사실 오래전에 약속드렸던 것처럼 가장 간단한 ESR 미터에 대해 말씀드리겠습니다. 앞으로는 ESR이 아닌 EPS(동등한 직렬 저항), 레이아웃을 전환하기에는 너무 게으르기 때문입니다. 간단히 말해서 EPS란 무엇입니까?
EPS는 커패시터와 직렬로 연결된 저항으로 표현될 수 있습니다.
이 그림에서 - R. 실제로 작동하는 커패시터의 경우 이 표시기는 옴 단위로 측정되며, 작은 커패시터(최대 100 마이크로패럿)의 경우 2-3옴에 도달할 수 있습니다. 서비스 가능한 커패시터에 대한 더 자세한 ESR 값은 제조업체의 참조 데이터에서 확인할 수 있습니다. 시간이 지남에 따라 전해질의 증발로 인해 이 저항이 증가하여 전력 손실이 증가합니다. 결과적으로 커패시터가 더 많이 가열되어 전해질 증발 과정이 더욱 가속화되고 용량 손실이 발생합니다.
실제로 수리 시 ESR을 정확하게 측정할 필요는 없습니다. ESR이 1-2Ω을 초과하는 커패시터는 결함이 있는 것으로 간주하는 것으로 충분합니다. 이것은 논란의 여지가 있는 진술로 간주될 수 있습니다. 인터넷에서는 다양한 용량의 커패시터에 대한 ESR 값이 포함된 전체 테이블을 찾는 것이 매우 쉽습니다. 그러나 나는 대략적인 추정만으로 충분하다고 여러 번 확신했습니다. 동일한 제조업체의 동일한 커패시터(신규)의 ESR을 측정한 결과가 배치, 연중 시간 및 달의 위상에 따라 크게 다르다는 사실은 말할 것도 없습니다.
나는 페니 칩에 간단한 미터를 사용합니다. Manfred Mornhinweg가 디자인했습니다. 
디자인은 매우 단순하지만 변압기의 까다롭지 않은 특성으로 인해 매력적입니다. 단점 중 하나는 척도가 "넓다"는 것입니다(제 경우에는 0-20). 따라서 소위 대형 측정 헤드가 필요합니다. "테이프 레코더"(테이프 레코더 레벨 표시기에서)가 작동하지 않아 작동이 불편합니다.
변압기로서 저자는 19x16x5mm 2000NM 페라이트 링에 400회전과 20회전의 두 권선을 감았습니다. 그러나 훨씬 더 간단하게 할 수 있습니다. ATX 전원 공급 장치의 의무 변압기를 사용하십시오. R8을 저항이 51k인 튜닝 다중 회전 저항 3296W로 교체하면 충분합니다. 이 저항을 사용하면 계측증폭기의 이득을 높이고 부족한 변환비를 보상할 수 있습니다. LM7805를 LM1117-5로 교체해야 합니다. 이렇게 하면 전류 소비가 줄어들고 공급 전압의 하한 임계값이 약 6.5V로 떨어집니다. 안정 장치가 필요합니다. 그렇지 않으면 스케일이 공급 전압에 따라 부동합니다. 음식에는 일반 크로나를 사용했습니다. 마이크로 회로 자체를 소켓에 배치하십시오!
장치 설정은 "0"을 설정하고 저울을 교정하는 것으로 요약됩니다. 스케일을 교정하기 위해 허용 오차가 0.5%이고 저항이 0~2-5Ω인 저저항 저항기가 사용됩니다. 교정은 다음과 같이 수행됩니다. 제거 보호 유리표시기 헤드에서. 장치를 켜고 기준 저항의 저항을 측정합니다. 우리는 화살표가 어디에서 벗어나는지 살펴보고 이 위치에 해당 저항을 눈금에 표시합니다. 이것이 우리가 규모를 표시하는 방법입니다.
