzátorov z hľadiska kapacity, prevádzkového napätia, zvodového prúdu a indikátorov hmotnosti a veľkosti. Zvýšil sa výkon a zvýšili sa frekvencie, pri ktorých sa používajú elektrolytické kondenzátory. Moderné spínané zdroje pre OZE majú výkon desiatky až stovky wattov (alebo viac) a pracujú na frekvenciách desiatok až stoviek kilohertzov. Prúdy pretekajúce cez kondenzátory sa zvýšili, respektíve vzrástli aj požiadavky na ich parametre.

Bohužiaľ, v hromadnej výrobe ukazovatele kvality nie vždy spĺňajú normy. V prvom rade to ovplyvňuje taký parameter, ako je ekvivalentný sériový odpor (ESR) alebo ESR. Najmä v rádioamatérskej literatúre sa tejto problematike nevenuje dostatočná pozornosť, aj keď porúch vznikajúcich vinou EPS kondenzátorov je čoraz viac. Je to škoda, ale aj medzi úplne novými kondenzátormi sa čoraz častejšie stretávame s exemplármi so zvýšeným EPS.

Výnimkou nie sú ani zahraničné kondenzátory. Ako ukázali merania, hodnota ESR pre kondenzátory rovnakého typu sa môže niekoľkokrát líšiť. Ak máte k dispozícii merač ESR, môžete si vybrať kondenzátory s najmenšou hodnotou ESR pre inštaláciu v najkritickejších uzloch zariadenia.

Nemali by sme zabúdať, že vo vnútri kondenzátora prebiehajú elektrochemické procesy, ktoré ničia kontakty v zóne spojenia dosiek s hliníkovými kontaktmi. Ak má nový kondenzátor nadhodnotenú hodnotu ESR, potom jeho prevádzka neprispieva k jeho zníženiu. Naopak, EPS sa časom zvyšuje. Spravidla platí, že čím viac ESR mal kondenzátor pred inštaláciou, tým skôr sa zvýši jeho hodnota. ESR chybného kondenzátora sa môže zvýšiť z niekoľkých ohmov na niekoľko desiatok ohmov, čo zodpovedá vzhľadu nového prvku - odporu vo vnútri chybného kondenzátora. Pretože tepelná energia sa rozptýli na tomto rezistore, kondenzátor sa zahrieva a elektrochemické procesy v kontaktnej zóne prebiehajú rýchlejšie, čo prispieva k ďalšiemu zvýšeniu ESR.

Špecialisti na opravy rôznych RES si dobre uvedomujú chyby spínaných zdrojov energie spojené so zvýšením ESR kondenzátorov. Meranie kapacity široko používanými prístrojmi často nedáva požadované výsledky. Žiaľ, pri takýchto zariadeniach (C-metre) nie je možné identifikovať chybné kondenzátory z hľadiska ESR. Kapacita bude v normálnych medziach alebo len o niečo nižšia. Pri hodnote ESR nepresahujúcej 10 ohmov údaje z merača kapacity nedávajú dôvod na podozrenie (takáto hodnota ESR prakticky neovplyvňuje presnosť merania) a kondenzátor sa považuje za prevádzkyschopný.

Technické požiadavky na elektromer EPS. Zvýšené požiadavky na kvalitu kondenzátorov sú kladené predovšetkým na spínané zdroje, kde sa takéto kondenzátory používajú ako filtre do frekvencií 100 kHz alebo v spínacích obvodoch výkonových prvkov. Schopnosť merať ESR umožňuje nielen odhaliť chybné kondenzátory (okrem prípadov úniku a skratu), ale tiež, čo je veľmi dôležité, včas diagnostikovať chyby REM, ktoré sa ešte neprejavili. Aby bolo možné merať ESR, proces merania komplexného odporu kondenzátora sa vykonáva pri dostatočne vysokej frekvencii, kde je kapacita oveľa menšia ako prípustná hodnota ESR. Takže napríklad pre kondenzátor s kapacitou 5 μF je kapacita 0,32 ohmov pri frekvencii ) 00 kHz. Ako vidíte, kapacita dokonca aj nízkokapacitného elektrolytického kondenzátora je mnohonásobne menšia ako ESR chybného kondenzátora. Hodnota ESR chybných kondenzátorov s kapacitou do 200 mikrofarád výrazne presahuje 1 ohm.

