Таблицы максимальных значений ESR у электролитических конденсаторов
Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?
Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.
Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости C, которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос. Далее резистор Rs, который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка.
Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp. Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.
Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L.
Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.
Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:
- Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;
- Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок. Активное сопротивление проводов;
- Контактное сопротивление между обкладками и выводами;
- Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.
Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (Equivalent Serial Resistance).
Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.
Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще. Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR, что означает «низкое ЭПС».
При ремонте любой аппаратуры необходимо производить замеры ESR при помощи специального измерительного прибора — ESR-метра. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На сегодняшний день самый доступный — это универсальный тестер радиокомпонентов LCR-T4 Tester, функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов. В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.
Максимально допустимые значения ESR электролитических конденсаторов приведены в таблицах ниже.
1. Максимально-допустимые ESR конденсаторов Китайского и японского производства2. ESR новых электролитических конденсаторов замеренных тестером LCR T4
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №2) использовались новые конденсаторы разных производителей.
3. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
Что такое esr конденсатора. Измерение эпс (esr) конденсаторов. Калибровка ESR измерителя
Мы уже привыкли к основным параметрам конденсатора: ёмкости и рабочему напряжению. Но в последнее время не менее важным параметром стало его эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС). Что же это такое и на что оно влияет?
Любой электронный компонент не идеален. Это относится и к конденсатору. Совокупность его свойств показывает условная схема.
Как видим, реальный конденсатор состоит из ёмкости C , которую мы привыкли видеть на схемах в виде двух вертикальных полос. Далее резистор R s , который символизирует активное сопротивление проволочных выводов и контактного сопротивления вывод – обкладка.
Так как любой, даже очень хороший диэлектрик имеет определённое сопротивление (до сотен мегаом), то параллельно обкладкам изображается резистор Rp . Именно через этот «виртуальный» резистор течёт так называемый ток утечки. Естественно, никаких резисторов внутри конденсатора нет. Это лишь для наглядности и удобного представления.
Из-за того, что обкладки у электролитического конденсатора скручиваются и устанавливаются в алюминиевый корпус, образуется индуктивность L .
Свои свойства эта индуктивность проявляет лишь на частотах выше резонансной частоты конденсатора. Приблизительное значение этой индуктивности – десятки наногенри.
Итак, из всего этого выделим то, что входит в ЭПС электролитического конденсатора:
- Сопротивление, которое вызвано потерями в диэлектрике из-за его неоднородности, примесей и наличия влаги;
- Омическое сопротивление проволочных выводов и обкладок. Активное сопротивление проводов;
- Контактное сопротивление между обкладками и выводами;
Сюда же можно включить и сопротивление электролита, которое увеличивается из-за испарения растворителя электролита и изменения его химического состава вследствие взаимодействия его с металлическими обкладками.
Все эти факторы суммируются и образуют сопротивление конденсатора, которое и назвали эквивалентным последовательным сопротивлением – сокращённо ЭПС, а на зарубежный манер ESR (E quivalent S erial R esistance).
Как известно, электролитический конденсатор в силу своего устройства может работать только в цепях постоянного и пульсирующего тока из-за своей полярности. Собственно, его и применяют в блоках питания для фильтрации пульсаций после выпрямителя. Запомним эту особенность конденсатора – пропускать импульсы тока.
Из всего сказанного следует, что электролитические конденсаторы, работающие в высокочастотных импульсных схемах (блоки питания, инверторы, преобразователи, импульсные стабилизаторы) работают в довольно экстремальных условиях и выходят из строя чаще. Зная это производители выпускают специальные серии с низким ESR. На таких конденсаторах, как правило, присутствует надпись Low ESR , что означает «низкое ЭПС».
При ремонте любой аппаратуры необходимо производить замеры ESR при помощи специального измерительного прибора — ESR-метра. Для тестирования конденсаторов и измерения ESR существует немало серийно выпускаемых приборов. На сегодняшний день самый доступный — это универсальный тестер радиокомпонентов LCR-T4 Tester, функционал которого поддерживает замер ESR конденсаторов. В радиотехнических журналах можно встретить описания самодельных приборов и приставок к мультиметрам для измерения ESR. В продаже можно найти и узкоспециализированные ESR-метры, которые способны измерять ёмкость и ЭПС без выпайки их из платы, а также разряжать их перед этим с целью защиты прибора от повреждения высоким остаточным напряжением конденсатора. К таким приборам относятся, например, такие как ESR-micro v3.1, ESR-micro V4.0s, ESR-micro v4.0SI.
Максимально допустимые значения ESR электролитических конденсаторов приведены в таблицах ниже.
Китайского и японского производства
2. ESR новых электролитических конденсаторов
замеренных тестером LCR T4
мкф/В | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
1 | 4,3 | ||||||||||
2,2 | |||||||||||
4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
68 | 0,33 | ||||||||||
82 | 0,57 | 0,55 /0,89 | |||||||||
100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | ||||
220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №2 ) использовались новые конденсаторы разных производителей.
3. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером
в ESR-метре K7214.
мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №3 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Еще одна старенькая, но более полная табличка:
Часто при ремонте электроники приходится менять вздувшиеся конденсаторы. Если конденсатор вздулся, это говорит об уменьшении его ёмкости и увеличении эквивалентного последовательного сопротивления(ESR). Бывает, что конденсатор не вздулся, а его ESR больше нормы, на этот случай я собрал приборчик от МастерКит и ним проверял подозрительные конденсаторы. В определённый момент стало интересно, что же он на самом деле измеряет и как он это делает.
Что такое ESR.
Эквивалентная упрощённая схема конденсатора состоит из резистора и конденсатора, величину этого сопротивления и измеряет прибор. Осталось разобраться как он это делает.
Давайте подключим к конденсатору генератор сигналов, его эквивалентная схема изображена на рисунке, она состоит из генератора и последовательно включённого резистора, равного выходному сопротивлению генератора.
Теперь подключим исправный конденсатор емкостью 470uF и посмотрим, что покажет осциллограф.
Что изменилось? Правильно увеличилась амплитуда, которую измеряет прибор, а за её значение отвечает последовательно включённое сопротивление в эквивалентной схеме конденсатора.
Давайте попробуем его рассчитать. Считается эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора, как обычный делитель. Реактивным сопротивлением конденсатора можно пренебречь так, как длительность импульса значительно меньше тау.
Посчитаем значение ESR для исправного конденсатора, оно равно 0,65 Ohm. Давайте сравним его с тем что показывает прибор от МастерКит, точность этого прибора невысокая, но для примерной оценки пойдёт.
Зажёгся первый светодиод, переключатель стоит в положении 1:1, смотрим на таблицу, сопротивление равно 1,3 Ohm.
Электролитический конденсатор — необходимая в хозяйстве радиолюбителя вещь. Часто оказывается, что нету под рукой столь нужной маленькой копеечной детальки — из-за такой ерунды приходится ехать в магазин. В целях избежать такой ситуации решил обзавестись такой коробочкой.
Сама коробочка продается в этом магазине — — стоит 2.2$ Так что наш восточный сосед насыпал нам кучку конденсаторов на 3$. Очень неплохая цена для 200 конденсаторов. В конце концов содержимое можно отдать (выкинуть, разобрать в познавательных целях, бусы сплести и т.д.) — а в коробочку в 15 ячеек что-то положить.
Дошло все за 2 недели внезапно.
Фото упаковки (в пленке была)
Размеры:
Есть вешалка на гвоздь:-)
В коробке находятся 200 электролитических конденсатора таких номиналов:
От транспортировки конденсаторы в коробочке почти не перемешались. Чтобы не путаться, я подписал номиналы (почему продавец так не делает сам — не понятно)
Измерения конденсаторов проводил популярным тут тестером (версия в коробочке)
Прибор измеряет емкость, ESR, Vloss. С емкостью более менее все понятно.
Описание Vloss стырил отсюда — :
… он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.Т.е. если он меньше 5% значит все ок.Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как Vloss. Чтобы было удобней, Vloss выражают в процентах.
Про ESR (ЭПС) — Equivalent series resistance(эквивалентное последовательное сопротивление) — тут можно почитать про параметр и способ измерения — .
Определяют по таблице:
Для маленьких емкостей до 5 Ом. Если сильно больше номинала таблицы — то такой кондер лучше выкинуть.
Пациент №1
0.1мкФ; 50В; 4х7 мм; 15 штук; Фирма NCK
Пациент №2
0.22 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №3
0.47 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5.Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №4
1 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №5
2.2 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №6
3.3 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.7 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №7
4.7 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.0 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №8
10 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 5.3 Тут все ок с ESR
Пациент №9
22 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Что-то судя по таблице пичально тут с ESR
Пациент №10
22 мкФ; 16 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.6 Тут с ESR все ок
Пациент №11
47 мкФ; 16 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Jackcon
По таблице ESR должен быть около 1. Сами все видите.
Пациент №12
47 мкФ; 25 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Chang
По таблице ES
Привет друзья. Сегодня расскажу о приборе, который очень сильно помогает мне в ремонте, экономит деньги и время. Это ESR метер китайского происхождения Mega328 . Купил его на алиекспресс у этого продавца . Какие именно достоинства этого прибора?
Во первых, им очень удобно проверять электролитические конденсаторы. Для этой цели я его и покупал. У каждого конденсатора есть два параметра, которые отвечают за его работу. Первый параметр это емкость . Это те самые микрофарады которые и обозначается на корпусе конденсатора. Емкость легко измерять любым мультиметром который поддерживает эту функцию.
