De fapt, așa cum am promis cu mult timp în urmă, vă voi spune despre cel mai simplu contor ESR. Pe viitor voi scrie nu ESR, ci EPS (echivalent rezistență în serie), pentru că îmi este prea lene să schimb aspectul. Și așa, pe scurt, ce este EPS.
EPS poate fi reprezentat ca un rezistor conectat în serie cu un condensator.
În această imagine - R. De fapt, pentru un condensator de lucru, acest indicator este măsurat în fracțiuni de ohm, pentru condensatori capacitate mică(până la 100 microfarad) poate ajunge la 2-3 ohmi. Valorile ESR mai detaliate pentru condensatoarele care pot fi reparate pot fi găsite în datele de referință ale producătorilor. În timp, din cauza evaporării electrolitului, această rezistență crește, ceea ce duce la o creștere a pierderilor de putere. Ca urmare, condensatorul se încălzește mai mult, ceea ce accelerează și mai mult procesul de evaporare a electrolitului și duce la pierderea capacității.
În practică, măsurarea precisă a ESR nu este necesară în reparații. Este suficient să considerați defect orice condensator cu un ESR peste 1-2 Ohmi. Aceasta poate fi considerată o declarație controversată; pe Internet este destul de ușor să găsiți tabele întregi cu valori ESR pentru condensatoare de diferite capacități. Cu toate acestea, am fost convins de mai multe ori că o estimare aproximativă este destul de suficientă. Ca sa nu mai vorbim de faptul ca rezultatele masurarii ESR-ului acelorasi condensatoare (nou), de la acelasi producator, variaza foarte mult in functie de lot, perioada anului si faza lunii.
Folosesc un simplu metru pe un cip penny. A fost proiectat de Manfred Mornhinweg. 
Designul este destul de simplu, dar atractiv datorită naturii sale nepretențioase a transformatorului. Unul dintre dezavantaje este că scara se dovedește a fi „largă”, în cazul meu 0-20. În consecință, este necesar un cap de măsurare mare, așa-numitul. „Reportofonul” (din indicatorii de nivel al casetofonului) nu va funcționa - va fi incomod să funcționeze.
Ca transformator, autorul a înfășurat două înfășurări de 400 și 20 de spire pe un inel de ferită de 19x16x5mm 2000NM. Cu toate acestea, o puteți face mult mai simplu - utilizați un transformator de serviciu de la orice sursă de alimentare ATX. Este suficient să înlocuiți R8 cu un rezistor multi-turn 3296W cu o rezistență de 51k. Folosind acest rezistor, va fi posibil să creșteți câștigul amplificatorului de instrumente și să compensați raportul de transformare insuficient. LM7805 trebuie înlocuit cu LM1117-5, acest lucru va reduce consumul de curent, plus pragul inferior al tensiunii de alimentare va scădea la aproximativ 6,5V. Este necesar un stabilizator, altfel cântarul va pluti în funcție de tensiunea de alimentare. Pentru mâncare am folosit Krona obișnuită. Asigurați-vă că plasați microcircuitul în priză!
Configurarea dispozitivului se reduce la setarea „zero” și calibrarea scalei. Pentru calibrarea scalei se folosesc rezistențe de rezistență scăzută cu toleranțe de 0,5% și rezistențe de la 0 la 2-5 Ohmi. Calibrarea se efectuează după cum urmează - îndepărtați sticla de protectie din capul indicatorului. Pornim dispozitivul și măsurăm rezistența rezistențelor de referință. Ne uităm la locul unde se abate săgeata și punem un semn cu rezistența corespunzătoare în acest loc pe scară. Așa notăm scara.
Condensatoarele de joasă tensiune măsurate (până la 50-80 volți fără probleme) sunt descărcate de rezistențele R5, R6 și înfășurarea primară a transformatorului. Predescarc capacitățile „de rețea” (cele după puntea de diode în sursele de alimentare cu comutație) cu un dispozitiv realizat dintr-un rezistor de 510 Ohm/1W, un ac de seringă, o clemă aligator și corpul unui stilou cu gel. În teorie, lanțul R5-R6 ar trebui să descarce astfel de capacități, dar în practică, elimină TL062 :) De aceea trebuie instalat în priză - pentru a-l înlocui rapid. Dar este mai sigur să descărcați mai întâi capacitatea de „rețea”.
În general, este un dispozitiv foarte reușit - ieftin, simplu și nu solicitant transformator.