Podľa hodnoty ESR je možné s istotou posúdiť vhodnosť kondenzátora na určité účely. Pri nákupe kondenzátorov pomocou prenosného merača ESR si môžete vybrať najlepšie kópie. Je dôležité, aby sa proces merania ESR mohol uskutočniť bez demontáže testovaných kondenzátorov. V tomto prípade je potrebné, aby kondenzátor nebol posunutý odporom s odporom zodpovedajúcim ESR. Maximálne napätie na sondách zariadenia by malo byť obmedzené, aby nedošlo k znefunkčneniu prvkov opravovaného REM. Polovodičové zariadenia by nemali ovplyvňovať hodnoty merača EPS. To znamená, že napätie na meranom kondenzátore musí byť minimálne, aby sa vylúčil vplyv aktívnych prvkov OZE.

Pri práci v stacionárnych podmienkach musí byť zariadenie napájané zo siete (môžete napríklad použiť príslušný vypínač a externý zdroj napájania). Aby sa zabránilo prepólovaniu externého zdroja napájania alebo nabíjačky, musí byť zabezpečená ochrana. Aby sa zabránilo hlbokému vybitiu batérií, mala by byť zabezpečená ochrana proti odpojeniu alebo aspoň indikácia monitorovania napätia batérie. Na stabilizáciu parametrov zariadenia musíte použiť vstavaný regulátor napätia. Tento stabilizátor musí spĺňať minimálne dve požiadavky: byť ekonomický, t.j. majú nízku vlastnú spotrebu prúdu a poskytujú pomerne stabilné výstupné napätie, keď sa vstupné napájacie napätie mení v rozsahu najmenej 7 ... 10 V.

Veľmi dôležitý je ukazovateľ hodnôt EPS. Merače ESR s diskrétnou indikáciou, napríklad na LED, sú málo použiteľné na vyraďovanie (výber) kondenzátorov z veľkých sérií a majú obrovské chyby pri meraní ESR. Elektromery EPS s nelineárnymi stupnicami spôsobujú problémy pri implementácii novej stupnice, s čítaním indikácií a majú veľkú chybu merania. Nové obvody na programovateľných "čipoch" (mikrokontroléroch), bohužiaľ, zatiaľ väčšina rádioamatérov nemá k dispozícii. Za cenu samotného mikrokontroléra si môžete zakúpiť všetky komponenty na výrobu merača EPS, ktorý je uvedený nižšie.

Ako súčasť merača EPS je vhodné mať ručičkové meracie zariadenie s lineárnou stupnicou, ktorá nevyžaduje žiadne úpravy, napríklad pomocou jednej spoločnej stupnice 0 ... 100 pre všetky podrozsahy zariadenia. Pri dlhej a intenzívnej práci s elektromerom EPS je veľmi vhodné použiť digitálnu váhu. Nezávislá výroba digitálneho zariadenia však nie je zisková z dôvodu zložitosti dizajnu ako celku a vysokých nákladov. Je lepšie zabezpečiť možnosť práce merača v spojení s široko používaným a lacným digitálnym multimetrom série 8300, ako je M830B. Postačí akýkoľvek iný digitálny voltmeter s podobnými charakteristikami, ktorý má rozsah merania jednosmerného napätia 0 ... 200 mV alebo 0 ... 2000 mV. Za cenu jedného mikrokontroléra si môžete zakúpiť jeden alebo aj dva tieto multimetre. Digitálny indikátor merača ESR vám umožňuje rýchlo triediť kondenzátory. Ukazovateľ (vstavaný) meter je užitočný v prípadoch, keď nie je po ruke žiadny digitálny tester.

Azda najdôležitejším parametrom je spoľahlivosť zariadenia. A to tak či onak závisí od ľudského faktora. Čo je to za zariadenie, ktoré zlyhá, ak testovaný kondenzátor nie je vybitý? Opravári zariadení v zhone často vybíjajú kondenzátory nie pomocou odporov, ale pomocou drôtených prepojok, čo nepriaznivo ovplyvňuje životnosť samotných elektrolytických kondenzátorov. Zariadenie nesmie zlyhať a vybíjať kondenzátory extra prúdmi.

