Analógový ESR merač kondenzátorov

Analógový ESR merač kondenzátorov
Elektrolab Pridal  Elektrolab
  357 zobrazení
4
 0
Zaujímavé zapojenia

Konštrukcia tohoto jednoduchého analógového ESR merača, umožňujúceho merania aj osadených elektrolytických kondenzátorov. Zariadenie je navyše odolné pred zničením po pripojení nabitého kondenzátora.

Napriek tomu že väčšina klasických multimetrov je už pomerne bežne vybavená meraním kapacity elektrolytických kondenzátorov, meranie hodnoty ESR je skutočne len veľmi ojedinelé. Pritom hodnota ESR (Equivalent Series Rezistencia), teda ekvivalentného sériového odporu je u elektrolytických kondenzátorov jedna z hlavných hodnôt, vypovedajúce o ich kvalite a veku. Pri každom elektrolytickom kondenzátore totiž vplyvom starnutia dochádza k jeho postupnému vysychaniu a to navyše tým rýchlejšie, v čím drsnejších podmienkach je prevádzkovaný, následkom čoho dochádza k znižovaniu vodivosti jeho elektrolytu a teda zvyšovaniu hodnoty ESR. Takýto kondenzátor potom prestáva plniť svoju filtračnú úlohu a mal by byť vymenený.

Nižšie popísaný jednoduchý analógový merač ESR umožňuje vykonávať orientačné merania elektrolytických kondenzátorov s kapacitou vyššou ako 1uF. Nameraná hodnota je následne zobrazená na ručičkovom mikroampérmetri a to v meracom rozsahu až do 75 ohmov. Prednosťou nasledujúceho zapojenie je predovšetkým jeho odolnosť pri pripojení nabitými kondenzátory a to až do hodnoty 400V a tiež v mnohých prípadoch aj možnosť merania kondenzátorov osadených priamo v aplikácii.

Schéma zapojenia

Na nasledujúcom obrázku je schéma zapojenia jednoduchého analógového ESR metra.

Ako u všetkých podobných konštrukcií, ktoré je možné na internete nájsť v celej rade variantov, je základom tohto meracieho prístroja oscilátor. Ten je tu tvorený jedným hradlom obvodu IO1 a súčiastkami R1 a C1, určujúcimi jeho frekvenciu pohybujúce sa na hodnote približne 100kHz. Signál je ďalej posilnený zvyšnými piatimi hradlami a po úprave jeho amplitúdy na hodnotu zhruba 250mVpp vedený na meraný kondenzátor Cx. Ten je pripojovaný medzi piny J3 a J4, pričom aby nedošlo k poškodeniu testera pripojením nabitého kondenzátora, je od neho izolovaný vysokonapäťovým kondenzátorom C3 a skratovaný rezistorom R9 a diódami D1 a D2. Signál je po prechode meraným kondenzátorom zosilnený tranzistorom T1 a následne usmernený štvoricou diód D3 až D6 a filtrovaný kondenzátorom C6. Na piny J5 a J6 je následne cez rezistor R14, prípadne doplnený či nahradený o sériovo radený odporový trimer s hodnotou 25k pre presnú kalbraci, pripojený analógový mikroampérmetr so základným rozsahom 50uA.

Hodnota zobrazovaná meradlom je úmerná predovšetkým hodnote ESR meraného kondenzátora. Samozrejme je do nej započítavaná aj kapacitancia meraného kondenzátora, tá je však a to predovšetkým u kondenzátora s vyšším ESR len minimálna a rovnako tak sa len minimálne prejavuje v meranej hodnote.

Konštrukcia

Na nasledujúcich obrázkoch je možný motív dosky s plošnými spojmi a rozmiestnenie súčiastok.

Rozmiestnenie komponentov na Doske plošného spoja

Obrazec dosky plošného spoja

Zoznam súčiastok

Všetky použité súčiastky sú v klasickom prevedení a okrem kondenzátora C3 sú úplne bežné. C3 je zvitkový radiálne kondenzátor typu MKT s hodnotou 470nF na 400V.

Pozícia na PCB Typ / Hodnota Poznámka
R1 1K Rezistor 1/4 W
R2, R3, R4, R5, R6 680R Rezistor 1/4 W
R7, R8 10R Rezistor 1/4 W
R9 1M Rezistor 1/4 W
R10 100K Rezistor 1/4 W
R11 25K Rezistor 1/4 W
R12 2K2 Rezistor 1/4 W
R13 100R Rezistor 1/4 W
R14 10K Rezistor 1/4 W
C1, C4, C5 10nF Keramický kondenzátor
C2 47nF Keramický kondenzátor
C3 470nF / 400V MKT Radiálny kondenzátor
C6 100nF Keramický kondenzátor
C7 10µF/25V Elektrolytický kondenzátor
D1, D2 1N4007 Usmerňovacia dióda
D3, D4, D5, D6 1N4148 Dióda
T1 BC337 Tranzistor
IO1 74HC14N Integrovaný obvod

 

Oživenie

Starostlivo zostavený a skontrolovaný ESR meter musí pracovať na prvé zapojenie. Po pripojení napájania (4,5 až 5V) na piny J1 a J2 a mikroampérmetra na piny J5 a J6 musí okamžite indikovať výchylkou veľkosť ESR. Pre presnejšie hodnoty je možné ďalej zapojiť miesto rezistora R14 odporový trimer s hodnotou napríklad 25k a s jeho pomocou presne doladiť ako nulovú výchylku, tak aj približné rozloženie stupnice. Nastavenie sa vykoná postupným pripojením malých rezistorov na miesto Cx. Rozloženie stupnice by malo byť také, aby pri hodnote rezistora pripojeného na miesto Cx s hodnotou 1 ohm bola výchylka meradla väčšia ako 90%. Pri hodnote rezistora 10 ohmov by mala byť výchylka väčšia ako 40% a pri hodnote 47 ohmov zhruba len 10%. Reálna hodnota ESR u bežných elektrolytických kondenzátorov by pritom nemala presahovať 10 ohmov.

Záver

Popisovaný jednoduchý ESR meter dokáže veľmi rýchlo orientačne určiť aktuálnu hodnotu ESR elektrolytických kondenzátorov s kapacitou väčšou než 1uF. Táto hodnota potom indikuje kvalitu a vek kondenzátora a ak je väčší ako 10 ohmov, nemal by byť použitý už v žiadnej konštrukcii.

Článok bol preložený a redakčne upravený z českého originálu "Analogový ESR Metr"

Zdroj : Hobbyelektro.eu



Páčil sa Vám článok? Pridajte k nemu hodnotenie
 

     

Komentáre k článku

Zatiaľ nebol pridaný žiadny komentár. Pridáte prvý? Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Pre komentovanie sa musíte prihlásiť.

Vyhľadajte niečo na našom blogu

Webwiki ButtonSeo servis