Как известно, причиной подавляющего большинства дефектов радиоэлектронной аппаратуры являются неисправные электролитические конденсаторы. Именно они служат причиной таких дефектов, как выход из строя строчного транзистора и видеопроцессора в телевизорах, прогоревшие насквозь драйверы двигателей в DVD-плейерах, повышеный фон в УНЧ-ах, частичная или полная неработоспособнось материнских плат…и т.п.
Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, или Equivalent Series Resistance - ESR) обусловлено, главным образом, электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также потерями в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания), достаточно малое его значение может быть жизненно важным для надёжности устройства.
Поиск неисправных конденсаторов с помощью тестера или измерителя емкости, порой, довольно затруднителен, т.к. емкость неисправного конденсатора может незначительно отличаться от номинальной, а значение ESR может быть довольно большим. И именно ESR является важнейшим параметром для измерения при поиске неисправного конденсатора. Остальные неисправности конденсаторов, такие, как короткое замыкание или низкое сопротивление постоянному току, встречаются крайне редко.
Предлагаемый пробник – это омметр, работающий на переменном токе высокой частоты (60-70 кГц).
Сердцем прибора служит микросхема К155ЛА3 (7400), состоящая из 4-х злементов 2И-НЕ, на которых собран генератор и усилитель прямоугольных импульсов с частотой 60-70 кГц.
Генератор собран на первых двух инверторах. Частота задается элементами С1 и R2. На третьем инверторе - промежуточный усилитель, а на четвертом - выходной. Далее, импульсы поступают на согласующий повышающий трансформатор Т1, намотанный на ферритовом кольце (от материнки) , проводом 0,14мм. Первичная обмотка содержит 30 витков, вторичная 300 витков.
Затем, через подстроечный резистор R3 и германиевый диод Д9 - на измерительную головку. Так же, с R3 импульсы поступают на первичную обмотку измерительного трансформатора Т2 , намотанного на таком же кольце. Первичная обмотка состоит из 150 витков провода диаметром 0,14мм., вторичная имеет 15 витков провода 0,5мм. Питается прибор от батареи "Крона"
--
Спасибо за внимание!
Игорь Котов,
главный редактор журнала «Датагор»
Привет друзья. Сегодня расскажу о приборе, который очень сильно помогает мне в ремонте, экономит деньги и время. Это ESR метер китайского происхождения Mega328 . Купил его на алиекспресс у этого продавца . Какие именно достоинства этого прибора?
Во первых, им очень удобно проверять электролитические конденсаторы. Для этой цели я его и покупал. У каждого конденсатора есть два параметра, которые отвечают за его работу. Первый параметр это емкость . Это те самые микрофарады которые и обозначается на корпусе конденсатора. Емкость легко измерять любым мультиметром который поддерживает эту функцию.
Сначала я думал, что это единственный параметр который мне нужно знать в конденсаторе, чтобы определить его исправность, но не тут то было. Ремонтируя один монитор, я никак не мог довести до ума источник питания. Блок выдавал заниженные напряжения, как ни крути. Проверяя конденсаторы, я мерил их емкость, которая была в пределах нормы. В один момент, плюнув на все это дело, я выпаял все конденсаторы, и заменил их на новые, после чего монитор запустился. Моему удивлению не было предела. Я решил найти причину, и поочередно начал впаивать старые конденсаторы, пока не нашел один 470 мкф на 50в, впаивая который, монитор переставал работать. Тестер показывал что конденсатор исправен, но на практике оказалось, что это не так. После этого я начал изучать все о конденсаторах, и открыл для себя такой параметр как ESR .
ESR — Equivalent Series Resistance – параметр конденсатора, который показывает активные потери в цепи переменного тока. Это можно представить как подключенный последовательно конденсатору резистор. Чем меньше ом потери тока, тем лучшего качества конденсатор. Скажу сразу, параметр ESR очень актуален для электролитических конденсаторов емкостью свыше 4,7 мкф. У нового электролитического конденсатора 1мкф ESR может быть и 5 Ом. Для конденсаторов меньшего номинала это не столь важно, по крайней мере в моей практике это так.