Merač ESR musí mať široký rozsah merania hodnoty ESR. Je veľmi dobré, ak meria EPS od 10 ohmov po takmer nulu. Meranie ESR nad 10 ohmov je irelevantné, keďže vzorky elektrolytických kondenzátorov s takýmto ESR sú už úplne neštandardné, najmä pre prevádzku v impulzných obvodoch, najmä pri frekvenciách desiatok až stoviek kilohertzov. Je vhodné mať zariadenie, ktoré vám umožní merať hodnoty ESR menšie ako 1 Ohm. V tomto prípade je poskytnutá "exkluzívna" príležitosť vybrať najlepšie príklady kondenzátorov medzi najlepšími typmi s najväčšou kapacitou.

Ako hlavný zdroj energie bola použitá batéria, tvorená diskovými nikel-kadmiovými batériami typu D-0,26D. Sú spoľahlivejšie a energeticky náročnejšie ako 7D-0.1. Je možné dobíjať batérie.

technické údaje

• Rozsahy nameraných odporov......0...1 Ohm, 0...10 Ohm
• Použitá frekvencia meracieho signálu..........77 kHz
• Napájacie napätie...........7... 15 V
• Spotrebovaný prúd, nie viac..................4,5 mA

Schematický diagram merača EPS elektrolytických kondenzátorov je na obr.1. Konštrukcia zariadenia je založená na ohmmetri pracujúcom na striedavý prúd. Frekvenciu nie je potrebné zvyšovať viac ako ] 00 kHz z dôvodu hornej medznej frekvencie (100 kHz) čipového detektora K157DA1, ktorý je použitý v tejto konštrukcii zariadenia, navyše nie všetky typy elektrolytických kondenzátorov sú navrhnuté tak, aby pracujú pri frekvenciách nad 100 kHz.
Generátor zariadenia je vyrobený na čipe DD1 typu K561TL1. Výber tohto typu integrovaného obvodu je spôsobený výlučne úvahami o zvýšení účinnosti zariadenia. V tejto situácii môžete použiť iné generátory vyrobené na bežnejších integrovaných obvodoch, najmä na K561LA7 alebo K561LE5. Tým sa zvýši odber prúdu z napájacieho zdroja.

Generátor má dve požiadavky: amplitúdovú stabilitu a frekvenčnú stabilitu. Prvá požiadavka je dôležitejšia ako druhá, pretože zmena amplitúdy výstupného napätia generátora je väčším destabilizačným faktorom ako zmena frekvencie. Preto nie je potrebné používať kremenné rezonátory, ako aj presné nastavenie frekvencie, ktorá je presne 77 kHz. Pracovnú frekvenciu zariadenia je možné zvoliť v rozsahu 60...90 kHz. Ladenie a prevádzka zariadenia sa musí vykonávať na rovnakej prevádzkovej frekvencii, pretože stabilné parametre ladeného zariadenia sú uložené v pomerne úzkom frekvenčnom rozsahu.

Z výstupu generátora je privádzaný pravouhlý signál cez prvky R17-R19, C8 na skúšaný kondenzátor Cx (vývody 1 a 2). Z kondenzátora Cx signál vstupuje do zosilňovača, zo zosilňovača - do detektora, potom usmernený - do ručného meracieho zariadenia RA1 a digitálneho voltmetra (konektor XS2). Tok prúdu cez testovaný kondenzátor spôsobuje pokles napätia na ňom. Na meranie nízkych odporov je potrebná vysoká citlivosť detektora, nehovoriac o jeho linearite. Ak výrazne zvýšite prúd pretekajúci cez testovaný kondenzátor, prudko sa zvýši aj prúd spotrebovaný zo zdroja energie.

V autorskej verzii je prúd cez testovaný kondenzátor približne 1 mA, t.j. každý milivolt poklesu napätia zodpovedá 1 ohmu ESR kondenzátora. Pri ESR rovnajúcom sa 0,1 Ohm je potrebné riešiť meracie napätia 100 μV! Keďže tento prístroj je schopný merať rádovo menšie hodnoty ESR, hovoríme už o desiatkach mikrovoltov, ktoré by mal merač jednoznačne zaznamenať.
Je zrejmé, že pre normálnu činnosť detektora musí byť signál zosilnený. Túto úlohu vykonáva zosilňovacia fáza: na nízkošumovom tranzistore VT7 je zosilňovač vyrobený podľa schémy s OE (zisk pri prevádzkovej frekvencii je 20), na tranzistore VT8 je vyrobený, zostavený vyrovnávací zosilňovač podľa schémy s OK.