Rezistența în serie echivalentă (ESR), ca unul dintre parametrii paraziți semnificativi ai condensatoarelor electrolitice, a câștigat o mare popularitate în rândul reparatorilor de echipamente electronice în ultimii ani. Contoarele și sondele ESR au devenit un instrument esențial pentru mulți meșteri, alături de un tester sau multimetru.
O creștere a ESR al unui condensator cu câțiva ohmi și, uneori, cu câteva zecimi de ohm, poate cauza funcționarea defectuoasă a dispozitivului în care este instalat, ceea ce uneori este imposibil de detectat cu contoarele de capacitate existente care nu sunt capabile să ia în considerare. ține cont de alți parametri ai condensatorului.
În mod obișnuit, în practica de reparații, nu este necesară o precizie specială în măsurarea ESR, astfel încât o eroare vizibilă în sonde adesea nu cauzează inconveniente în găsirea elementelor defecte, iar determinarea stării unui condensator cu o sondă poate fi simplificată pentru a evalua calitatea acestuia pe baza principiul dacă este potrivit sau nu pentru lucru într-o anumită unitate a dispozitivului.
Dar trebuie remarcat faptul că, pentru condensatoarele care funcționează la curenți de impuls mari, de exemplu, în filtrele convertoarelor, uneori este necesară o evaluare mai obiectivă a calității, iar o eroare de zecimi sau chiar sutimi de ohm poate fi semnificativă.
Majoritatea instrumentelor și sondelor ESR populare utilizate în practica de reparații se bazează pe măsurători de impedanță curent alternativ la o frecvență de 40 - 100 kHz. La frecvențe de acest ordin, pentru condensatoarele electrolitice de valori mari, astfel de dispozitive vor afișa valori cât mai apropiate de valoarea ESR, care va constitui cea mai mare parte a impedanței la aceste frecvențe.
Dezavantajul acestei metode este o eroare semnificativă la măsurarea unor valori mici de capacitate (mai puțin de 10 uF), când reactanța condensatorului la o anumită frecvență este comparabilă și poate depăși ESR.
Apoi, dispozitivul va afișa valoarea impedanței, iar valoarea reală ESR poate fi de câteva ori mai mică.
Una dintre cerințele pentru caracterul practic al utilizării sondelor ESR este capacitatea de a efectua măsurători fără a scoate condensatorul de pe placă. În consecință, procesul de măsurare trebuie să aibă loc cu o cădere de tensiune suficient de mică pe condensatorul testat, excluzând deblocarea tranzițiilor elementelor semiconductoare ale circuitului.
În cele mai multe cazuri, meșterii asamblează ei înșiși astfel de contoare simple de impedanță folosind diagrame disponibile pe scară largă pe Internet, dar unii își folosesc și propriile modele, ținând cont de preferințele personale în ceea ce privește ușurința în utilizare sau precizia măsurării.
La vânzare există atât sonde simple cu indicație LED sau cadran, cât și contoare cu o scară digitală de diferite grade de complexitate.
Nu este nevoie să ne oprim în detaliu asupra principiilor și metodelor de măsurare a impedanței; există destul de multe astfel de discuții și descrieri și nu sunt greu de găsit pe Internet. Dar unele caracteristici ale modelelor individuale ar putea încă merita atenție.
Acest articol propune să se ia în considerare una dintre modalitățile de a măsura ESR și capacitatea ca parametri separați ai unui condensator.
O metodă destul de precisă și simplă, care este utilizată în multe dispozitive amatoare și industriale, este implementată în Micrometru, popular printre meșteri - participanți la forumurile de reparații monitor.net.ru și monitor.espec.ws.
Dacă condensatorul testat are o capacitate Cîncărcare de la sursa DC eu, tensiunea la bornele sale va crește liniar de la valoare U Rîn lege:
C dU/dt = I = const.
U R– căderea de tensiune pe rezistența activă a condensatorului (ESR).
În acest caz, capacitatea condensatorului va fi determinată de expresia:
calculati U R Pentru a calcula ESR, puteți face acest lucru în mai multe moduri, de exemplu, compunând o ecuație a unei linii drepte folosind două puncte și găsirea coordonatei Y pentru valoarea zero a lui X sau geometric, pe baza raportului laturilor similare. triunghiuri...
Rezistența activă a condensatorului (ESR) în acest caz va fi:
Pentru a implementa această metodă, nu este nevoie să utilizați un ADC; valorile tensiunii de prag pentru controlul cronometrului sunt stabilite de comparatoare, iar calculele matematice ale capacității și ESR sunt efectuate de un microcontroler cu informații afișate pe afișajul LCD.
Unele modele similare folosesc o metodă mai simplă, dar mai puțin precisă pentru a măsura ESR.
