- Pagsukat ng Capacitor ESR
- Listahan ng Mga Bahagi
- Diagram ng Circuit
- Kinakalkula ang ESR ng Capacitor
- Halimbawa: Pagsukat sa ESR para sa isang 100uf Electrolytic Capacitor
Ang mga capacitor ay tila lahat pagmultahin hanggang sa makarating sa punto kung saan nabigo ang isang suplay ng kuryente o tumanggi na magsagawa ng optimal. At kung ang problema ay ingay, mayroong isang simpleng pag-aayos, magdagdag ka lamang ng mas maraming mga capacitor. Ngunit hindi ito nalulutas. Ano ang maaaring mali?
Ang problema ay nagmumula sa haka-haka na palagay na ang mga capacitor (sa isang malaking lawak) ay mga 'perpektong' aparato, habang ang totoo, hindi. Ang mga hindi kanais-nais na epekto ay dahil sa isang bagay na tinatawag na panloob na paglaban o Katumbas na Paglaban ng Series (ESR). Ang mga Capacitor ay may may hangganan na panloob na paglaban dahil sa mga materyales na ginamit sa kanilang pagtatayo. Ipinaliwanag namin ang ESR at ESL sa mga capacitor sa mga detalye sa nakaraang artikulo.
Ang iba't ibang mga uri ng capacitor ay may iba't ibang mga saklaw ng ESR. Halimbawa, ang mga electrolytic capacitor sa pangkalahatan ay may mas mataas na ESR kaysa sa ceramic capacitors. Para sa maraming mga application, nagiging mahalaga na sukatin ang panloob na paglaban ng mga capacitor. At ngayon sa artikulong ito magtatayo kami ng isang ESR Meter at matutunan kung paano sukatin ang ESR ng capacitor gamit ang 555 Timer IC at Transistors.
Pagsukat ng Capacitor ESR
Sa umpisa ng ESR Pagsukat ay maaaring parang isang madaling gawain.
Madaling matukoy ang paglaban sa pamamagitan ng paglalapat ng isang pare-pareho na kasalukuyang at pagsukat ng boltahe na drop sa buong Device sa ilalim ng pagsubok.
Paano kung maglalapat tayo ng isang pare-pareho na kasalukuyang sa isang kapasitor? Ang boltahe ay tumataas nang tuwid at tumira sa isang halaga na tinutukoy ng supply boltahe, na (para sa aming mga layunin) ay walang silbi.
Sa puntong ito oras na upang bumalik sa isang bagay na natutunan natin sa paaralan- "Ang mga Capacitor ay harangan ang DC at ipasa ang AC"
Matapos gumawa ng ilang pagpapadali ng mga konklusyon, naiintindihan namin na ang mga capacitor ay karaniwang isang maikling circuit sa mataas na mga frequency at ang capacitive na bahagi ay 'naikli' ng circuit at lahat ng boltahe ay nahulog sa panloob na paglaban.
Ang bentahe ng pamamaraang ito ay hindi namin kailangang malaman ang kasalukuyang kung alam natin ang panloob na pagtutol ng pinagmulan ng signal na ginagamit, dahil ngayon ang ESR at panloob na paglaban (ng mapagkukunan) ay bumubuo ng isang voltner divider, ang ratio ng ang resistances ay ang ratio ng pagbagsak ng boltahe, at pag-alam sa tatlo madali nating matukoy ang isa pa.
Ginagamit ang isang oscilloscope upang sukatin ang mga waveform sa input at sa capacitor.
Listahan ng Mga Bahagi
Para sa Oscillator:
1. 555 timer - parehong gagana ang CMOS at bipolar, ngunit inirerekomenda ang CMOS para sa mataas na frequency
2. 100K potentiometer - ginamit para sa pag-tune ng dalas
3. 1nF capacitor - tiyempo
4. 10uF ceramic capacitor - pag-decoupling
Ang Power Stage:
1. BC548 NPN bipolar transistor
2. BC558 PNP bipolar transistor
Ang isang mabilis na tala tungkol sa pagpili ng mga transistors - anumang maliit na signal transistor na may mataas na pakinabang (300 at pataas) at isang medyo malaking kasalukuyang (50mA +) ay gagana nang maayos.
3. 560Ω base resistor
4. 47Ω output risistor - maaari itong maging anumang mula 10Ω hanggang 100Ω.
Diagram ng Circuit
Nasa ibaba ang circuit diagram para sa ESR Capacitor Tester circuit na ito -
Ang ESR Meter Circuit na ito ay maaaring nahahati sa dalawang seksyon, ang 555 timer at ang yugto ng paglabas.
1. Ang 555 Oscillator:
Ang 555 circuit ay isang maginoo na astable multivibrator na naglalagay ng square square na may dalas na ilang daang kilohertz. Sa dalas na ito, halos lahat ng mga capacitor ay kumikilos tulad ng isang maikli. Pinapayagan ng 100K palayok ang pag-tune ng dalas upang makuha ang pinakamababang posibleng boltahe sa cap.
2. Ang Power Stage:
Ito ay isang solusyon sa isa pang problema. Maaari naming direktang ikonekta ang capacitor sa output ng 555 timer, ngunit pagkatapos ay kakailanganin naming malaman ang output impedance nang tumpak.
Upang maalis ito, ginagamit ang isang push-pull output yugto na may isang serye ng risistor. Ang risistor ay nagbibigay ng output impedance.
Narito kung paano ang hitsura ng kumpletong hardware ng ESR Meter circuit na ito:
Kinakalkula ang ESR ng Capacitor
Mula sa equation ng divider ng boltahe, nakukuha namin ang sumusunod na formula:
ESR = (V CAP • R OUTPUT) / (V OUTPUT - V CAP)
Kung saan ang ESR ay ang panloob na pagtutol ng capacitor, ang V CAP ay ang signal sa kabuuan ng capacitor (sinusukat sa node CAP +), ang R OUTPUT ay ang paglaban ng output ng power stage (dito, 47 Ohms) at V OUTPUT ay ang output signal voltage bilang sinusukat sa puntong A sa circuit.
Habang ginagamit ang circuit na ito inirerekumenda na itakda ang probe ng saklaw sa 1X upang madagdagan ang pagiging sensitibo at bawasan ang bandwidth upang mapupuksa ang ilan sa ingay upang makagawa ng isang tumpak na pagsukat.
Una, ang rurok sa rurok na boltahe ay sinusukat sa puntong A, nangunguna sa impedance at nabanggit. Pagkatapos ang capacitor ay nakakabit. Mag-zoom in hanggang sa makita mo ang isang parisukat na alon. I-twiddle ang palayok hanggang sa ang form ng alon ay hindi magiging mas maliit.
Nakasalalay sa uri ng capacitor, ang rurok sa rurok ng rurok ng nagresultang form ng alon ay dapat na nasa pagkakasunud-sunod ng ilang sampu o daan-daang mga millivolts.
Halimbawa: Pagsukat sa ESR para sa isang 100uf Electrolytic Capacitor
Narito ang hilaw na output ng alon ng output ng yugto ng kuryente:
At narito ang boltahe sa capacitor. Tandaan ang lahat ng ingay na naka-superimpose sa signal - mag-ingat sa pagsukat.
Ang pag-plug sa mga halaga sa formula, nakakakuha kami ng isang ESR ng 198mΩ.
Ang ESR ng Capacitor ay isang mahalagang parameter kapag nagdidisenyo ng mga circuit ng kuryente at dito nagtayo kami ng isang simpleng aparato ng pagsukat ng ESR batay sa 555 timer.