Kondenzátor C9 je prvkom HPF. Zvolená hodnota kapacity kondenzátora SU v skutočnosti bráni tomu, aby obvod R24C10 pracoval pri nízkych frekvenciách. Takýmito jednoduchými metódami sa realizuje výrazné blokovanie frekvenčnej odozvy v oblasti basov. Pokles frekvenčnej odozvy v oblasti LF je navyše tvorený voľbou kapacít C1 a C12 v obvode detektora. V H je rušenie dodatočne obmedzené odporom R23 (zohľadňujú sa aj ochranné prvky).

Aby testovaný kondenzátor (nevybitý) nevyradil IC generátora, sú v obvode umiestnené ochranné prvky VD1, VD2, R19. Podobný obvod, pozostávajúci z prvkov R22, VD3, VD4, chráni vstup zosilňovača. V prevádzkovom režime (pri meraní ESR) diódy prakticky nemajú žiadny posunovací efekt na signál. Keď je testovaný kondenzátor Cx odpojený od svoriek 1 a 2, diódy obmedzia amplitúdu signálu na vstupe zosilňovača, hoci signál tejto úrovne nevedie k poruche zosilňovača. Táto schéma ochrany zariadenia napriek jednoduchosti implementácie potvrdila svoju vysokú účinnosť v praxi.

Elektrolyzér EPS elektrolytických kondenzátorov je v prevádzke nenáročný. Hodnoty rezistorov R19 a R22 sú zvolené tak, aby zabezpečili spoľahlivé vybitie testovaných kondenzátorov, ktoré fungujú v takmer akomkoľvek zariadení domácnosti. Preto musia ochranné diódy účinne vybíjať testované kondenzátory a zároveň byť spoľahlivo chránené pred nadprúdom pri vybití kondenzátorov. Na kalibráciu prístroja sa používa sekcia prepínača SA1.2 s tlačidlom SA4 a rezistormi R20 a R21.

Najťažšia vec bola voľba schémy detektora. Tu boli špecifické problémy. Praktické testy mnohých široko používaných diódových detektorov len potvrdili ich nevhodnosť pre lineárnu detekciu napätia v širokom rozsahu amplitúd. Nič vhodné z jednoduchého návrhu obvodu, realizovaného na diskrétnych prvkoch, na čo by sa dalo spoľahnúť, nebolo možné nájsť v literatúre.

Samotná myšlienka použitia čipu K157DA1 v detektore merača EPS vznikla náhodou. Pripomenul som, že IC typ K157DA1 bol široko používaný v indikátoroch úrovne záznamu rôznych domácich magnetofónov. V prvom rade ma zaujala relatívna jednoduchosť zapojenia obvodu tohto IO. Prúd spotrebovaný integrovaným obvodom zo zdroja energie bol tiež vhodný, rovnako ako vhodný rozsah prevádzkovej frekvencie. Je tiež povolené prevádzkovať tento IC s unipolárnym napájaním. Typická inklúzia K157DA1 však v tomto prípade nie je vhodná. V dôsledku toho bolo potrebné nielen upraviť spínací obvod IC v porovnaní s typickým, ale aj niekoľkokrát zmeniť hodnoty páskovacích prvkov.

Tento integrovaný obvod obsahuje dvojkanálový celovlnný usmerňovač. Druhý kanál v uvažovanom dizajne nie je použitý. Prototypovanie potvrdilo linearitu detekcie IC pri frekvenciách do 100 kHz. Niektoré kópie integrovaného obvodu mali dokonca určitú rezervu pre hornú medznú frekvenciu (dva z desiatich testovaných integrovaných obvodov - do 140 kHz). Ďalšie zvýšenie frekvencie spôsobilo prudký pokles usmerneného napätia IC. Nelinearita detekcie IC sa prejavila pri minimálnych úrovniach signálu a pri výraznom zosilnení IC. Nemenej otravné bolo pokojové výstupné napätie (na kolíku 12 IO), ktoré podľa referenčných údajov môže dosiahnuť 50 mV, s čím by sa nedalo zladiť, ak by sa už rozhodlo o zhotovení meracieho zariadenia a nie indikátor EPS.

O nejaký čas neskôr bol tento problém úspešne prekonaný. Medzi kolíky mikroobvodu 14 a 2 je v typickom zapojení inštalovaný odpor R3 s odporom 33 kOhm. Je pripojený k umelému stredu napäťového deliča tvoreného odpormi R1 a R2 (obr. 1). Toto je možnosť použitia integrovaných obvodov s unipolárnym napájaním.