측정된 저전압 커패시터(문제 없이 최대 50-80V)는 저항 R5, R6 및 변압기의 1차 권선에 의해 방전됩니다. 나는 510Ω/1W 저항기, 주사기 바늘, 악어 클립 및 젤펜 본체로 만든 장치를 사용하여 "네트워크" 정전 용량(스위칭 전원 공급 장치의 다이오드 브리지 다음의 용량)을 사전 방전합니다. 이론적으로 R5-R6 체인은 이러한 용량을 방전해야 하지만 실제로는 TL062를 녹아웃시킵니다. :) 그렇기 때문에 신속하게 교체하려면 소켓에 설치해야 합니다. 하지만 "네트워크" 용량을 먼저 방전하는 것이 더 안전합니다.
일반적으로 이것은 매우 성공적인 장치입니다. 저렴하고 간단하며 변압기를 요구하지 않습니다.
전해 커패시터의 중요한 기생 매개변수 중 하나인 등가 직렬 저항(ESR)은 최근 몇 년간 전자 장비 수리업체들 사이에서 폭넓은 인기를 얻었습니다. ESR 미터 및 프로브는 테스터 또는 멀티미터와 함께 많은 장인에게 필수적인 도구가 되었습니다.
커패시터의 ESR이 수 옴, 때로는 수십 옴까지 증가하면 설치된 장치가 오작동할 수 있으며, 이는 때로는 수용할 수 없는 기존 커패시턴스 미터로는 감지가 불가능합니다. 커패시터의 다른 매개변수를 고려하십시오.
일반적으로 수리 작업에는 특별한 정밀도가 필요하지 않습니다. ESR 측정따라서 프로브의 눈에 띄는 오류는 종종 결함 요소를 찾는 데 불편을 초래하지 않으며 프로브로 커패시터의 상태를 결정하는 것은 작업에 적합한 지 여부의 원칙에 따라 품질을 평가하는 것으로 단순화 될 수 있습니다. 특정 장치 단위.
그러나 컨버터 필터와 같이 높은 펄스 전류에서 작동하는 커패시터의 경우 품질에 대한 보다 객관적인 평가가 필요한 경우가 있으며 10분의 1 또는 100분의 1옴의 오류가 중요할 수 있다는 점에 유의해야 합니다.
수리 실습에 사용되는 대부분의 인기 있는 ESR 장비 및 프로브는 임피던스 측정을 기반으로 합니다. 교류 40 - 100kHz의 주파수에서. 이 순서의 주파수에서 큰 값의 전해 커패시터의 경우 이러한 장치는 ESR 값에 최대한 가까운 값을 표시하며 이는 이러한 주파수에서 임피던스의 대부분을 구성합니다.
이 방법의 단점은 주어진 주파수에서 커패시터의 리액턴스가 비슷하고 ESR을 초과할 수 있는 작은 커패시턴스 값(10uF 미만)을 측정할 때 심각한 오류가 발생한다는 것입니다.
그런 다음 장치는 임피던스 값을 표시하며 실제 ESR 값은 몇 배 더 낮을 수 있습니다.
ESR 프로브 사용의 실용성을 위한 요구 사항 중 하나는 보드에서 커패시터를 제거하지 않고도 측정을 수행할 수 있는 기능입니다. 결과적으로 측정 프로세스는 회로의 반도체 요소 전이 잠금 해제를 제외하고 테스트 중인 커패시터 전체에서 충분히 낮은 전압 강하로 수행되어야 합니다.
대부분의 경우 장인들은 인터넷에서 널리 퍼진 다이어그램을 사용하여 이러한 간단한 임피던스 측정기를 직접 조립하지만 일부는 사용 편의성이나 측정 정확도 측면에서 개인 취향을 고려하여 자체 디자인을 사용하기도 합니다.
판매 중에는 LED 또는 다이얼 표시가 있는 간단한 프로브와 다양한 복잡성의 디지털 눈금이 있는 미터가 모두 있습니다.
임피던스 측정의 원리와 방법에 대해 자세히 설명할 필요는 없으며 그러한 논의와 설명이 꽤 많이 있으며 인터넷에서 찾는 것이 어렵지 않습니다. 그러나 개별 디자인의 일부 기능은 여전히 주목할 가치가 있습니다.