Сначала я думал, что это единственный параметр который мне нужно знать в конденсаторе, чтобы определить его исправность, но не тут то было. Ремонтируя один монитор, я никак не мог довести до ума источник питания. Блок выдавал заниженные напряжения, как ни крути. Проверяя конденсаторы, я мерил их емкость, которая была в пределах нормы. В один момент, плюнув на все это дело, я выпаял все конденсаторы, и заменил их на новые, после чего монитор запустился. Моему удивлению не было предела. Я решил найти причину, и поочередно начал впаивать старые конденсаторы, пока не нашел один 470 мкф на 50в, впаивая который, монитор переставал работать. Тестер показывал что конденсатор исправен, но на практике оказалось, что это не так. После этого я начал изучать все о конденсаторах, и открыл для себя такой параметр как ESR .
ESR — Equivalent Series Resistance – параметр конденсатора, который показывает активные потери в цепи переменного тока. Это можно представить как подключенный последовательно конденсатору резистор. Чем меньше ом потери тока, тем лучшего качества конденсатор. Скажу сразу, параметр ESR очень актуален для электролитических конденсаторов емкостью свыше 4,7 мкф. У нового электролитического конденсатора 1мкф ESR может быть и 5 Ом. Для конденсаторов меньшего номинала это не столь важно, по крайней мере в моей практике это так.
Теперь по сути. У электролитического конденсатора емкостью больше 4,7 мкф ESR должен быть меньше 1 Ом . Если этот параметр выше, то я меняю конденсатор на новый.
На картинке ниже, показан пример измерения конденсатора номиналов 1000мкф на 10в.
Это сильно подсаженный конденсатор, где ESR уже 17 Ом. Очень часто бывает так, что емкость еще 950 мкф, а ESR уже 10 Ом. Такой конденсатор однозначно под замену.
Еще один пример севшего конденсатора. Это конденсатор 220 мкф на 35в. Номинал его стал 111 мкф, а ESR поднялся до 1,3 Ом.
Или такой же 220мкф на 35в из статьи , где ESR уже 15 Ом.
Вот пример исправного конденсатора, который уже был в работе, но номинал его еще позволяет поработать. Это 100мкф на 63в.
Как видите, его ESR до 1 Ом, да и номинал стал меньше менее чем на 3 мкф, так что такие конденсаторы я оставляю в работе. Приведу пример идеального конденсатора. Это 1500мкф на 10в.
Здесь ESR вообще ноль Ом, а номинал больше заявленного.
Отойду немного от конденсаторов, и расскажу больше о приборе MEGA 328 . Он может проверять не только конденсаторы, а и многое другое. Им легко проверять транзисторы, резисторы, стабилитроны, мосфеты и много другое. Очень удобно проверять полевые транзисторы, так как прибор покажет его тип, расположение ножек стока, истока и затвора.
Пример проверки полевого транзистора:
Прибор показывает тип транзистора, порог открытия и расположение ножек. Очень удобно, особенно для новичка.
Вот пример проверки обычного N-P-N транзистора.
Полный перечень возможностей данного тестера:
Проверка: Конденсаторов, Диодов, Двойных диодов, MOS, Транзисторов, SCR, Регуляторов, Светодиодные трубки, СОЭ, Сопротивление, регулируемые потенциометры и др.
Сопротивление: от 0.1 Ом до максимум 50 мОм
Конденсатор: от 25pF до 100,000 мкФ
Индукторы: от 0.01 mH до 20 H
Измерения биполярного транзистора текущий коэффициент усиления и база-эмиттер пороговое напряжение.
Может одновременно измерять два резисторы. Отображается на правой десятичным значением 4. Сопротивление символ на обе стороны показывает контактный номер.
Очень важно!!! Перед измерением ESR, конденсатор необходимо разрядить!!!
Тестер обычно поставляется в виде платы, с разъемом под крону. Свой прибор, я установил в распределительную коробку, вырезал окошко под дисплей, кнопку, и панель для проверки. Приклеил термоклеем, и так он у меня и работает по сей день. Вот фото:
Не сильно красиво, но за красотой я особо и не гнался:).
Виде обзор работы ESR метра
Рекомендую покупать на алиекспресс
напрямую, так как это намного дешевле, тем более с нашими ценами. Вот ссылка
на продавца, где покупал я. Прибор пришел в Украину за 18 дней.
ESR метр своими руками . Есть широкий перечень поломок аппаратуры, причиной которых как раз является электролитический . Главный фактор неисправности электролитических конденсаторов, это знакомое всем радиолюбителям «высыхание», которое возникает по причине плохой герметизации корпуса. В данном случае увеличивается его емкостное или, иначе говоря, реактивное сопротивление в следствии уменьшения его номинальной емкости.