Теперь по сути. У электролитического конденсатора емкостью больше 4,7 мкф ESR должен быть меньше 1 Ом . Если этот параметр выше, то я меняю конденсатор на новый.
На картинке ниже, показан пример измерения конденсатора номиналов 1000мкф на 10в.
Это сильно подсаженный конденсатор, где ESR уже 17 Ом. Очень часто бывает так, что емкость еще 950 мкф, а ESR уже 10 Ом. Такой конденсатор однозначно под замену.
Еще один пример севшего конденсатора. Это конденсатор 220 мкф на 35в. Номинал его стал 111 мкф, а ESR поднялся до 1,3 Ом.
Или такой же 220мкф на 35в из статьи , где ESR уже 15 Ом.
Вот пример исправного конденсатора, который уже был в работе, но номинал его еще позволяет поработать. Это 100мкф на 63в.
Как видите, его ESR до 1 Ом, да и номинал стал меньше менее чем на 3 мкф, так что такие конденсаторы я оставляю в работе. Приведу пример идеального конденсатора. Это 1500мкф на 10в.
Здесь ESR вообще ноль Ом, а номинал больше заявленного.
Отойду немного от конденсаторов, и расскажу больше о приборе MEGA 328 . Он может проверять не только конденсаторы, а и многое другое. Им легко проверять транзисторы, резисторы, стабилитроны, мосфеты и много другое. Очень удобно проверять полевые транзисторы, так как прибор покажет его тип, расположение ножек стока, истока и затвора.
Пример проверки полевого транзистора:
Прибор показывает тип транзистора, порог открытия и расположение ножек. Очень удобно, особенно для новичка.
Вот пример проверки обычного N-P-N транзистора.
Полный перечень возможностей данного тестера:
Проверка:
Конденсаторов, Диодов, Двойных диодов, MOS, Транзисторов, SCR, Регуляторов, Светодиодные трубки, СОЭ,
Сопротивление, регулируемые потенциометры и др.
Сопротивление:
от 0.1 Ом до максимум 50 мОм
Конденсатор:
от 25pF до 100,000 мкФ
Индукторы:
от 0.01 mH до 20 H
Измерения биполярного транзистора текущий коэффициент усиления и база-эмиттер пороговое напряжение.
Может одновременно измерять два резисторы. Отображается на правой десятичным значением 4. Сопротивление символ на обе стороны показывает контактный номер.
Очень важно!!! Перед измерением ESR, конденсатор необходимо разрядить!!!
Тестер обычно поставляется в виде платы, с разъемом под крону. Свой прибор, я установил в распределительную коробку, вырезал окошко под дисплей, кнопку, и панель для проверки. Приклеил термоклеем, и так он у меня и работает по сей день. Вот фото:
Не сильно красиво, но за красотой я особо и не гнался:).
Рекомендую покупать на алиекспресс
напрямую, так как это намного дешевле, тем более с нашими ценами. Вот ссылка
на продавца, где покупал я. Прибор пришел в Украину за 18 дней.
По долгу службы приходится заниматься ремонтом промышленной аппаратуры. Анализ неисправностей показывает, что значительная их доля приходится на вышедшие из строя электролитические конденсаторы. Использование ЭПС-метра очень упрощает поиск таких конденсаторов. Первый мой здорово помог в этом деле, вот только со временем захотелось иметь прибор с более информативной шкалой, заодно «обкатать» другие схемные решения.
Вы спросите, почему опять аналоговый? Конечно, у меня имеется измеритель ЭПС с цифровым индикатором для подробного исследования конденсаторов большой емкости, но этого не требуется при оперативном поиске неисправностей. Кроме того, сказывается давняя симпатия к стрелочным указателям, унаследованная ещё с советского прошлого, поэтому захотелось чего-то эдакого, винтажного.
В результате макетирований остановился на ludens
, которая позволяет в широких пределах экспериментировать с измерительными шкалами.
