- Pengukuran ESR Kapasitor
- Senarai Bahagian
- Rajah Litar
- Mengira ESR Kapasitor
- Contoh: Mengukur ESR untuk Kapasitor Elektrolit 100uf
Kapasitor kelihatan baik-baik saja sehingga anda sampai ke titik di mana bekalan kuasa gagal atau enggan berprestasi secara optimum. Dan jika masalahnya adalah kebisingan, terdapat penyelesaian yang mudah, anda hanya menambah lebih banyak kapasitor. Tetapi itu tidak menyelesaikannya. Apa yang salah?
Masalahnya timbul dari anggapan naif bahawa kapasitor (sebahagian besarnya) adalah peranti 'ideal', padahal sebenarnya tidak. Kesan yang tidak diingini adalah kerana sesuatu yang disebut rintangan dalaman atau Rintangan Siri Setara (ESR). Kapasitor mempunyai ketahanan dalaman yang terhad kerana bahan yang digunakan dalam pembinaannya. Kami telah menjelaskan ESR dan ESL dalam kapasitor secara terperinci dalam artikel sebelumnya.
Jenis kapasitor yang berlainan mempunyai julat ESR yang berbeza. Sebagai contoh, kapasitor elektrolitik pada amnya mempunyai ESR yang lebih tinggi daripada kapasitor seramik. Bagi banyak aplikasi, penting untuk mengukur rintangan dalaman kapasitor. Dan hari ini dalam artikel ini kita akan membina ESR Meter dan belajar bagaimana mengukur ESR kapasitor menggunakan 555 Timer IC dan Transistor.
Pengukuran ESR Kapasitor
Pada mulanya Pengukuran ESR mungkin kelihatan seperti tugas yang mudah.
Rintangan dapat ditentukan dengan mudah dengan menggunakan arus tetap dan mengukur penurunan voltan di Peranti yang sedang diuji.
Bagaimana jika kita menggunakan arus tetap pada kapasitor? Voltan naik secara linear dan menetap pada nilai yang ditentukan oleh voltan bekalan, yang (untuk tujuan kita) tidak berguna.
Pada ketika ini sudah tiba masanya untuk kembali kepada sesuatu yang kita pelajari di sekolah- " Kapasitor menyekat DC dan lulus AC"
Setelah membuat beberapa kesimpulan yang menyederhanakan, kami memahami bahawa kapasitor pada dasarnya adalah litar pintas pada frekuensi tinggi dan bahagian kapasitif 'dipendekkan' dari litar dan semua voltan dijatuhkan di rintangan dalaman.
Kelebihan kaedah ini ialah kita bahkan tidak perlu mengetahui arus jika kita mengetahui rintangan dalaman sumber isyarat yang digunakan, kerana sekarang ESR dan rintangan dalaman (dari sumber) membentuk pembahagi voltan, nisbah resistansi adalah nisbah penurunan voltan, dan mengetahui tiga kita dapat menentukan yang lain dengan mudah.
Osiloskop digunakan untuk mengukur bentuk gelombang pada input dan kapasitor.
Senarai Bahagian
Untuk Pengayun:
1. 555 pemasa - CMOS dan bipolar akan berfungsi dengan baik, tetapi CMOS disyorkan untuk frekuensi tinggi
2. Potensiometer 100K - digunakan untuk penalaan frekuensi
3. Kapasitor 1nF - masa
4. Kapasitor seramik 10uF - pemutusan
Tahap Kekuatan:
1. Transistor bipolar BC548 NPN
2. BC558 transistor bipolar PNP
Nota ringkas mengenai pilihan transistor - sebarang transistor isyarat kecil dengan gandaan tinggi (300 dan ke atas) dan arus yang agak besar (50mA +) akan berfungsi dengan baik.
3. Perintang asas 560Ω
4. Perintang output 47Ω - ini boleh menjadi antara 10Ω hingga 100Ω.
Rajah Litar
Berikut adalah rajah litar untuk litar ESC Capacitor Tester ini -
Ini Meter Circuit ESR boleh dibahagikan kepada dua bahagian, 555 pemasa dan peringkat output.
1. Pengayun 555:
Litar 555 adalah multivibrator astabel konvensional yang mengeluarkan gelombang persegi dengan frekuensi beberapa ratus kilohertz. Pada frekuensi ini, hampir semua kapasitor bertindak seperti pendek. Pot 100K membolehkan penalaan frekuensi mendapatkan voltan serendah mungkin di seluruh penutup.
2. Tahap Kekuatan:
Ini adalah penyelesaian untuk masalah lain. Kita boleh menghubungkan kapasitor secara langsung ke output pemasa 555, tetapi kemudian kita perlu mengetahui impedans output dengan tepat.
Untuk menghilangkan ini, tahap output push-pull dengan resistor siri digunakan. Perintang memberikan impedans output.
Inilah bagaimana perkakasan lengkap litar ESR Meter ini:
Mengira ESR Kapasitor
Dari persamaan pembahagi voltan, kami memperoleh formula berikut:
ESR = (V CAP • R OUTPUT) / (V OUTPUT - V CAP)
Di mana ESR adalah rintangan dalaman kapasitor, V CAP adalah isyarat melintasi kapasitor (diukur pada nod CAP +), R OUTPUT adalah rintangan output tahap daya (di sini, 47 Ohms) dan V OUTPUT adalah voltan isyarat output sebagai diukur pada titik A dalam litar.
Semasa menggunakan litar ini, disarankan untuk mengatur probe skop ke 1X untuk meningkatkan kepekaan dan menurunkan lebar pita untuk menghilangkan beberapa kebisingan untuk membuat pengukuran yang tepat.
Pertama, voltan puncak ke puncak diukur pada titik A, lebih awal daripada impedans dan diperhatikan. Kemudian kapasitor dipasang. Zum masuk sehingga anda melihat gelombang persegi. Putar periuk sehingga bentuk gelombang tidak menjadi lebih kecil.
Bergantung pada jenis kapasitor, voltan puncak ke puncak bentuk gelombang yang dihasilkan mestilah dalam urutan beberapa puluh atau ratusan milivol.
Contoh: Mengukur ESR untuk Kapasitor Elektrolit 100uf
Berikut adalah bentuk gelombang output mentah tahap kuasa:
Dan inilah voltan pada kapasitor. Perhatikan semua bunyi yang terpampang pada isyarat - berhati-hati dengan pengukuran.
Dengan memasukkan nilai ke dalam formula, kita mendapat ESR 198mΩ.
Kapasitor ESR adalah parameter penting semasa merancang litar kuasa dan di sini kami telah membina alat pengukur ESR ringkas berdasarkan pemasa 555.