Ako sa neskôr ukázalo, linearita detekcie je výrazne závislá od hodnoty odporu rezistora R3 práve v oblasti malých amplitúd. Niekoľkonásobné zníženie odporu R3 poskytuje potrebnú linearitu detektora a nemenej dôležité je, že odpor tohto odporu ovplyvňuje aj hodnotu jednosmerného pokojového napätia (pin 12 IO). Prítomnosť tohto napätia sťažuje normálne vykonávanie meraní pri nízkych hodnotách ESR (pri každom meraní sa budete musieť zaoberať matematickou operáciou odčítania). Preto je dôležité nastaviť „nulový* potenciál na výstupe detektora.

Správna voľba odporu R3 tento problém prakticky eliminuje. V navrhovanej verzii je odpor odporu viac ako trikrát menší ako typické hodnotenie. Hodnotu tohto odporu má zmysel ďalej znižovať, no v tomto prípade sa výrazne zníži aj vstupný odpor detektora. Teraz je takmer úplne určený odporom odporu R3.

Na tranzistoroch VT1 a VT2 je ochrana pre ukazovateľ RA1. Takéto zahrnutie tranzistorov poskytuje jasný prah odozvy a vôbec neposúva hlavu PA1 v rozsahu prevádzkových prúdov PA1, čo zvyšuje jej spoľahlivosť a zvyšuje jej životnosť.

Prepínač SA3 slúži na prevádzkovú kontrolu napätia batérie a umožňuje ho merať pri záťaži, t.j. priamo počas prevádzky zariadenia. Je to dôležité, pretože u mnohých batérií po čase, aj pri hlbokom vybití (bez zaťaženia), môže byť napätie normálne alebo blízke nominálnej hodnote, ale oplatí sa pripojiť záťaž, hoci aj niekoľko miliampérov, pretože napätie napr. batéria prudko klesá.
Na tranzistoroch VT3-VT6 je vyrobený mikrovýkonový regulátor napätia (CH), ktorý napája všetky prvky zariadenia. Pri použití nestabilizovaného zdroja energie sa zmenia všetky parametre prístroja. Zníženie napätia (vybíjanie) batérie tiež výrazne „zrazí“ celé nastavenie. Detektor sa mimochodom ukázal ako najodolnejší voči zmenám napájacieho napätia. Najviac závislý od napájacieho napätia (amplitúda pravouhlého napätia sa veľmi mení) je generátor, ktorý znemožňuje prevádzku zariadenia.
Použitie mikročipu CH spôsobuje iracionálny odber prúdu samotným stabilizátorom, takže sa od neho čoskoro muselo upustiť. Po experimentovaní s rôznymi obvodmi na diskrétnych prvkoch sa autor usadil na obvode CH znázornenom na obr.1. Vzhľadovo je tento CH veľmi jednoduchý, ale jeho prítomnosť v tomto obvode stačí na to, aby všetky technické parametre merača EPS zostali stabilné, keď sa napätie batérie zmení zo 7 na 10 V. Zároveň je možné napájať zariadenie z externého zdroja, aj nestabilizovaného, ​​s napätím až 15V.

Vlastná spotreba CH je určená hodnotou kolektorového prúdu tranzistora VT6 a bola zvolená v rozmedzí 100...300 μA. Na tranzistore VT6 je vyrobený analóg nízkoenergetickej zenerovej diódy. Jeho napätie určuje hodnotu výstupného napätia CH, ktoré je menšie ako stabilizačné napätie zenerovej diódy o hodnotu prechodového napätia báza-emitor tranzistora 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 kOhm, R27 - 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 typu C2-13, ladiace odpory typu SP-38V, zvyšok - MLT. Kondenzátor C7 typ KSO-1; C1, C3, C6, C9 - K10-17, zvyšok K73-17 a K50-35. Tranzistory VT2, VT3, VT7 typu BC549C. V polohe VT7 by sa mal použiť tranzistor s maximom h21e. Tranzistory VS549 sú zameniteľné s domácimi KT3102 alebo KT342. Tranzistory VT1, VT4, VT8 typu BC557C. Namiesto nich boli použité aj domáce KTZ107 (K, L). KP10ZE bol použitý ako tranzistor s efektom poľa v stabilnom generátore prúdu. Kondenzátor C6 je prispájkovaný na strane tlačených vodičov, priamo na svorky DD1. Rezistor R24 ​​na doske zosilňovača nie je zvyčajne zobrazený. Je spájkovaný do série s kondenzátorom C10.