Еще одна трудоемкая часть схемы – трансформатор
. Я использовал магнитопровод от согласующего трансформатора из блока питания АТХ. Учитывая то, что это стандартный Ш-образный сердечник, намотка не должна вызывать особых затруднений.
Первичная обмотка содержит 400 витков провода диаметром 0,13 мм, вторичная 20 витков провода диаметром 0,2..0,4 мм. Вторичная обмотка у меня располагается между двумя слоями первичной, насколько это принципиально здесь - не знаю, просто по старой привычке.
Перед градуировкой вместо резисторов R10, R12 (R11, R13) ставят переменные резисторы с номиналами близкими к ожидаемым значениям, а движок резистора R14 устанавливают в среднее положение. Затем к измерительным щупам присоединяют резистор с сопротивлением соответствующим концу измерительного диапазона и резистором R10 (R11) устанавливают стрелку ближе к левой части шкалы, там, где будет последняя точка измерительного диапазона. По понятным причинам она не может быть на месте механического нуля микроамперметра.
Далее соединяют щупы накоротко и резистором R12 (R13) выставляют стрелку на крайнюю правую отметку шкалы. Эти операции повторяют несколько раз, пока стрелка не станет точно вставать на точки начала и конца диапазона без нашей помощи. Теперь, когда мы «нащупали» границы измерительного диапазона, измеряем сопротивления соответствующих переменных резисторов и впаиваем на их место постоянные.
Промежуточные точки шкалы находим, подсоединяя к щупам резисторы соответствующих сопротивлений. Чтобы упростить процесс допустимо для этих целей применять магазин сопротивлений с бифилярной намоткой катушек. В последствие проверял собранный прибор с магазином Р33 – отклонения показаний оказались незначительными. Чтобы запомнить местоположение промежуточных точек не обязательно наносить карандашом отметки не шкале, достаточно записывать числовые значения, полученные по заводской шкале на листочек бумаги, затем ставить риски на соответствующее место шаблона в программе.
Во вложении мои варианты шкал, выполненные в Спринте. В файле уже присутствует шаблон заводской шкалы, который можно включить, поставив галку в окне «отобразить».
Полученную таким образом шкалу приклеивают на заводскую при помощи клеящего канцелярского карандаша.
Соединительные провода берут мягкие на изгиб, сечением 0,5..1,0 кв.мм., не желательно делать их слишком длинными. Заводские щупы необходимо слегка заправить на наждаке для уменьшения контактного сопротивления и протыкания лаковых покрытий на плате.
Проблема быстрого контроля исправности оксидных конденсаторов решается, если использовать пробник, позволяющий примерно оценить емкость и эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора без его демонтажа из ремонтируемой аппаратуры. Предлагается еще один вариант простого прибора, аналогичного уже описанному в «Радио», но с использованием стрелочного индикатора.
Многих радиолюбителей, да и профессиональных мастеров по ремонту радио- и телеаппаратуры, наверняка заинтересовала статья Р. Хафизова «Пробник оксидных конденсаторов» в журнале «Радио» (2003, № 10, с. 21). Общеизвестный метод проверки с помощью омметра, позволяя приблизительно оценить емкость и измерить утечку оксидных конденсаторов, далеко не всегда дает полную информацию об их качестве. Оперативная проверка непосредственно на плате бывает затруднена из-за влияния элементов устройства. Особенно это касается наиболее часто используемых конденсаторов емкостью от единиц до нескольких десятков микрофарад.
После прочтения указанной статьи сразу же решил сделать такой прибор, но, как нередко бывает, под рукой не оказалось нужных микросхем. Поэтому вместо микросхемы К561ТЛ1 применил, как мне кажется, более распространенную К561ЛА7, стабилитрон КС127Д заменил на КС133А, вместо светодиодного индикатора использовал стрелочный индикатор уровня М68501 от магнитофона.
Применение стрелочного индикатора позволило сделать прибор более точным, достаточно компактным и более экономичным. Ток потребления не зависит от режима работы и составляет около 1 мА, что дает возможность использовать малогабаритный источник питания - батарею из трех миниатюрных дисковых элементов для лазерной указки.
