Отправлено: 20.02.12 15:07. Заголовок: "Электролиты" (ESR, ESL, т.п.)

Методики и проблемы измерения ЭПС (ESR) и ЭПИ (ESL) электролитических конденсаторов, снятие кривой импеданса (Z-кривой). Параллельное и последовательное соединение. Шунтирование "электролитов" неполярными пленочными/бумажными конденсаторами.

Проблема была затронута здесь: http://hiend.borda.ru/?1-23-0-00000043-000-60-0
Ее первоначальная суть кратко. Что лучше, одна большая "банка" или несколько параллельно с меньшей (но равной в сумме) емкостью? Чем лучше? Как это влияет на частотные хар-ки цепи и "скорость заряда" емкости?

Моему утверждению, что параллельное соединение лучше в первую очередь именно в "скоростном" аспекте сопутствуют следующие умозаключения.
Эквивалентная схема конденсатора представляет собой включенные последовательно емкость, сопротивление, индуктивность (сопротивление потерь в диэлектрике опустим, как несущественное в нашем случае, и чтобы не растекаться мыслью по древу).
Все кроме емкости – паразиты и они уменьшают скорость заряда, т.е. ухудшают "частотные свойства" конденсатора (саму емкость вынесем за скобки – это данность)!
При параллельном соединении емкости суммируются, а сопротивления и индуктивности делятся на N… (т.е. уменьшаются)
Если к этому добавить предположение, что индуктивность конденсатора в первом приближении пропорциональна его емкости, то при трех спараллеленых кондерах паразитная индуктивность получится примерно в 9 раз меньше, чем у одного равной с ними емкости.

Исходная методика измерения проста и не раз описывалась в литературе. Генератор – резистор – конденсатор – измерительный прибор (см. схему). Снимается график зависимости напряжения на конденсаторе от частоты.



Формула расчета:
Rz = R/(Ug/Uc - 1),
что при наших реалиях (Ug>>Uc) можно смело упростить до
Rz = RUc/Ug.
Более того, если взять Ug = 10 В СКЗ, а R = 1000 Ом, получим Rz = 100Uc, т.е. 1 В = 100 Ом (грубо), а, например, 1 мВ = 100 мОм (уже довольно точно) и на практике значения Z в миллиомах можно снимать прямо со шкалы милливольтметра, умножая его показания на сто!

 Отправлено: 06.03.12 00:58. Заголовок: А у Nichicon'а E..

А у Nichicon'а ESR меньше 0.1 Ом и линейная (вроде).
Нет, эзотериками рождаются. Мне уже всё. Никак .
С ув.

 Отправлено: 08.04.12 14:30. Заголовок: Вот капаситоровизор ..

Вот капаситоровизор прототип. Радиохобби 4-2000 стр. 28. Там правда режимы щадящие ,не как у majordom22 и главное написано , как измерять это самое ESR.

цитата:

… К. Вальравен для быстрой оценки ESR предлагает схему (рис. 60), которую можно спаять за несколько минут. На затвор полевого ключа Т1 с внешнего генератора подают импульсы длительностью несколько десятков микросекунд и амплитудой, достаточной для открывания Т1 (6-8 В обычно достаточно). За процессом разряда конденсатора на 1-омный резистор R2 наблюдают осциллографом. Последовательное сопротивление вычисляют по формуле Рesr = V1/V2 - 1, где V1 (см, рис-61) - напряжение заряженного конденсатора, V2 - напряжение начала "экспоненциального" участка осциллограммы разряда тестируемого конденсатора С. Здесь необходимо объяснить, что последовательное сопротивление ESR приводит к практически мгновенной "просадке" напряжения на конденсаторе в начале его разряда на IрResr = V1- V1, где Iр - ток разряда. И только потом наступает очередь "идеального" теоретического разряда по экспоненте. Чтобы конденсатор С успел полностью зарядиться, скважность Q импульсов на затворе Т1 должна быть достаточно большой, Q > R1/R2 = 1000.

Думаю, что R1 можно взять и поменьше.
PS. Там еще написано ,что для высококачественных конденсаторов емкостью 10 мкф ESR не превышает 1Ом! Странно. Я читал , что ESR это активное сопротвление токоведущих частей конденсатора (выводов и обкладок) а тогда, как это 1Ом? Больно много. Или нет?

 Отправлено: 08.04.12 14:57. Заголовок: Прекрасная схема и у..

Прекрасная схема и умная , спасибо вам за такую подсказку, нужно будет собрать. А сам генератор импульсов я смакетил на 555м таймере по хитрой схемке. чтобы получать короткие импульсы вместо обычного меандра, уточню номиналы и выложу в народ.
ESR складывается не только из выводов конденсатора, а ещё из сопротивления его начинки . Отсюда такая разница на нч и на вч.


Вот схема генератора, но частота слишком высока, ёмкость задающую (1000пф) нужно увеличить раз в 50-100

 Отправлено: 08.04.12 16:25. Заголовок: Бокарёв Александр пи..