Diódy VD5, VD6 - KD212, VD1-VD4 -1 N4007. Na diódu VD6 nie sú žiadne špeciálne požiadavky, môže to byť akýkoľvek kremík. Dióda VD5 musí vydržať maximálny nabíjací prúd batérií. Iná situácia je pri diódach VD 1-VD4. Ak vstup zariadenia nebude pripojený k modulu napájania televízora (jeho elektrolytickému kondenzátoru), ktorý bol práve vypnutý, môžete namiesto 1 N4007 nainštalovať D220, D223, KD522 atď. Ako tieto diódy sú najvhodnejšie príklady s minimálnymi kapacitami a prípustným prúdom vyšším ako 1 A.

Spínač SA1 typ MT-3, SA2, SA3 -MT-1, SA4 - KM2-1. Ukazovateľové meracie zariadenie malého rozmeru je navrhnuté pre prúd 100 μA a má vnútorný odpor 3 kOhm. S úspechom sa zmestia takmer všetky ukazovatele na meranie prúdu pre prúd 100 μA. Pri vyššom prúde bude potrebné zodpovedajúce zníženie hodnôt rezistorov R7 a R8.

Dizajn.Úloha vytvoriť miniatúrne zariadenie nebola stanovená, bolo potrebné umiestniť zariadenie a batériu D-0,26D do plastového puzdra s rozmermi 230x80x35 mm. Zariadenie je konštrukčne vyrobené na štyroch samostatných doskách plošných spojov. Doska zosilňovača a umiestnenie dielov na nej sú znázornené na obr. 2, doska generátora a umiestnenie častí na nej - na obr. 3 doska regulátora napätia a umiestnenie dielov na nej - na obr. doska detektora a umiestnenie dielov na nej - na obr. .5.

Táto verzia zariadenia je spôsobená výmenou jednotlivých blokov za nové v dôsledku experimentov a upgradov zariadenia. Modulárny blokový dizajn vždy ponecháva šancu „ustúpiť“. V tomto uskutočnení je oveľa jednoduchšie upgradovať alebo opraviť. Je predsa jednoduchšie vymeniť jeden malý blok, ako nanovo vytvárať nový dizajn na jednej veľkej doske plošných spojov. Pred umiestnením do určeného puzdra sa rozmery všetkých dosiek zmenšili (dosky boli starostlivo narezané kovovými nožnicami).

Aby bola zabezpečená možnosť merania minimálnych hodnôt odporu, je potrebné minimalizovať odpor spájajúci vstup zariadenia s Cx. K tomu nestačí použiť krátke drôty. Zariadenie je namontované tak, že spoločné vodiče obvodov generátora, zosilňovača a miesta pripojenia Cx sú od seba v minimálnej vzdialenosti.

Zlá inštalácia ľahko naruší normálnu prevádzku zariadenia v rozsahu 1 ohm, čím sa z neho stane veľmi nepohodlný a priemerný meter v tomto rozsahu. Práve kvôli tomuto rozsahu sa autor podujal na vývoj tohto zariadenia, pretože je možné implementovať "tradičný" rozsah merania ESR pomocou jednoduchších schém. Rozsah 0 ... 1 Ohm vám umožňuje veľmi rýchlo "vysporiadať" s takými kondenzátormi, ako je 10 000 mikrofaradov alebo viac.

Nastavenie. Napriek prítomnosti šiestich ladiacich odporov a ďalších prvkov, ktoré si vyžadujú výber, nie je nastavenie zariadenia náročný proces. Na začiatku sú posúvače všetkých ladiacich rezistorov nastavené do polohy zodpovedajúcej maximálnemu odporu. V dobe ladenia sa používali viacotáčkové odpory typu SP5-3, aj keď dosky plošných spojov boli vyvinuté pre verziu SP-38V. Po nastavení zariadenia boli všetky nahradené pevnými odpormi.

Nastavenie začína CH. Na výstup CH je pripojený rezistor MLT-0,25 s odporom 1,2 kOhm. Výberom odporu R13 sa dosiahne minimálny možný prúd cez tranzistor VT6, pri ktorom CH udržuje stabilnú prevádzku pri vstupnom napätí 7 až 15 V. Nemali by ste sa zapájať do nadmerného poklesu tohto prúdu. Jeho odporúčaná hodnota je 100...500 µA. Po nastavení tohto prúdu prejdite na výber odporu R14. Od toho závisí výstupné napätie ÚK, ktorého hodnota bola nastavená v rozmedzí 6 ... 6,3 V. Úbytok napätia na ÚK môžete dodatočne znížiť výmenou odporu R12 za drôtenú prepojku (po nastavení celého zariadenia ). VN však potom stráca prúdové obmedzenie v prípade abnormálnych situácií v záťaži VN.