Несколько измененная схема приведена на рис. 1. Прибор позволяет с допустимой для пробника точностью оценивать эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) конденсатора в пределах от 2 до 50 Ом и емкость от 5 до 50 мкФ.
Конструктивно прибор может быть выполнен в виде мини-тестера с выносными щупами и выключателем питания с фиксацией либо как пробник с установкой коротких заостренных щупов и кнопочным включением питания, что существенно увеличит срок службы батареи.
В данном варианте размеры корпуса составляют 90 x 45 x 20 мм. Индикатор расположен с левой стороны поперек корпуса. Его магнитная система вставлена в отверстие в корпусе, а сам он приклеен к корпусу с внешней стороны. Монтаж элементов прибора выполнен на печатной плате, чертеж которой приведен на рис. 2
Для выбора вида измерений использован переключатель SA1 с фиксацией из серии ПКН. Выключатель питания SA2 - миниатюрный движковый или кнопочный, расположен с внешней стороны корпуса рядом с индикатором.
Вместо указанной на схеме микросхемы можно использовать К561ЛЕ5, аналогичные серии К176 или импортный аналог CD4011BE.
Транзистор КТ315Б можно заменить любым маломощным транзистором структуры п-p-n с коэффициентом передачи тока базы не менее 100 или импортным аналогом С1815. Конденсаторы - малогабаритные керамические, резисторы - мощностью 0,125 — 0,25 Вт. Оксидный конденсатор - К50-16 или импортный. Диоды VD2-VD5 - любые германиевые высокочастотные. Тип стрелочного индикатора существенного значения не имеет.
Налаживание прибора заключается в установке частоты генератора в пределах 60…80 кГц для измерения ЭПС и 800… 1000 Гц для измерения емкости путем подбора резистора R2 и соответственно С2 и С1, а также в установке стрелки индикатора на конец шкалы в режиме холостого хода подбором резисторов R4, R5, R8. Предварительно резистором R6 выставляют постоянное напряжение на коллекторе транзистора, примерно равное половине напряжения питания.
Градуировка шкалы не составит большого труда, так как пластмассовые индикаторы уровня легко вскрываются: достаточно по периметру крышки «пройтись» лезвием ножа. На место старой шкалы наклеивают полоску бумаги, на которую затем наносят соответствующие риски и надписи. После градуировки шкалы крышку устанавливают на место и фиксируют клеем.
Нелинейность шкалы таких индикаторов играет положительную роль, позволяя несколько расширить диапазон измерений. Градуировка шкалы электрической емкости производилась путем усреднения замеров нескольких новых конденсаторов одного номинала (по возможности с малым допуском), для градуировки шкалы ЭПС были использованы обычные непроволочные резисторы.
После изготовления прибора была проведена проверка всего личного запаса оксидных конденсаторов. В результате более 30 % из них пришлось выбросить. Далее прибор был опробован при поиске неисправности в мониторе, в котором не включалась строчная развертка. Этот монитор побывал уже у двух мастеров и был возвращен назад ввиду «отсутствия электрической схемы и сложности ремонта». В течение нескольких минут оказалось возможным проверить ЭПС и емкость всех имеющихся на плате оксидных конденсаторов, среди которых был обнаружен один с завышенным значением ЭПС и заниженной емкостью. После его замены монитор заработал!
Редактор - А. Соколов, графика - Ю. Андреев
Набор для самостоятельной сборки прибора Вы можете купить на нашем сайте «Мастер» (В наборе печатная плата и все детали, кроме измерительной головки)
От редакции журнала «Радио». Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, а в англоязычной терминологии - ESR) конденсатора зависит от многих факторов: его типа, емкости, номинального напряжения, частоты, на которой проводят измерения, и т. д. Например, ЭПС танталовых конденсаторов для поверхностного монтажа емкостью от 4,7 до 47 мкФ на напряжение от 10 до 35 В, измеренное на частоте 100 кГц, находится в пределах от 0,9 до 5 Ом, причем оно увеличивается с уменьшением ем кости и номинального напряжения. У алюминиевых конденсаторов К50-38 емкостью от 4,7 до 47 мкФ на напряжение от 6,3 до 160 В ЭПС, также измеренное на частоте 100 кГц, увеличивается от 0,5 (47 мкФ х 160 В) до 5 Ом (47мкФх6,ЗВ) и от 4,5 (4,7мкФх160В) до 14 Ом (4,7 мкФ х 100 В). Поэтому универсального критерия оценки пригодности конденсатора в зависимости от значения ЭПС не существует решение по отбраковке следует принимать в каждом конкретном случае.
