ESR – Измерительный прибор ESR 1

Этот маленький полезный помощник облегчает поиск неисправностей в современных электрических устройствах как, например, телевизорах, мониторах, видеомагнитофонах и т. д. Этот прибор позволяет измеряет эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) электролитического конденсатора (коротко: элко) без демонтажа. ESR дает, например, представление о состоянии старения или "качестве" конденсатора. В частности, в импульсных источниках питания, старение элко происходит быстрее, что обусловленно высокой частотой переключения и (или) высокими рабочими температурами. Так же ESR 1 может использоваться для измерения сопротивления резисторов в указанном диапазоне измерения....

Описание приципа работы

Электросхема измерительного прибора представлена на рисунке ниже. На IC4 собран генератор прямоугольных импульсов частотой примерно 60кГц. Частота определяется R19 и C17. Фильтром нижних частот R21, C14, R22 и C15 прямоугольные импульсы преобразуются в синусоидальные колебания. С эммитера Т4 эти колебания, амплитудой 250 mVss, через R24, C11 и C12 подаются на измерительный разъём BU1. Трансильдиод D3 защищает вход измерительного прибора (BU1 и BU2) от импульсов высокого напряжения. Сопротивление R27 служит для разрядки проверяемого конденсатора. С точке между C11 и C12 снимается переменное напряжение, которое падает на проверяемом конденсаторе. Трехступенчатый усилитель, собранный на IC5:A - IC5:C, усиливает сигнал с коэффициентом 94. Снятый с IC5:D усиленный сигнал выпрямляется и сглаживается.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Это напряжение отображается при помощи 3,5 LCD. Этот блок состоит из LCD-драйвера IC6 и собственно самого LCD. Работающий по принципу двухтактного интегрирования LCD-драйвер ICL7106 с интегрированным аналогоцифровым преобразователем отличается очень хорошими техническими данными, а также относительно невысокой ценой. Измерительным входом IC6 являются пини пин 31 (+). С делителя напряжения R31 и R28 выпрямленное напряжение подаётся на вход 31(+) IC6. Для подстройки смещения (нулевой точка) на входе 30(-) служит триммер R6 которым можно регулировать потенциал относительно эталонного напряжения 2,5 В. Коэффициент шкалы определяется напряжением между пином 35 (Vref-) и пином 36 (Vref +), которое регулируется с триммером R23.

На дисплее находятся ещё несколько дополнительных сегментов (десятичная точка и LowBat), которые не управляются непосредственно IC6. Для возможности отображения этих сегментов на транзистора T5 формируются прямоугольные импульсы, в противофазе сигналу BP (Backplane-Signal ), которые подаются на пин 12 (Р2) дисплея и активируют десятичную точку. Сегмент LowBat управляется транзистором Т3, который, в свою очередь, управляется детектором низкого заряда батареи собранном на IC2:A. Детектор представляет из себя компаратор, выход которого принимает значение „High” если рабочее напряжение падает ниже 6,2 В. Порог переключения определяется резисторами R2 и R10.

Перейдём теперь к схеме автоматического отключения питания. Рабочее напряжение с переключателя S1 подается на силовой транзистор Т1. Последовательность включения выглядит следующим образом: В выключенном состоянии сопротивление R16 через второй контакт S1 лежит на массе. После включения и подачи на резистор R16 + 9В формируется короткий импульс подающийся на базу транзистора Т2 который через резистор R11 управляет ключём Т1 посредством которого подаётся рабочее напряжение. Таким образом через C1 получаем положительный импульс на вход "Set" RS-триггера IC1:А чем устанавливаем его выход „Q” (пин 13) в высокий уровень который удерживает транзистор Т2 в открытом состоянии. Теперь активирован Auto-Power-Off-Timer, который выполнен на элементах R13 и C5 представляющих из себя собственно схему задержки. Относительно большой ёмкости конденсатор C5 постепенно зряжается через R13. Когда напряжение на C5 достигает приблизительно 2/3 рабочего напряжения (примерно соответствует 4 минутам), RS-триггера IC1:А сбрасывается в исходное состояние и закрывает транзисторы Т1 и Т2.