Se măsoară nivelul de tensiune U R prin intermediul unui ADC la momentul inițial.
În ciuda faptului că pulsul de măsurare este destul de scurt (1-2 uS), condensatoarele de capacitate mai mică reușesc să se încarce la o valoare mai mare decât condensatoarele capacitate mare, care creează o eroare în măsurarea ESR a diferitelor valori ale condensatorului.
Vă rugăm să rețineți că ESR, măsurat prin curent continuu, este un indicator relativ al calității unui condensator electrolitic.
O componentă semnificativă a ESR este pierderile dielectrice, care variază semnificativ cu frecvența curentului alternativ.
Există tehnici și metode de măsurare mai complexe și mai precise bazate pe analiza defazării condensatorului. În acest caz, ESR este determinată de produsul impedanței și tangentei de pierdere.
Comentariile și sugestiile sunt acceptate și binevenite!
Care este parametrul principal pentru evaluarea stării de sănătate a condensatoarelor? Desigur, capacitatea lor. Dar, pe măsură ce tehnologia de înaltă tensiune cu impulsuri se răspândește, a devenit evident că este necesar să se acorde atenție încă unui parametru de care depinde fiabilitatea și calitatea funcționării convertoarelor de impulsuri - aceasta este rezistența echivalentă a seriei (ESR, în engleză). ESR - rezistență serie echivalentă). Utilizarea condensatoarelor cu o valoare ESR crescută duce la o creștere a pulsațiilor tensiunii de ieșire în comparație cu valorile calculate și o defecțiune rapidă din cauza încălzirii crescute din cauza degajării de căldură pe ESR; există chiar cazuri de fierbere a electrolitului, deformare a carcasa și explozii de condensatoare. Severitatea deosebită a impactului negativ al ESR în convertoarele de impuls de putere este cauzată de funcționarea la curenți mari de încărcare-descărcare, precum și de faptul că ESR crește odată cu creșterea frecvenței de operare. Prezența ESR se explică prin proiectarea condensatorului de oxid și se datorează rezistenței plăcilor, rezistenței cablurilor, rezistenței de contact a contactelor dintre plăci și cabluri, precum și pierderilor din materialul dielectric. În timp, ESR-ul unui condensator crește, ceea ce nu este deloc bun.ESR de diferite tipuri de condensatoare
Desigur, este imposibil să se verifice rezistența în serie echivalentă a unui condensator cu un ohmetru convențional - aici este nevoie de un dispozitiv special. Există mai multe pe Internet desene simple Contoare ESR, dar dacă doriți, puteți asambla un contor mai precis și mai convenabil pe un microcontroler. De exemplu, din revista Radio 7-2010.
Circuitul contorului ESR pentru condensatori pornit
Attiny2313
Toate fișierele și firmware-ul necesare sunt în arhivă. După asamblare și pornire, rotiți controlul contrastului până când ecran LCD inscripţii în două rânduri. Dacă nu este acolo, verificăm instalarea și corectitudinea firmware-ului ATtiny2313 MK. Dacă totul este OK, apăsați butonul „Calibrare” - se va face o corecție la firmware-ul pentru viteza de răspuns a părții de intrare a contorului. În continuare veți avea nevoie de mai mulți condensatori electrolitici noi Calitate superioară cu o capacitate de 220...470 uF de loturi diferite, cel mai bun dintre toate - pentru tensiuni diferite. Conectăm oricare dintre ele la prizele de intrare ale dispozitivului și începem să selectăm rezistorul R2 în interval de 100...470 ohmi (am primit 300 ohmi; puteți folosi temporar un lanț constant + de tăiere) astfel încât valoarea capacității de pe ecranul LCD este aproximativ similară cu valoarea condensatorului. Nu este nevoie să depuneți eforturi pentru o mare acuratețe încă - vor exista în continuare ajustări; apoi verificati cu alti condensatori.
Pentru a configura contorul ESR, aveți nevoie de un tabel cu valorile tipice ale acestui parametru pentru diferiți condensatori. Este recomandat să lipiți această etichetă pe corpul dispozitivului sub afișaj.
Următoarea plăcuță indică valorile maxime rezistență în serie echivalentă pentru condensatoare electrolitice. Dacă condensatorul măsurat are o valoare mai mare, atunci nu mai poate fi utilizat pentru a funcționa într-un filtru de netezire a redresorului:
Conectam un condensator de 220 uF și, selectând ușor rezistența rezistențelor R6, R9, R10 (indicate cu asteriscuri în diagramă și în desenul meu de asamblare), obținem citiri Esr apropiate de cele indicate în tabel. Verificăm toți condensatorii de referință pregătiți, inclusiv. Puteți utiliza deja condensatoare de la 1 la 100 μF.