Бокарёв Александр пишет:

цитата:

ESR складывается не только из выводов конденсатора, а ещё из сопротивления его начинки

Точно. Если высушить электролит, то, не смотря на то же сопротивление токоведущих частей, получим большие мегаомы .
Джем всё правильно, я так и прикидывал ЕСР на своём устройстве. По сравнению с моей схемой, разрядный резистор в десять раз больше (на радость ГДН). Значит, и рассмотреть мелкие детали на дисплее будет во столько же раз труднее. Я бы назвал схему в аттаче обзорной .

 Отправлено: 08.04.12 17:44. Заголовок: majordom22 пишет: ..

majordom22 пишет:

цитата:

Если высушить электролит, то, не смотря на то же сопротивление токоведущих частей, получим большие мегаомы

Электролит значит тоже считается? Ну да как же по другому то, я тоже хорош , вопросики задаю.....
Бокарёв Александр пишет:

цитата:

Вот схема генератора

А вых. напруги/тока хватит для полевика?

 Отправлено: 08.04.12 17:55. Заголовок: Открыть затвор полев..

Открыть затвор полевика обычно хватает 5 вольт с запасом, а схема выдаёт все 12, но можно и снизить питание примерно до 9 вольт. Чтобы скажем, от кроны питать задающий генератор. Что касаемо вопроса. где взять 2 вольта для измерительной схемы- пойдёт обычная 1.5 вольтовая батарейка.

 Отправлено: 08.04.12 23:24. Заголовок: Возможно уже было, н..

Возможно уже было, но на всякий случай "открою Америку"
Достаточно простой измеритель: http://pro-radio.ru/measure/3288/
Я таким пользуюсь лет 5 и другого мне не надо.

Схемка: http://zalil.ru/33037393
Архив со всем остальным: http://zalil.ru/33037419

 Отправлено: 09.04.12 00:33. Заголовок: Yurik_V Спасибо за с..

Yurik_V Спасибо за схему. Познавательно. Вот топикстартер обрадуется-то . Меня гнобили за 0.1 Ом в цепи разряда, а у правильных импортных пацанов ваще сток-исток параллельно исследуемому конденсатору . Недостаток схемы вижу в том, что не исследуется ток, а токмо форма напряжения. Ну, для ЕСР, возможно, информации и достаточно.

 Отправлено: 09.04.12 00:45. Заголовок: Там же паралельно ко..

Там же паралельно кондеру диоды стоят? Напряжение меньше вольта и ток небольшой будет,или я опять чего не понял?

 Отправлено: 09.04.12 00:50. Заголовок: Джем Вы правы я так ..

Джем Вы правы, я так шутю .

 Отправлено: 09.04.12 00:53. Заголовок: Мне схема Виталия бл..

Мне схема Виталия ближе идейно, кондёры нужно проверять в условиях, приближённых к реальным.
Тогда все косяки и вылезут. Думаю, если такую фичу собрать и начать мерить и сравнивать- образуется бизнес по подбору и отбору емкостей с базара. По крайней мере, точно будешь знать, за что гроши отдать.

 Отправлено: 09.04.12 01:03. Заголовок: Бокарёв Александр пи..

Бокарёв Александр пишет:

цитата:

если такую фичу собрать и начать мерить и сравнивать- образуется бизнес по подбору и отбору емкостей с базара

Первоначально для того и собиралось .

 Отправлено: 09.04.12 01:11. Заголовок: majordom22 Во первых..

majordom22-у: Во первых: пацаны, разработавшие этот прибор, в общем-то наши. А во вторых: например я поставил полевик со старой материнской платы, а у него сопротивление сток-исток значительно меньше 0,1 Ом.

Джем-у: из описания к прибору:
рибор не является точным инструментом, однако его точности достаточно для
радиолюбительской практики и ремонта радиоэлектронных устройств.
Напряжение на тестируемом элементе около 100 мВ, что позволяет проводить измерения
внутрисхемно.

Пределы измерения:
C ………1 - 150000 мкФ
ESR …. 0 - 10 Ом с разрешением 0.001 Ом

Принцип измерения ESR основан на измерении величины падения напряжения на конденсаторе
при отключении его от источника тока. Емкость определяется путем измерения времени заряда
конденсатора стабильным током 10 мА.
Практически это выглядит так - конденсатор предварительно разряжается, включается источник
тока 10 мА, оба входа измерительного усилителя подключаются на Сх, делается задержка порядка 3.6
мкс для устранения влияния звона в проводах. Одновременно через ключи U1:A, U1:B заряжается
конденсатор С1, который собственно и запоминает самое большое напряжение, которое было на Cx.
Следующим шагом размыкаются ключи U1:A, U1:B и выключается источник тока. Инвертирующий вход
ДУ (дифференциального усилителя) U2:B ,U2:B остается подключенным к Сх, на котором после
выключения тока напряжение падает на величину 10мА*ESR. Далее измеряется напряжение на выходе
ДУ - там два канала, один с коэффициентом усиления (КУ) =330 для предела 1 Ом и КУ=33 для 10 Ом.
Эти же аналоговые цепи используются и для измерения емкости.

 Отправлено: 09.04.12 03:21. Заголовок: Соглашусь сразу со в..