Nastavenie zosilňovača na tranzistoroch VT7, VT8 spočíva vo výbere odporu odporu R24, aby sa dosiahlo približne 20-násobné zvýšenie napätia (pri prevádzkovej frekvencii). Presnosť zadanej hodnoty tu nie je dôležitá. Oveľa dôležitejšia je stabilita zosilnenia, ktorá zo všetkého najviac závisí od stability prvkov C10, R24, R25, VT7. Znázornené na diagrame na obr. 1 poloha spínacích kontaktov SA1 zodpovedá rozsahu 10 ohmov. Zatvorte kontakty tlačidlového spínača SA4. Na vstup zariadenia je teda namiesto kondenzátora Cx pripojený vysoko stabilný kalibračný odpor R21 s odporom 10 ohmov. Potom odpor R18 nastaví napätie 10 mV na odpore R21 (a 200 mV, ak je to potrebné, výberom R24 na emitore VT8). Znížením odporu rezistora R5 nastavte šípku merača RA1 na konečnú značku jeho stupnice (100 μA). Trimrový rezistor R11 nastavuje hodnoty digitálneho voltmetra 100 mV. V prípade potreby znížte odpor odporu R7. Prítomnosť kalibračných odporov umožňuje rýchlo vyhodnotiť výkon osvedčeného zariadenia.

Taktiež je potrebné rozhodnúť o úprave ochrannej jednotky PA1. Táto schéma má svoje vlastné jemnosti. Aby sa neinštalovali žiadne ďalšie prvky - indikátory zapnutia zariadenia (ktoré určite spotrebúvajú elektrickú energiu, trávia čas a komplikujú obvod), autor použil "hysterézu" ochranného obvodu, pokiaľ ide o indikáciu zahrnutia zariadenia. Pomocou odporu R8 je ochranný pracovný prúd nastavený na 130 ... 150 μA.

Po spustení ochrany (oba tranzistory sú otvorené) sa šípka PA1 vráti do určitej priemernej polohy stupnice. Zmenou odporu R8 je možné dosiahnuť taký zapnutý stav tranzistora VT2, že šípku zariadenia RA1 možno "zatiahnuť" takmer do akéhokoľvek pracovného výrezu stupnice RA1. Tento stav obvodu ochranného uzla je veľmi stabilný a nevyžaduje žiadne následné úpravy. V mnohých ohľadoch za to obvod vďačí použitiu týchto typov tranzistorov.

Poloha šípky v pracovnom sektore nezasahuje do meraní, keďže ochrana nie je viazaná na hodnotu pracovného prúdu RA1. Skratovanie svoriek Cx zariadenia alebo pripojenie prevádzkyschopného kondenzátora Cx okamžite spôsobí nastavenie šípky do polohy zodpovedajúcej hodnote nameraného odporu. A len nadhodnotená hodnota prúdu cez PA1 opäť aktivuje ochranu. Takáto pozoruhodná ochrana môže byť vybavená mnohými meracími prístrojmi. Ochrana sa nastaví raz a odpor rezistora R8 sa už nemení. V opačnom prípade bude potrebné dodatočné nastavenie zariadenia v dôsledku zmeny celkového odporu rezistorov R7 a R8.
Potom prepnite prepínač SA1 do polohy zodpovedajúcej rozsahu 1 ohm. Rovnakým spôsobom ako pri nastavovaní zariadenia v rozsahu 10 Ohm, ale opatrnejšie, sú vodiče SA4 skratované. Napriek tomu, že pri návrhu boli použité presné kalibračné odpory, bolo potrebné ich vybrať. Dôvodom bola prítomnosť značného odporu vodičov a kontaktov SA4, SA 1.2. Preto v rozsahu 1 Ohm pri nastavovaní sú kontakty oboch spínačov už zopnuté (tlačidlom je nastavenie nepohodlné, takže jeho kontakty boli skratované aj pri nastavení v rozsahu 10 Ohmov). Faktom je, že zariadenie ľahko fixuje prechodový odpor kontaktov spínačov SA1.2 a SA4.