Радио №10, 2005г.
Для звукового и светового эффекта можно собрать простенькую схему на трёх транзисторах.
С помощью такого прибора можно проверить, нет ли внутри конденсаторов обрыва короткого замыкания, или значительной утечки. Рассчитан он на конденсаторы емкостью более 50 пФ. Основа прибора генератор прямоугольных импульсов, собранный на элементах DD1.1- DD1.3, частота следования которых составляет около 75 кГц, а скважность примерно 3.
Рис.1 Принципиальная схема измерителя конденсаторов
Монтажная плата испытателя конденсаторов показана на рисунке.
В конструкции использован стрелочный микроамперметр от китайского мультиметра :
Шкала прибора заменена другой с обозначением сектора для исправных конденсаторов, который располагается между 8 и 20 Омами по предыдущей верхней шкале:
Пределы измерения
емкости - 1... 1000 мкФ,
Относительная погрешность измерения в
интервале значений 20...500 мкФ - не более -20 и +40 %.
Принципиальная схема.
Принцип
его действия основан на измерении падения переменного (50 Гц)
напряжения на делителе, состоящем из резисторов R1, R2 и проверяемого
конденсатора Сх. Снимаемый с делителя сигнал усиливается микросхемой
DA1 и поступает на выпрямитель, выполненный по схеме удвоения
напряжения на диодах VD1, VD2. Постоянная составляющая выпрямленного
напряжения через логарифмирующую цепь R7,VD3,R8
(она расширяет пределы измерения емкости) поступает на микроамперметр
РА1, и его стрелка отклоняется на угол, обратно пропорциональный
емкости конденсатора Сх.
В приборе можно использовать постоянные резисторы МЛТ, переменные резисторы СП4-1 (СП5-2, ППЗ-45),
конденсаторы
КМ-6, МБМ(С1), КТ-1(СЗ). К50-6. К50-16, К53-1 (остальные).
Трансформатор Т1-любой, мощностью более 1 Вт с напряжением
на вторичной обмотке 2X22V.
Для подключения прибора к проверяемому
конденсатору и прокалывания защитного лака, которым обычно покрыты
печатные платы радиоаппаратуры, рекомендуется изготовить специальный
щуп. По сути, это - два склеенных корпусами цанговых карандаша, в
которые вместо грифелей вставлены стальные иглы. К утолщенным концам
игл припаивают гибкий экранированный провод, который подключают к
гнездам XS1, XS2.
Налаживание прибора сводится к подгонке
(попеременным изменением сопротивлений резисторов R3, R7 и R8) шкалы
путем измерения емкости заведомо исправных конденсаторов с возможно
меньшим допускаемым отклонением емкости от номинала (конденсаторы
с допуском 10%).
Шкалу микроамперметра
градуируют непосредственно в микрофарадах или пользуются при работе
градировочной таблицей. Если применен микроамперметр с током полного
отклонения стрелки 100 мкА, то отметка 5 мкА соответствует емкости 1000
мкФ, отметки 10, 20, 40, 60, 80 и 90 мкА - соответственно 500, 200,
100, 50, 20 и 10 мкФ, отметка 100 мкА - 0.
Перед измерением прибор
калибруют переменным резистором R8, ось которого выведена на лицевую
панель, устанавливают стрелку микроамперметра РА1 на отметку 0 (100
мкА).
Пределы измерения емкости можно сместить в
сторону больших или меньших значений, для чего достаточно заменить
резисторы R1 и R2 резисторами соответственно меньших или больших
сопротивлений, сохранив неизменным их отношение.