Deoarece aceeași secțiune a circuitului este utilizată pentru a măsura capacitatea condensatoarelor de la 150 μF și a contorului ESR, după selectarea rezistenței acestor rezistențe, precizia citirilor contorului de capacitate se va schimba oarecum. Acum puteți regla în continuare rezistența rezistorului R2 pentru a face aceste citiri mai precise. Cu alte cuvinte, trebuie să selectați rezistența R2 - clarificați citirile contorului de capacitate, ajustând rezistențele din divizorul comparatorului - clarificați citirile contorului ESR. Mai mult, ar trebui să se acorde prioritate contorului de rezistență intern.
Acum trebuie să configurați un contor de capacitate pentru condensatori în intervalul 0,1...150 µF. Deoarece în circuit este prevăzută o sursă de curent separată pentru aceasta, măsurarea capacității unor astfel de condensatoare poate fi făcută foarte precisă. Conectăm condensatoare mici la prizele de intrare ale dispozitivului și, selectând rezistența R1 în intervalul 3,3...6,8 kOhm, obținem cele mai precise citiri. Acest lucru se poate realiza dacă nu este electrolitic, dar ca referință sunt utilizați condensatori K71-1 de înaltă precizie cu o capacitate de 0,15 μF cu o abatere garantată de 0,5 sau 1%.
Când am asamblat acest contor ESR, circuitul a pornit imediat, a fost nevoie doar de calibrare. Acest contor a ajutat de multe ori la repararea surselor de alimentare, asa ca aparatul este recomandat pentru asamblare. Schema a fost dezvoltată de - DesAlex , asamblat și testat: sterc .
Discutați articolul ESR METER PE UN MICROCONTROLLER
Ce este ESR?
Teorie
ESR- Rezistența în serie echivalentă - unul dintre parametrii condensatorului, care caracterizează pierderile sale active în circuitul de curent alternativ. În echivalent, poate fi reprezentat ca un rezistor conectat în serie cu un condensator, a cărui rezistență este determinată în principal de pierderile dielectrice, precum și de rezistența plăcilor, a conexiunilor de contact interne și a bornelor condensatorului. În abrevierea rusă - Rezistență în serie echivalentă - EPS.
Pierderile în dielectric, cauzate de particularitățile polarizării sale, constituie cea mai mare parte a pierderilor în condensator și sunt determinate de material, precum și de grosimea stratului dielectric.În condensatoarele electrolitice, o parte semnificativă a ESR este rezistența electrolitului lichid, care este utilizat ca componentă a uneia dintre plăci pentru a asigura o zonă de contact maximă cu dielectricul.Dacă rezistența electrolitului într-un condensator este considerată ca un conductor cu o secțiune transversală egală cu aria uneia dintre plăci și o lungime a conductorului aproximativ egală cu grosimea hârtiei impregnate, putem presupune că această valoare va fi relativ mic. În condensatoarele reale de dimensiuni medii, o valoare tipică va fi de 0,01 ohmi la 20°C. Dar, trebuie luat în considerare faptul că pentru condensatoarele de mare capacitate utilizate în filtrele redresoarelor SMPS la o frecvență de funcționare de aproximativ 100 kHz, atunci când reactanța sa este măsurată în miimi de ohm, această valoare va echivala cu pierderi destul de mari. Mărimea pierderilor dielectrice la astfel de frecvențe în condensatoarele electrolitice ale filtrelor SMPS este de obicei de câteva ori mai mare și numai în cele mai bune cazuri poate fi aproximativ egală sau chiar mai mică decât pierderile în electrolit.
Rezistența electrolitului depinde în mod semnificativ de temperatură datorită modificărilor gradului de vâscozitate și mobilității ionilor. În timpul funcționării, dielectricul și electrolitul sunt încălzite prin curent alternativ și, prin urmare, rezistența electrolitului poate scădea semnificativ, atunci ESR-ul condensatorului va fi determinat în principal de pierderile sale dielectrice.În cazul încălzirii la temperatura de fierbere, electrolitul își pierde proprietățile inițiale și la răcirea ulterioară devine mai vâscos, ceea ce îi crește semnificativ rezistența. Operarea ulterioară va provoca o încălzire și mai mare și o deteriorare a calității electrolitului, ceea ce va duce ulterior la neadecvarea condensatorului pentru munca in continuareîn aparat.De obicei, condensatoarele electrolitice defecte în care electrolitul a fiert sunt identificate vizual printr-o carcasă umflată și depresurizată.
