Konstrukce jednoduchého analogového ESR metru, umožňujícího měření i osazených elektrolytických kondenzátorů. Zařízení je navíc odolné před zničením po připojení nabitého kondenzátoru.
Přesto že většina klasických multimetrů je již poměrně běžně vybavena měřením kapacity i elektrolytických kondenzátorů, měření hodnoty ESR je skutečně jen vzácnost. Přitom hodnota ESR (Equivalent Series Resistence), tedy ekvivalentního sériového odporu je u elektrolytických kondenzátorů jedna z hlavních hodnot, vypovídající o jejich kvalitě a stáří. U každého elektrolytického kondenzátoru totiž vlivem stárnutí dochází k jeho postupnému vysychání a to navíc tím rychleji, v čím drsnějších podmínkách je provozován, následkem čehož dochází ke snižování vodivosti jeho elektrolytu a tedy zvyšování hodnoty ESR. Takový kondenzátor poté přestává plnit svou filtrační úlohu a měl by být vyměněn.
Následující jednoduchý analogový měřič ESR umožňuje orientační měření elektrolytických kondenzátorů s kapacitou vyšší než 1uF. Změřená hodnota je následně zobrazena na ručkovém mikroampérmetru a to v rozsahu až 75 ohmů. Předností následujícího zapojení je především jeho odolnost před nabitými měřenými kondenzátory a to až do hodnoty 400V a také v řadě případů i možnost měření kondenzátorů osazených v aplikaci.
Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je schéma zapojení jednoduchého analogového ESR metru.
Jako u všech podobných konstrukcí, které je možné na internetu nalézt v celé řadě variant, je jeho základem oscilátor. Ten je zde tvořen jedním hradlem obvodu IO1 a součástkami R1 a C1, určujícími jeho frekvenci pohybující se na hodnotě přibližně 100kHz. Signál je dále posílen zbylými pěti hradly a po úpravě jeho amplitudy na hodnotu zhruba 250mVpp veden na měřený kondenzátor Cx. Ten je připojován mezi piny J3 a J4, přičemž aby nedošlo k poškození testeru připojením nabitého kondenzátoru, je od něho izolován vysokonapěťovým kondenzátorem C3 a zkratován rezistorem R9 a diodami D1 a D2. Signál je po průchodu měřeným kondenzátorem zesílen tranzistorem T1 a následně usměrněn čtveřicí diod D3 až D6 a filtrován kondenzátorem C6. Na piny J5 a J6 je následně přes rezistor R14, případně doplněný či nahrazený o sériově řazený odporový trimr s hodnotou 25k pro přesnou kalbraci, připojen analogový mikroampérmetr se základním rozsahem 50uA.
Hodnota zobrazovaná měřidlem je úměrná především hodnotě ESR měřeného kondenzátoru. Samozřejmě je do ní započítávána i kapacitance měřeného kondenzátoru, ta je ovšem a to především u kondenzátoru s vyšším ESR jen minimální a stejně tak se jen minimálně projevuje v měřené hodnotě.
Konstrukce:
Na následujících obrázcích je možný motiv desky s plošnými spoji a rozmístění součástek.
Všechny použité součástky jsou v klasickém provedení a vyjma kondenzátoru C3 jsou naprosto běžné. C3 je svitkový radiální kondenzátor typu MKT s hodnotou 470nF na 400V.
Seznam součástek:
R1 1k R2,R3,R4,R5,R6 680R R7,R8 10R R9 1M R10 100k R11 25k R12 2k2 R13 100R R14 10k C1,C4,C5 10n C2 47n C3 MKT RAD 470n/400V C6 100n C7 10u/25 D1,D2 1N4007 D3,D4,D5,D6 1N4148 T1 BC337 IO1 74HC14N
Oživení:
Pečlivě sestavený a zkontrolovaný ESR metr musí pracovat na první zapojení. Po připojení napájení (4,5 až 5V) na piny J1 a J2 a mikroampérmetru na piny J5 a J6 musí okamžitě indikovat výchylkou velikost ESR. Pro přesnější hodnoty je možné dále zapojit místo rezistoru R14 odporový trimr s hodnotou například 25k a s jeho pomocí přesně doladit jak nulovou výchylku, tak i přibližné rozložení stupnice. Nastavení se provede postupným připojením malých rezistorů na místo Cx. Rozložení stupnice by mělo být takové, aby při hodnotě rezistoru připojeného na místo Cx s hodnotou 1 ohm byla výchylka měřidla větší než 90%. Při hodnotě rezistoru 10 ohmů by měla být výchylka větší než 40% a při hodnotě 47 ohmů zhruba jen 10%. Reálná hodnota ESR u běžných elektrolytických kondenzátorů by přitom neměla přesahovat 10 ohmů.
Závěr:
Popisovaný jednoduchý ESR metr dokáže velice rychle orientačně určit aktuální hodnotu ESR elektrolytických kondenzátorů s kapacitou větší než 1uF. Tato hodnota poté indikuje kvalitu a stáří kondenzátoru a je-li větší než 10 ohmů, neměl by být použit již v žádné konstrukci.
Použitá literatura:
Capacitor ESR Tester
Zajímavé odkazy:
Capacitors and ESR (Wikipedia)
Původní obsah: http://pandatron.cz/?753&analogovy_esr_metr
Přidejte odpověď