- Мерење ЕСР кондензатора
- Листа делова
- Кружни дијаграм
- Израчунавање ЕСР кондензатора
- Пример: Мерење ЕСР за електролитски кондензатор од 100 уф
Чини се да су кондензатори у реду док не дођете до тачке када напајање закаже или одбија да ради оптимално. А ако је проблем у буци, постоји једноставно решење, само додајте још кондензатора. Али то не решава. Шта може бити погрешно?
Проблем произлази из наивне претпоставке да су кондензатори (у великој мери) „идеални“ уређаји, док у ствари нису. Ти нежељени ефекти настају због нечега што се назива унутрашњи отпор или отпор еквивалентне серије (ЕСР). Кондензатори имају коначни унутрашњи отпор због материјала који се користе у њиховој конструкцији. Детаљно смо објаснили ЕСР и ЕСЛ у кондензаторима у претходном чланку.
Различите врсте кондензатора имају различит опсег ЕСР. На пример, електролитски кондензатори уопште имају веће ЕСР од керамичких кондензатора. За многе примене постаје важно мерити унутрашњи отпор кондензатора. И данас ћемо у овом чланку направити ЕСР мерач и научити како мерити ЕСР кондензатора помоћу 555 Тимер ИЦ и транзистора.
Мерење ЕСР кондензатора
На почетку би мерење ЕСР могло изгледати као лак задатак.
Отпор се лако може утврдити применом константне струје и мерењем пада напона на уређају који се тестира.
Шта ако на кондензатор применимо константну струју? Напон расте линеарно и таложи се на вредности одређеној напоном напајања, што је (за наше сврхе) бескорисно.
У овом тренутку је време да се вратимо на нешто што смо научили у школи - „ Кондензатори блокирају једносмерну струју и преносе наизменичну струју“
Након доношења неколико поједностављујућих закључака, схватамо да су кондензатори у основи кратки спој на високим фреквенцијама, а капацитивни део је „кратко спојен“ из кола и сав напон пада преко унутрашњег отпора.
Предност ове методе је у томе што не требамо ни знати струју ако знамо унутрашњи отпор извора сигнала који се користи, јер сада ЕСР и унутрашњи отпор (извора) чине делилац напона, однос отпорности је однос падова напона, а знајући три, лако можемо одредити онај други.
Осцилоскоп се користи за мерење таласних облика на улазу и на кондензатору.
Листа делова
За осцилатор:
1. 555 тајмер - и ЦМОС и биполарни ће радити у реду, али ЦМОС се препоручује за високе фреквенције
2. Потенциометар 100К - користи се за подешавање фреквенције
3. 1нФ кондензатор - тајминг
4. 10уФ керамички кондензатор - одвајање
Фаза напајања:
1. БЦ548 НПН биполарни транзистор
2. БЦ558 ПНП биполарни транзистор
Кратка напомена о избору транзистора - сваки мали сигнални транзистор са великим појачањем (300 и више) и донекле великом струјом (50мА +) ће добро радити.
3. 560Ω основни отпорник
4. Излазни отпорник од 47Ω - ово може бити од 10Ω до 100Ω.
Кружни дијаграм
Испод је шема кола за овај круг ЕСР кондензатора -
Овај круг ЕСР мјерача може се подијелити у два одјељка, тајмер 555 и излазни ступањ.
1. Осцилатор 555:
Коло 555 је конвенционални стабилни мултивибратор који даје квадратни талас фреквенције од неколико стотина килохерца. На овој фреквенцији, скоро сви кондензатори делују кратко. Пот 100К омогућава подешавање фреквенције да добије најнижи могући напон на поклопцу.
2. Фаза напајања:
Ово је решење другог проблема. Кондензатор бисмо могли директно повезати са излазом 555 тајмера, али тада бисмо морали тачно да знамо излазну импедансу.
Да би се то елиминисало, користи се пусх-пулл излазни ступањ са серијским отпорником. Отпорник даје излазну импедансу.
Ево како изгледа комплетан хардвер овог кола ЕСР мерача:
Израчунавање ЕСР кондензатора
Из једначине делитеља напона изводимо следећу формулу:
ЕСР = (В КАПА • Р ИЗЛАЗ) / (В ИЗЛАЗ - В КАПА)
Тамо где је ЕСР унутрашњи отпор кондензатора, В ЦАП је сигнал преко кондензатора (измерен на чвору ЦАП +), Р ОУТПУТ је излазни отпор степена снаге (овде 47 Ома) и В ОУТПУТ је напон излазног сигнала као мерено у тачки А у колу.
Док користите овај круг, препоручује се да сонду опсега поставите на 1Кс да бисте повећали осетљивост и смањили пропусни опсег како бисте се решили дела шума како бисте направили тачно мерење.
Прво се вршни напон мери у тачки А, испред импедансе и бележи. Тада је причвршћен кондензатор. Увећавајте док не видите квадратни талас. Твиддле пот док таласни облик не постане ништа мањи.
У зависности од типа кондензатора, вршни напон резултујућег таласног облика треба да буде реда од неколико десетина или стотина миливолти.
Пример: Мерење ЕСР за електролитски кондензатор од 100 уф
Ево сировог излазног таласног облика степена снаге:
И овде је напон на кондензатору. Обратите пажњу на сву буку која се налаже на сигнал - будите опрезни при мерењу.
Укључујући вредности у формулу, добијамо ЕСР од 198мΩ.
ЕСР кондензатора је важан параметар при пројектовању кругова напајања и овде смо изградили једноставан ЕСР мерни уређај заснован на 555 тајмеру.