Этот проект был задуман как способ проверки пригодности конденсатора к работе. Я покупаю много старых радиоэлектронных устройств старше 25-60 лет и состояние электролитических конденсаторов бывает подозрительным. Мне требовался быстрый способ проверки конденсаторов.
Что такое ESR?
«ESR» означает эквивалентное последовательное сопротивление. ESR является одной из характеристик, которые определяют производительность электролитического конденсатора. Чем ниже ESR конденсатора, тем лучше, потому что при высоком ESR конденсатор разогревается при прохождении тока через него, а это разрушает его. Со временем ESR конденсатора может увеличиться от 10 до 30 раз, либо конденсатор вообще перестанет пропускать ток . Типичный срок службы электролитических конденсаторов 2000-15000 часов и очень сильно зависит от температуры окружающей среды. Когда ESR увеличивается, конденсатор начинает хуже работать и в конечном итоге схема не работает.
Почему ESR метр так полезен?
Большинство ESR метров требует, чтобы конденсатор был выпаян из схемы. Когда конденсаторов в схеме много, это очень утомительно, и есть риск повредить плату. Этот тестер использует низкое напряжение (250 мВ) высокой частоты (150 кГц) для измерения конденсаторов. Измерение без выпаивания из схемы возможно из-за низкого напряжения, которого хватает конденсатору, но для других деталей мало, поэтому они не мешают измерению. Большинство ESR метров будут повреждены, если вы измерите ими заряженный конденсатор. Эта схема выдерживают до 400V заряда на конденсаторе (Это напряжение опасно для жизни. Будьте осторожны!). Мой опыт показал, что ESR метр распознает около 95% негодных конденсаторов.
Характеристики ESR измерителя:
— измерение электролитических конденсаторов емкостью > 1мкФ
— полярность конденсатора не важна
— допускает подключение заряженных конденсаторов до 400В
— низкий уровень энергопотребления (около 25 мА), что дает около 20 часов автономной работы при использовании 4 батареек АА
— измерение ESR в диапазоне 0-75 Ом.
Описание схемы
Схема начинается с 150 кГц генератора на одном элементе 74hc14. Остальные элементы используются для увеличения напряжения идущего в фильтр низких частот. Фильтр низких частот необходим, потому что прямоугольный сигнал содержит много помех и гармоник. Сигнал с фильтра идет на 10Ом резистор, который обеспечивает низкий уровень сигнала при измерении конденсатора. Диоды D5 и D6 защищают цепь от разряда при подключении заряженного конденсатора. R18 является гасящим резистором для C5. C5 защищает цепь от постоянного тока напряжением до 400В.
Остальная часть схемы является транзисторным усилителем с коэффициентом усиления около 10.5. Это усиливает сигнал, пришедший с конденсатора, до нескольких вольт в амплитуде. Усиленное напряжение должно быть достаточно большим, чтобы преодолеть 2 диода, после чего шкала начнет реагировать. Правильное функционирование схемы можно проверить, подключая на вход резисторы разного сопротивления (1 Ом — около 90% от полной шкалы, 10 Ом — около 40% шкалы и 47 Ом — около 10% шкалы). Показания тестера могут немного меняться в зависимости от температуры. Ниже можно скачать фотографии и рисунок ПП.
Файлы проекта:
Сборочный чертеж — esrbuildit.png
ПП вид снизу — esrpcb.png
ПП вид снизу — esrxray.png
ПП и схема в формате Eagle — ESR meter.zip
LTSpice/SWCadiii — esr.asc
Список радиоэлементовОбозначение
Тип
Номинал
Количество
ПримечаниеМагазинМой блокнот
IC1
ИС буфера, драйвераCD74HC141
Q1
Биполярный транзистор2N22221
D1-D4
Выпрямительный диод1N41484
D5, D6
Выпрямительный диод1N40042
С1-С3
Конденсатор0.01 мкФ3
С4
Конденсатор0.047 мкФ1
С5
Конденсатор0.47 мкФ 400 В1
С6
Конденсатор0.1 мкФ1
С7
Электролитический конденсатор10 мкФ1
R1
Резистор1 кОм1
R2-R6
Резистор680 Ом5
R7, R8
Резистор10 Ом2
R9
Резистор100 кОм1
R10
Подстроечный резистор25 кОм1
R11
Резистор2.2 кОм1
R12
Резистор100 Ом1
R17
Резистор10 кОм1
R18
Резистор1 МОм1
0.5 ВтТР1, ТР2
Разьем для подключения проверяемого конденсатора2
ТР3, ТР4
Разьем для подключения миллиамперметра2
ТР5, ТР6
Разьем для подключения питания2
Добавить все
Скачать список элементов (PDF)
Прикрепленные файлы:
- ESR_meter2.rar (207 Кб)