Pentru funcționarea fiabilă a condensatoarelor electrolitice, este foarte important alegerea potrivita tipul, puterea nominală și tensiunea maximă a acestuia în funcție de moduri. Pentru filtrele convertoare care funcționează la frecvențe de zeci de kiloherți, producătorii produc condensatori speciali cu ESR scăzut și indică rezistența totală a curentului alternativ (impedanța Z) pentru toate valorile din tabele. Tipul unor astfel de condensatori este însoțit de un marcaj în documentația tehnică - Impedanță scăzută sau ESR scăzut.
Practică
Condensatorii electrolitici sunt probabil singurele componente electronice care suferă de uscare. Daca ai vreuna dispozitive electronice care a funcționat mulți ani, dar încetează brusc să funcționeze corect, există șanse mari ca unul sau mai mulți condensatori electrolitici din interiorul său să se fi degradat și să cauzeze problema. Condensatoarele electrolitice eșuează în mai multe moduri: pot deveni conductoare electric, provocând DC. prin ele, care chiar le poate arunca în aer. Ele pot scădea în capacitate. Dar cel mai adesea rezistența lor echivalentă în serie crește, ceea ce este foarte nedorit.
ESR Condensatorul electrolitic este de obicei o fracțiune de ohm pentru condensatorii de joasă tensiune (cum ar fi 1000µF, 16V) și poate fi de doi sau trei ohmi pentru capacități scăzute și tensiune de operare înaltă (1uF, 450V). Pe măsură ce un condensator îmbătrânește, această rezistență crește și adesea face ca echipamentul să nu mai funcționeze complet. Foarte des, condensatoarele își măresc rezistența ESR la de 100 de ori rezistența normală, în timp ce capacitatea lor rămâne bună! La măsurarea capacității, acestea vor afișa o valoare apropiată de cea corectă, dar nu mai sunt potrivite! Contoarele și sondele ESR sunt folosite pentru a analiza starea condensatorului.contor ESR poate testa condensatorii chiar și atunci când sunt în circuit. Alte părți conectate în paralel cu acesta vor avea o influență minimă asupra măsurării. Aproximativ câtă rezistență ar trebui să aibă un anumit condensator care poate fi reparat - vezi masa. Acestea sunt caracteristicile care fac contor ESR un dispozitiv indispensabil pentru diagnosticarea și repararea echipamentelor electronice.
Cel mai punct slabÎn orice circuit radio există condensatoare electrolitice care sunt supuse uscării constante. Si ce curenți mari trece prin ele - cu atât mai rapid acest proces. Este imposibil să determinați un condensator defect cu un ohmmetru obișnuit, așa că aveți nevoie de un dispozitiv special - un contor esr.Circuit electric pentru contorul de condensator esr
Plăci cu circuite imprimate - desen
Într-un circuit tipic, pot exista 10 sau chiar 100 de condensatoare. Deslipirea fiecăruia pentru testare este foarte obositoare și există un risc mare de a deteriora placa. Acest tester folosește tensiune joasă (250 mV) frecvență înaltă (150 kHz) și este capabil să măsoare ESR-ul condensatorilor direct în circuit. Tensiunea este aleasă suficient de scăzută, astfel încât celelalte elemente radio din jur ale circuitului să nu afecteze rezultatele măsurătorii. Și dacă se întâmplă să testați accidental un condensator încărcat, nu contează. Acest contor poate rezista la încărcare de până la 400 V pe condensator. Experiența a arătat că contorul ESR identifică aproximativ 95% dintre condensatori cu potențiale probleme.
Caracteristicile dispozitivului
- Testul condensatorului electrolitic > 1 µF.
- Polaritatea nu este importantă pentru testare.
- Transferă încărcarea condensatorului până la 400V.
- Consum redus de curent de la baterie - aproximativ 25 mA.
- Datele contorului analogic ușor de citit.
- Măsoară ESR în intervalul 0-75 ohmi pe o scară extinsă folosind un ohmmetru.
Cum se utilizează un contor ESR
Porniți dispozitivul. Asigurați-vă că circuitul testat nu este alimentat. Descărcați condensatorul înainte de testare - contorul ESR nu face acest lucru automat. Scurtcircuitați bornele condensatorului și țineți-le acolo timp de câteva secunde. Utilizați un voltmetru pentru a vă asigura că condensatorul este complet descărcat. Voltmetrul ar trebui să arate zero. Atingeți sondele contorului ESR de condensator. Determinați rezistența ESR. Aflam dacă valoarea ESR este acceptabilă comparând ESR măsurat cu datele de referință. Vizualizați acest tabel