이 기사에서는 ESR과 커패시턴스를 커패시터의 별도 매개변수로 측정하는 방법 중 하나를 고려하도록 제안합니다.
많은 아마추어 및 산업용 장치에 사용되는 매우 정확하고 간단한 방법은 수리 포럼 monitor.net.ru 및 monitor.espec.ws의 참가자 인 장인들 사이에서 인기있는 마이크로 미터에서 구현됩니다.
테스트 중인 커패시터에 용량이 있는 경우 씨 DC 소스에서 충전 나, 단자의 전압은 값에서 선형적으로 증가합니다. U R법률상:
C dU/dt = I = const.
U R– 커패시터(ESR)의 활성 저항에 걸친 전압 강하.
이 경우 커패시터의 커패시턴스는 다음 식에 의해 결정됩니다.
계산하다 U R ESR을 계산하려면 여러 가지 방법으로 계산할 수 있습니다. 예를 들어 두 점을 사용하여 직선의 방정식을 구성하고 X의 0 값에 대한 Y 좌표를 찾거나 비슷한 측면의 비율을 기반으로 기하학적으로 계산할 수 있습니다. 삼각형...
이 경우 커패시터(ESR)의 활성 저항은 다음과 같습니다.
이 방법을 구현하려면 ADC를 사용할 필요가 없으며 타이머 제어를 위한 임계 전압 값은 비교기에 의해 설정되고 정전 용량 및 ESR의 수학적 계산은 LCD 디스플레이에 표시되는 정보와 함께 마이크로 컨트롤러에 의해 수행됩니다.
일부 유사한 설계에서는 ESR을 측정하기 위해 더 간단하지만 덜 정확한 방법을 사용합니다.
전압 레벨이 측정됩니다. U R초기에는 ADC를 통해.
측정 펄스가 매우 짧다는 사실에도 불구하고(1-2uS) 더 작은 용량의 커패시터는 커패시터보다 더 높은 값으로 충전됩니다. 대용량이는 다양한 커패시터 값의 ESR을 측정할 때 약간의 오류를 발생시킵니다.
DC 전류로 측정되는 ESR은 전해 콘덴서의 품질을 나타내는 상대적인 지표입니다.
ESR의 중요한 구성 요소는 교류 주파수에 따라 크게 달라지는 유전 손실입니다.
커패시터의 위상 변이 분석을 기반으로 하는 더 복잡하고 정확한 측정 기술과 방법이 있습니다. 이 경우 ESR은 임피던스와 손실 탄젠트의 곱으로 결정됩니다.
의견과 제안을 받아들이고 환영합니다!
커패시터의 상태를 평가하는 주요 매개변수는 무엇입니까? 물론 그들의 능력. 그러나 펄스 고전압 기술이 확산됨에 따라 펄스 변환기의 작동 신뢰성과 품질이 좌우되는 또 하나의 매개변수에 주의를 기울일 필요가 있다는 것이 분명해졌습니다. 이는 등가 직렬 저항(ESR, 영어)입니다. ESR - 등가 직렬 저항). ESR 값이 증가된 커패시터를 사용하면 계산된 값에 비해 출력 전압 맥동이 증가하고 ESR의 열 방출로 인한 발열 증가로 인해 급격한 고장이 발생하며 전해질이 끓는 경우, 전해질 변형이 발생하는 경우도 있습니다. 하우징 및 커패시터 폭발. 전력 펄스 변환기에서 ESR의 부정적인 영향의 심각성은 높은 충전-방전 전류에서의 작동과 작동 주파수가 증가함에 따라 ESR이 증가한다는 사실로 인해 발생합니다. ESR의 존재는 산화물 커패시터의 설계로 설명되며 플레이트의 저항, 리드의 저항, 플레이트와 리드 사이 접점의 접촉 저항 및 유전체 재료의 손실로 인해 발생합니다. 시간이 지남에 따라 커패시터의 ESR이 증가하는데 이는 전혀 좋지 않습니다.다양한 유형의 커패시터의 ESR
당연히 기존 저항계를 사용하여 커패시터의 등가 직렬 저항을 확인하는 것은 불가능합니다. 여기에는 특수 장치가 필요합니다. 인터넷에 여러개 있어요 심플한 디자인 ESR 미터이지만 원하는 경우 마이크로 컨트롤러에 더 정확하고 편리한 미터를 조립할 수 있습니다. 예를 들어 Radio 7-2010 잡지에서.