Микросхему К548УН1А в испытателе можно заменить на
К140УД7, К554УД2 и т. п., обеспечив им напряжения питания +15V и - 15V.
Необходимые
для питания ОУ DА1 напряжения получены выпрямлением переменного
напряжения обмотки II трансформатора Т1 и последующей стабилизацией его
параметрическими стабилизаторами R9,VD4 и R10,VD5.
Для
расширения пределов измерения емкости в сторону меньших значений в
прибор необходимо ввести еще один делитель входного напряжения,
подключив его как показано на рис.1 (нумерация новых деталей
продолжает начатую на схеме в начале статьи, пропуск в нумерации
означает, что элемент исключен). Делитель R11, R12 подключают
к прибору, переключателем SA1.
Замена подстроечного резистора R7 постоянным, и введение резистора R14 облегчают налаживание испытателя.
Чертеж
печатной платы модернизированного прибора показан на рис. 2,
смонтированную плату закрепляют непосредственно на шпильках зажимов
микроамперметра РА1.
Простой прибор
, за основу которого взяты предыдущие варианты схем.
Конструкция размещена в корпусе милливольтметра SUNWA YX1000A:
Для
установки "нуля" использован переменный резистор R8, определяющий
коэффициент усиления ОУ DA1. Если сопротивление микроамперметра РА1
отличается от 1 кОм, то номинал переменного резистора должен быть
соответственно изменен. Для уменьшения чувствительности усилителя к
"наводкам" от сетевого напряжения номинал разделительного конденсатора
С1 увеличен в 10 раз (1 мкФ).
Для градуировки шкалы индикатора
рассчитывают отклонения стрелки (в процентах от всей шкалы) для каждой
емкости из ряда Е12 (от 2,2 мкФ до 220 мкФ) по формуле: (Сх/Roбp)x100%.
Образцовые
резисторы R4-R6 подбирают с максимально возможной точностью.
Желательно, чтобы резисторы R1-R3 отличались друг от друга по
сопротивлению точно в 10 раз, иначе придется устанавливать стрелку
индикатора на "нуль" при каждой смене диапазона.
Операционный
усилитель должен быть с полной внутренней коррекцией и высоким входным
сопротивлением, например: К140УД8, К140УД18, К140УД22. Диоды VD1-VD4 -
германиевые с малым прямым напряжением. VD5.VD6 - любые с обратным
напряжением более 30V. Конденсатор С1 - любой малогабаритный, а С2 -
обязательно с малым током утечки (К52, К53). Переключатель диапазонов
SA1 - штатный, галетный. Для более плавной установки "нуля", резистор
R8 рекомендуется заменить цепочкой из последовательно соединенных
переменного и постоянного резисторов, чтобы переменным можно было
компенсировать любые изменения сетевого напряжения.
Для приборов,
описанных выше, также желателен сетевой трансформатор с увеличенным
числом витков на вольт. Конденсатор C1 нужно использовать
емкостью 1 мкФ, резистор R3 заменить переменным ("установка нуля"), а
переменные и подстроенные - постоянными. Резистором R6 устанавливать
стрелку на нуль нельзя, поскольку будет "растягиваться" или "сжиматься"
шкала из-за нелинейности характеристики диода VD3.
Источник: "РАДИО" №9 1990г, №11 1996г.
Схема:
В качестве генератора использована МС КР1211ЕУ1 Datasheet (частота при номиналах на схеме около 70кГц), трансформаторы могут быть применены фазоинверторные от БП АТ/АТХ - одинаковые параметры (коэффициенты трансформации в частности) практически от всех производителей.
Внимание!!!
В трансформаторе Т1
используется лишь половинка обмотки.
Головка прибора имеет чувствительность 300мкА, но возможно использование других
головок. Предпочтительно использование более чувствительных головок.
Шкала прибора растянута на треть при измерении до 1-го Ома. Десятая Ома
легко отличимая от 0,5 Ома, в шкалу укладываются 22 Ома.
Растяжку и диапазон можно варьировать с помощью добавления витков к
измерительной обмотке (с щупами) и/или к обмоткам III того или иного
трансформатора.