V tomto obvode neprenášajú kontakty SA1 a SA4 takmer žiadne prúdové zaťaženie. Na tento účel bola použitá tlačidlová verzia prevedenia SA4, ktorá vlastne vylučuje prívod energie z nevybitého kondenzátora Cx do týchto spínačov. To znamená, že ich prechodové odpory budú dlhodobo stabilné. Vďaka tomu sa dajú stabilne „neutralizovať“ znížením odporov R20, R21. V autorskej verzii zariadenia je paralelne s R20 zapojený odpor 22 Ohm (MLT-0.5) a s R21 je paralelne zapojený odpor 130 Ohm (MLT-0.5).

Operácie nastavenia sa opakujú, aby sa zabezpečila maximálna presnosť merania v oboch rozsahoch. Samozrejme, zariadenie by nemalo indikovať úplne odlišné hodnoty na rôznych rozsahoch s rovnakým pripojeným kondenzátorom Cx. V rozsahu 1 ohm nastavenie vyžaduje nastavenie napätia na displeji digitálneho voltmetra na 100 mV pomocou ladiaceho odporu R6. Keďže tento odpor je zapojený paralelne s odporom R5, netreba zabúdať na závislosť nastavenia rozsahu 1 ohm od nastavenia 10 ohmov. Táto možnosť prepínania je v obvode aj v praxi jednoduchšia (na dosku sú vhodné namiesto troch vodičov len dva). Nakoniec je hodnota odporu R9 zvolená tak, aby 100mV na digitálnom multimetri zodpovedalo 10V napätia batérie.

Upgrade prístroja. Ak je zariadenie potrebné iba pre stacionárne prevádzkové podmienky, potom sa CH vyberie z okruhu. S vylúčením ukazovateľa RA1 je obvod tiež zjednodušený, prvky R8, VT1, VT2 sú odstránené. Namiesto odporu R8 je nainštalovaná drôtená prepojka. Táto možnosť (bez merača PA1) umožňuje mierne znížiť spotrebu energie zariadenia vďaka obvodu detektora. Po odstránení hlavice ukazovateľa sa vzhľadom na veľkú vstupnú impedanciu digitálneho testera hodnoty rezistorov R7, R10, R11 zvýšia 10-krát. Výstup IO je teda nezaťažený, čo priaznivo ovplyvňuje činnosť IC. Kondenzátor C4 je nahradený neelektrolytickým K10-17-2,2 uF. Aby sa však zvýšila spoľahlivosť zariadenia, následne boli všetky elektrolytické kondenzátory nahradené neelektrolytickými (K10-17-2,2 μF).

V prípade zdieľania tohto zariadenia s digitálnym multimetrom s rozsahom 0 ... 200 mV alebo 0 ... 2000 mV je jednoduché rozšíriť rozsah meraných odporov "hore", t.j. až 20 ohmov. Stačí znova vybrať hodnoty prvkov R7 a R10.

Objasnenie. V špecifikácii dielov použitých v zariadení, ktorá je uvedená v prvej časti článku (RA 3/2005, str. 24, 3. stĺpec, 3. odsek zhora), by mal odpor rezistorov R19, R22 nie 330 kOhm, ale 330 Ohm. Ospravedlňujeme sa.

Literatúra
1. Novačenko I.V. Mikroobvody pre domáce rádiové zariadenia. - M.: Rádio a komunikácia, 1989.
2. Zyzyuk A.G. Vlastnosti opravy zosilňovačov WS-701//Radio-mator.-2004.-№6.-S.11-13.
3. Zyzyuk A.G. Niektoré funkcie opravy SDU // Radiátor. -2004.-№7. s. 12-13.
4. Zyzyuk A.G. Minivŕtačka opravára a rádioamatéra // Raduama-tor.-2004.-№8.-S.20-21.
5. Zyzyuk A.G. Jednoduchý merač kapacity // Radiátor. - 2004. -№9. - S.26-28.
6. Zyzyuk A.G. O jednoduchých a výkonných stabilizátoroch napätia//Elektrik.-2004.-№6.-S.10-12.
7. Zyzyuk A. G. Stabilný generátor prúdu na nabíjanie batérií a jeho využitie pri oprave a návrhu rádioelektronických zariadení//Elektrikár. - 2004. - Č. 9. - S.8-10.
8. Radiátor. Najlepších 10 rokov (1993-2002). - K .: Radiumator, 2003. Ako vyrobiť LED lampu napájanú 220 V