커패시터에 대한 ESR 미터 회로
애티니2313
필요한 모든 파일과 펌웨어는 아카이브에 있습니다. 조립하고 전원을 켠 후 명암 조절 장치를 LCD 화면두 줄로 된 비문. 없으면 ATtiny2313 MK 펌웨어의 설치와 정확성을 확인합니다. 모든 것이 정상이면 "보정" 버튼을 누르십시오. 미터 입력 부분의 응답 속도에 대한 펌웨어가 수정됩니다. 다음으로, 무엇보다도 다양한 전압에 대해 220~470μF의 다양한 배치 용량을 갖춘 여러 가지 새로운 고품질 전해 커패시터가 필요합니다. 우리는 그 중 하나를 장치의 입력 소켓에 연결하고 100...470 옴 내에서 저항 R2를 선택하기 시작합니다. (나는 300 옴을 얻었습니다. 일시적으로 상수 + 트리밍 체인을 사용할 수 있습니다) LCD 화면의 커패시턴스 값 커패시터 값과 거의 유사합니다. 아직 높은 정확성을 위해 노력할 필요는 없습니다. 여전히 조정이 있을 것입니다. 그런 다음 다른 커패시터를 확인하십시오.
ESR 미터를 구성하려면 다양한 커패시터에 대한 이 매개변수의 일반적인 값이 포함된 표가 필요합니다. 디스플레이 아래 장치 본체에 이 라벨을 부착하는 것이 좋습니다.
다음 라벨은 전해 커패시터의 최대 등가 직렬 저항 값을 보여줍니다. 측정된 커패시터의 값이 더 높으면 더 이상 정류기 평활 필터에서 작동하는 데 사용할 수 없습니다.
220uF 커패시터를 연결하고 저항 R6, R9, R10의 저항(다이어그램과 조립 도면에 별표로 표시됨)을 약간 선택하여 표에 표시된 값에 가까운 Esr 판독값을 얻습니다. 우리는 다음을 포함하여 사용 가능한 모든 준비된 기준 커패시터를 확인합니다. 이미 1~100μF의 커패시터를 사용할 수 있습니다.
회로의 동일한 섹션이 150μF 및 ESR 미터에서 커패시터의 커패시턴스를 측정하는 데 사용되므로 이러한 저항의 저항을 선택한 후 커패시턴스 미터 판독 값의 정확도가 다소 변경됩니다. 이제 저항 R2의 저항을 추가로 조정하여 이러한 판독값을 더 정확하게 만들 수 있습니다. 즉, 저항 R2를 선택해야 합니다. 커패시턴스 미터의 판독값을 명확히 하고, 비교기 분배기의 저항을 조정하고, ESR 미터의 판독값을 명확히 해야 합니다. 또한 내부 저항계에 우선순위를 두어야 합니다.
이제 0.1~150μF 범위의 커패시터에 대한 커패시턴스 미터를 설정해야 합니다. 이를 위해 회로에 별도의 전류원이 제공되므로 이러한 커패시터의 커패시턴스를 매우 정확하게 측정할 수 있습니다. 작은 커패시터를 장치의 입력 소켓에 연결하고 3.3~6.8kOhm 내에서 저항 R1을 선택하여 가장 정확한 판독값을 얻습니다. 이는 전해가 아닌 경우 달성할 수 있지만 0.5 또는 1%의 편차가 보장된 0.15μF 용량의 고정밀 커패시터 K71-1이 기준으로 사용됩니다.