Если во включенном состоянии будут производиться измерения, то это регестрируется компаратором IC2 который разряжает конденсатор С5 и перезапускает таким образом таймер. Это осуществляется выпрямленным напряжением измерения со второй ступени усилителя IC5:В которое подаётся на конденсатор С7. Как только напряжение на нем падает ниже 2,5 вольт, компаратор переключается и разряжает времязадающий конденсатор С5

Настройка

Для начала несколько важных замечаний:

Чтобы минимизировать индуктивное влияние измерительных шнуров, их нужно соединить вместе при помощи изоляционной ленты (смотри рисунок ниже).

Перед первым использованием прибора, необходимо произвести его каллибровку, которую нужно повторять не менее раза в год. Для этого не требуются никакие дополнительные измерительные приборы. Необходимо лишь сопротивление 10 ом с допуском <1% . После включения измерительного прибора необходимо замкнуть между собой измерительные щупы и триммером R6 выставить на дисплее „0,00” без знака минуса. Допустимо отклонение до 0,5 дигит.

После этого, следует подключить 10-Ω-сопротивление между щупами и триммером R23 выставить на дисплее значение „10,00 На этом калибровка закончена.

При измерениях непременно нужно обращать внимание на то, чтобы измеряемые конденсаторы были разряжены. Не имеется общей статистики, что бы чётко определять какие конденсаторы неисправны, а какие нет. В любом случае, если измеряемый ESR меньше или равен 1 ому, эти конденсаторы однозначно исправны. Если показатель равен или выше 10 Ω то этот конденсатор лучше заменить.

Для облегчения процесса дефектации конденсатора нужно придерживаться следующих определений:

- Чем выше рабочее напряжение конденсатора, тем больший у них ESR, это касается, прежде всего конденсаторов от 1 uF до 47 uF.

- Чем больше ёмкость тем меньше ESR.

- Элко большой чем 100 uF ёмкости должны иметь по-любому ESR меньше 1 Ω.

- Конденсатор с ESR большим чем 20 Ω однозначно неисправен

- Конденсатор с ESR равным нулю, также может быть неисправен и должен быть проверен мультиметром на наличие короткого замыкания в обкладках.

Ну и следует так же упомянуть, что этим прибором могут меряться так же сопротивления от 0,01 ома до 12 ом которые тоже не нужно демонтировать для измерения.

Если не устраивает частота измерительного сигнала в 60кГц, можно её поднять уменьшив номиналы элементов R19 и С17. При этом желательно на выходе NE555 получить меандр который, в свою очередь, низкочастотным фильтром выполненым на элементах R21 С14 R22 и С15, будет преобразован в синусоиду. Этот фильтр кстати, при поднятии частоты меряющего сигнала, нужно будет тоже подобрать.

Теперь коротко о изменениях внесенных мною в изначальную схему.

Про предохранитель и меряемый заряженный сетевой кондюк, думаю нужды нет распространяться. Предохранитель типа FF на 68mA Этим вы спасете свой прибор от КЗ. Почему «яйцеголовые» из ELV его не предусмотрели, я не знаю. Возможно из корыстных целей.

Затем, все девайсы типа ICL от разных производителей имеют неприятную особенность, как различное входное сопротивления по входам измеряемого напряжения (пины 31 и 30). Я с этим столкнулся когда вместо ICL поставил UTC и не смог при помощи R6 выставитить «нуль» на дисплее. Для этого пришлось расширить регулируемый потенциал для оффсета доработкой делителя опорного напряжения 2,5в. R1 и R9 были заменены на 15кОм, R3 и R7 на 1кОм сам же триммер R6 на 5кОм. Так же был добавлен резистор R42 но им пользоваться я советую только в крайнем случае, лучше поставить переменник на 10Ком вместо R36 и им регулировать коэффициет усиления.

Moriaan.

Рис.1 Электрическая принципиальная схема прибора.