Соглашусь сразу со всеми! И способов, и реальных приборов много! Вот тогда еще, до кучи:
http://eldigi.ru/site/izmer/2.php
http://people.overclockers.ru/TerAbit/record7
http://www.cqham.ru/RLC_usb.htm
Последний прибор рассчитан на подключение к компьютеру (USB), и это уже далеко не игрушка.
Выбирайте на любой вкус!

Способ же "обнародованный" мною, имеет тот неоспоримый плюс, что не требует сборки каких бы то ни было схем! Правда, нужны широкополосные генератор и милливольтметр (желателен и чувствительный осциллограф), но это универсальные приборы, которые никогда в радиолюбительской лаборатории лишними не будут! При этом можно именно измерить (а не "оценить") и емкость, и ESR, и ESL!
И буквально "на коленке" был продемонстрирован эффект от параллельного соединения конденсаторов...

 Отправлено: 09.04.12 03:39. Заголовок: ГДН пишет: Последни..

ГДН пишет:

цитата:

Последний прибор рассчитан на подключение к компьютеру (USB), и это уже далеко не игрушка.

Прибор, который результат выдаёт в компьютер, возможно и хорошо, но автономный лучше!
Такого же типа прибор от авторов ESR-метра: http://pro-radio.ru/measure/6873/
И его параметры:
GO
30.10.2008, 03:58


Учтя пожелания уважаемых участников этого форума, был разработан новый вариант измерителя RLC. Эта работа выполнена совместно с моим другом из Болгарии, на форуме зарегистрированном как -JonnS-, прошу любить и жаловать . Надеемся, что несмотря на то, что конструкция получились более сложная (это плата за стабильность и точность), найдутся желающие ее повторить.

Измеряемые параметры:
Сопротивление 0.01 Ом – 100 МОм
Емкость 0.01пФ – 22000мкФ
Индуктивность 0.01 мкГн – 20кГн

Режимы работы:
- частота тест-сигнала 100Гц, 1кГц, 10кГц;
- амплитуда тест-сигнала 0.3В;
- последовательная/параллельная (s/p) схема замещения;
- автоматический/ручной выбор диапазона измерений;
- режим удержания показаний;
- компенсация параметров КЗ и ХХ;
- отображение результатов измерений в виде:
R + LC
R + X
Q + LC (добротность)
D + LC (tg угла потерь)
- подача постоянного напряжения смещения на тестируемый элемент 0-30В (от внутреннего источника);
- измерение напряжения смещения (0.4В-44В);
- подача постоянного тока смещения на тестируемый элемент (от внешнего источника):
- отладочный режим.

 Отправлено: 09.04.12 04:06. Заголовок: Yurik_V пишет: Прибо..

Yurik_V пишет:

цитата:

Прибор, который результат выдаёт в компьютер, возможно и хорошо, но автономный лучше!

Оно конечно...
Вот, кстати, если кому собирать что-либо лень:
http://www.smarttweezers.ru/ Несмотря на компактный вид, много чего измеряет (в т.ч. и ESR) и в широких пределах.

А мечтать надо о чем-то подобном:
http://energo-sbyt.ru/c.php?id=1712
Он же на картинке http://www.pribortehsnab.ru/uploads/tinyfiles/images/rlc-meter/e7-14.jpg

 Отправлено: 15.04.12 19:13. Заголовок: Вот еще для ленивых ..

Вот еще для ленивых http://deforg.free.fr/Zmeter.html там прога небольшая и коробочка для компа (для звуковуки). Никто не пробовал?

 Отправлено: 15.04.12 22:50. Заголовок: Воевал я на pro-radi..

Воевал я на pro-radio на ниве RLC метров. SP там меня зовут. Так разработал схему. Основа суперконтроллер STM32. Всё никак кит купить не могу, хотя стоит почти ничего.
А кто у нас по печатным платам спец? Который в долю хочет по RLC войти?
Комповый хорошо, конечно, но бескомповый лучше!
С ув.

 Отправлено: 21.06.12 22:05. Заголовок: Друзья, помогите сов..

Друзья, помогите советом. Был вчера в Москве в командировке и, хоть времени было в обрез, вырвался на Митьку (когда еще такая оказия будет). Прикупил низкоимпедансных электролитов в катодные цепи CapXon 4700/6,3 В (LZ). И так как все в спешке, да еще поплутал, не посмотрел на них, как накидали в пакетик, так и взял. А домой приехал, глянул. На всех кондерах верхний торец с крестиком чуть припухший, и на нем порошкообразный налет, как-будто электролит выступил. Вот и думаю, сразу фтопку или еще можно поюзать в катодах?

 Отправлено: 21.06.12 22:31. Заголовок: Делается так. Берётс..

Делается так. Берётся УНЧ. У меня сейчас на 6Ф5П на столе стоит. С выхода резистор, скажем 4 Ом на конденсатор. На вход УНЧа меандр с калибровки осцилла. Смотрим на конденсаторе сигнал, далее как уже описано.
Результат измерений Samwa, Jamicon, Hitano на АП выложил, могу и у нас.
Чего конденсаторами разбрасываться? Сначала измерить надо, тем более проще репы.
С ув.