이 ESR 미터를 조립했을 때 회로가 즉시 시작되었으며 교정만 필요했습니다. 이 미터는 전원 공급 장치 수리에 여러 번 도움이 되므로 조립 시 장치를 권장합니다. 이 계획은 다음에 의해 개발되었습니다. 데스알렉스 , 조립 및 테스트: 스테크 .
마이크로컨트롤러의 ESR 미터 기사에 대해 토론하십시오.
ESR이란 무엇입니까?
이론
ESR- 등가 직렬 저항 - 교류 회로의 활성 손실을 특성화하는 커패시터의 매개변수 중 하나입니다. 등가적으로는 커패시터와 직렬로 연결된 저항으로 나타낼 수 있으며, 그 저항은 주로 유전 손실뿐만 아니라 플레이트의 저항, 내부 접점 연결 및 커패시터 단자에 의해 결정됩니다. 러시아어 약어 - 등가 직렬 저항 - 주당 순 이익.
분극의 특성으로 인해 발생하는 유전체 손실은 커패시터 손실의 주요 부분을 구성하며 유전체층의 두께뿐만 아니라 재료에 따라 결정됩니다.전해 커패시터에서 ESR의 중요한 부분은 유전체와의 최대 접촉 면적을 보장하기 위해 플레이트 중 하나의 구성 요소로 사용되는 액체 전해질의 저항입니다.커패시터의 전해질 저항이 플레이트 중 하나의 면적과 동일한 단면적과 함침지의 두께와 대략 동일한 도체 길이를 갖는 도체로 간주되면 이 값을 가정할 수 있습니다. 상대적으로 작을 것입니다. 실제 중간 크기 커패시터에서 일반적인 값은 20°C에서 0.01Ω입니다. 그러나 약 100kHz의 작동 주파수에서 SMPS 정류기 필터에 사용되는 고용량 커패시터의 경우 리액턴스가 1/1000Ω 단위로 측정될 때 이 값은 상당히 큰 손실이 된다는 점을 고려해야 합니다. SMPS 필터의 전해 커패시터에서 이러한 주파수에서의 유전 손실 크기는 일반적으로 몇 배 더 크며, 최상의 경우에만 전해질 손실과 거의 같거나 더 작을 수 있습니다.
전해질의 저항은 점도와 이온 이동도의 변화로 인해 온도에 따라 크게 달라집니다. 작동 중에 유전체와 전해질은 교류에 의해 가열되므로 전해질의 저항이 크게 감소할 수 있으며, 커패시터의 ESR은 주로 유전 손실에 의해 결정됩니다.끓는점까지 가열하는 경우 전해질은 원래 특성을 잃고 이후 냉각 시 점도가 높아져 저항이 크게 증가합니다. 추가 작업으로 인해 전해질 품질이 더욱 악화되고 열화되어 결과적으로 커패시터가 적합하지 않게 됩니다. 추가 작업장치에서.일반적으로 전해질이 끓는 결함이 있는 전해 커패시터는 부풀어오르고 감압된 하우징으로 시각적으로 식별됩니다.
전해 콘덴서의 안정적인 작동을 위해서는 매우 중요합니다. 올바른 선택모드에 따른 유형, 정격 및 최대 전압. 수십 킬로헤르츠의 주파수에서 작동하는 변환기 필터의 경우 제조업체는 다음과 같은 특수 커패시터를 생산합니다. 작은 ESR표의 모든 정격에 대한 AC 임피던스(임피던스 Z)를 나타냅니다. 이러한 커패시터의 유형에는 기술 문서에 표시가 수반됩니다. 낮은 임피던스또는 낮은 ESR.
관행
전해 콘덴서는 아마도 건조로 인해 어려움을 겪는 유일한 전자 부품일 것입니다. 당신이 - 가지고 있다면 전자 기기수년 동안 작동했지만 갑자기 제대로 작동하지 않는 경우 내부 전해 콘덴서 중 하나 이상이 성능이 저하되어 문제를 일으킬 가능성이 높습니다. 전해 커패시터는 여러 가지 방식으로 고장납니다. 전기 전도성이 되어 다음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다. DC심지어 그들을 폭파시킬 수도 있습니다. 용량이 줄어들 수 있습니다. 그러나 대부분의 경우 등가 직렬 저항이 증가하므로 이는 매우 바람직하지 않습니다.
ESR전해 커패시터는 일반적으로 저전압 커패시터(예: 1000μF, 16V)의 경우 1옴의 일부이고 낮은 정전용량 및 높은 작동 전압(1uF, 450V)의 경우 2~3옴일 수 있습니다. 커패시터가 노후화됨에 따라 이 저항이 증가하고 종종 장비가 완전히 작동을 멈추는 원인이 됩니다. 캐패시터는 ESR 저항을 정상 저항의 100배까지 높이는 동시에 캐패시턴스는 양호한 상태로 유지되는 경우가 많습니다. 커패시턴스를 측정하면 올바른 값에 가까운 값이 표시되지만 더 이상 적합하지 않습니다! ESR 미터와 프로브는 커패시터의 상태를 분석하는 데 사용됩니다.ESR 미터커패시터가 회로에 있는 동안에도 테스트할 수 있습니다. 병렬로 연결된 다른 부품은 측정에 최소한의 영향을 미칩니다. 특정 서비스 가능한 커패시터가 가져야 하는 저항의 대략적인 정도 - 참조 테이블. 만드는 기능은 다음과 같습니다. ESR 미터전자 장비를 진단하고 수리하는 데 없어서는 안될 장치입니다.
최대 약점모든 무선 회로에는 지속적으로 건조되는 전해 커패시터가 있습니다. 그리고 뭐 높은 전류통과할수록 이 프로세스가 더 빨라집니다. 일반 저항계로는 불량 커패시터를 판별하는 것이 불가능하므로 esr 미터와 같은 특수 장치가 필요합니다.esr 커패시터 미터용 전기 회로
인쇄 회로 기판 - 도면
일반적인 회로에는 10개 또는 심지어 100개의 커패시터가 있을 수 있습니다. 테스트를 위해 각각의 납땜을 제거하는 것은 매우 지루하며 보드가 손상될 위험이 높습니다. 이 테스터는 저전압(250mV) 고주파(150kHz)를 사용하며 회로에서 직접 커패시터의 ESR을 측정할 수 있습니다. 전압은 회로의 다른 주변 무선 요소가 측정 결과에 영향을 미치지 않도록 충분히 낮게 선택됩니다. 실수로 충전된 커패시터를 테스트하더라도 문제가 되지 않습니다. 이 미터는 커패시터의 최대 400V 충전을 견딜 수 있습니다. 경험에 따르면 ESR 미터는 잠재적인 문제가 있는 커패시터의 약 95%를 식별합니다.
장치의 특징
- 전해 커패시터 테스트 > 1μF.
- 테스트에는 극성이 중요하지 않습니다.
- 커패시터 전하를 최대 400V까지 전송합니다.
- 배터리의 낮은 전류 소비 - 약 25mA.
- 아날로그 미터 데이터를 쉽게 읽을 수 있습니다.
- 저항계를 사용하여 확장된 규모로 0~75Ω 범위의 ESR을 측정합니다.
ESR 미터를 사용하는 방법
장치를 켜십시오. 테스트 중인 회로에 전원이 공급되지 않는지 확인하십시오. 테스트하기 전에 커패시터를 방전시키십시오. ESR 미터는 이를 자동으로 수행하지 않습니다. 커패시터의 단자를 단락시키고 몇 초 동안 그대로 유지하십시오. 전압계를 사용하여 커패시터가 완전히 방전되었는지 확인하십시오. 전압계에 판독값이 0으로 표시되어야 합니다. ESR 미터 프로브를 커패시터에 접촉시킵니다. ESR 저항을 결정합니다. 측정된 ESR을 기준 데이터와 비교하여 ESR 값이 허용 가능한지 여부를 확인합니다. 이 표 보기