Помимо этого, в ходе работы в нем проходят электрохимические реакции, которые разъедают точки соединения выводов с обкладками. Контакт ухудшается, в итоге образуется «контактное сопротивление», доходящее иногда до нескольких десятков Ом. Это точно также, если к исправному конденсатору последовательно подключить резистор, и к тому же этот резистор размещен внутри него. Такое сопротивление еще именуют «эквивалентное последовательное сопротивление» или же ESR.
Существование последовательного сопротивления отрицательно влияет на работу электронных устройств, искажая работу конденсаторов в схеме. Чрезвычайно сильное влияние оказывает повышенное ESR (порядка 3…5 Ом) на работоспособность , приводя к сгоранию дорогих микросхем и транзисторов.
Ниже в таблице приведены средние величины ESR (в миллиоммах) для новых конденсаторов различной емкости в зависимости от напряжения, на которое они рассчитаны.
Не секрет, что реактивное сопротивление уменьшается с повышением частоты. К примеру, при частоте 100кГц и емкости 10мкФ емкостная составляющая будет не более 0,2 Ом. Замеряя падение переменного напряжения имеющего частоту 100 кГц и выше, можно полагать, что при погрешности в районе 10…20% итогом замера будет активное сопротивление конденсатора. Поэтому совсем не сложно собрать .
Описание ESR метра для конденсаторов
Генератор импульсов, имеющий частоту 120кГц, собран на логических элементах DD1.1 и DD1.2. Частота генератора определяется RC-цепью на элементах R1 и C1.
Для согласования введен элемент DD1.3. Для увеличения мощности импульсов с генератора в схему введены элементы DD1.4…DD1.6. Далее сигнал проходит через делитель напряжения на резисторах R2 и R3 и поступает на исследуемый конденсатор Сх. Блок измерения переменного напряжения содержит диоды VD1 и VD2 и мультиметр, в качестве измерителя напряжения, к примеру, М838. Мультиметр необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. Подстройку ESR метра осуществляют путем изменения величины R2.
Микросхему DD1 — К561ЛН2 можно поменять на К1561ЛН2. Диоды VD1 и VD2 германиевые, возможно использовать Д9, ГД507, Д18.
Радиодетали ESR метра расположены на , которую можно изготовить своими руками. Конструктивно устройство выполнено в одном корпусе с элементом питания. Щуп Х1 выполнен в виде шила и прикреплен к корпусу устройства, щуп X2 – провод не более 10 см в длину на конце которого игла. Проверка конденсаторов возможна прямо на плате, выпаивать их не обязательно, что существенно облегчает поиск неисправного конденсатора во время ремонта.
Настройка устройства
1, 5, 10, 15, 25, 30, 40, 60, 70 и 80 Ом.
К щупам X1 и X2 необходимо подсоединить резистор в 1 Ом и вращением R2 добиться, чтобы на мультиметре было 1мВ. Затем вместо 1 Ом подключить следующий резистор (5 Ом) и не изменяя R2 записать показание мультиметра. То же самое проделать и с оставшимися сопротивлениями. В результате этого получится таблица значений, по которой можно будет определять реактивное сопротивление.
ESR конденсатора
ESR — Equivalent Serial Resistance_(ЭПС эквивалентное последовательное сопротивление) конденсатора
Так как ЭПС в основном влияет на работу электролитических конденсаторов, о них и пойдет речь.
Представим конденсатор в виде его свойств
- C — ёмкость
- Rs — символизирует сумму сопротивлений обкладок и выводов
- Rp — символизирует сопротивление диэлектриков входящих в конструкцию конденсатора(электролит,бумага,корпус и т.д.)
- L(ESL)- последовательная индуктивность обкладок и выводов(На низких частотах можно не учитывать)
По простому, ESR= Rs + Rp
А т.к. мы можем посчитать сопротивление проводника R = ρ(l/S) , то и ESR не проблема высчитать.
- ρ — это удельное сопротивление проводника
- l — длина проводника
- S — площадь поперечного сечения проводника
Конечно никто так не считает, для этого есть специальные устройства и таблицы максимальных значений.
мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 4,3 | 10 | |||||||||
2,2 | |||||||||||
4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
68 | 0,33 | ||||||||||
82 | 0,57 | 0,55/0,89 | |||||||||
100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
4700 | 0,03 |
Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
У исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
- 2019-05-16 14:19:13
- 1271
- 0
Наткнулся на таблицу, которая близка к реальным данным ESR новых электролитических конденсаторов, измерил несколько штук прибором RLC-2 на частоте 10 кГц. | | JAMICON 1000mF25V RD 220mF25V CapXon 330mF25V SD 100mF50V TEARO 100mF50V CapXon 10mF50V | | Михалыч А: Эээ, так сразу видно как RLC-2 занижает величину емкости на 10КГерцах. Как я помню то ёмкость нормируется на 120Гц, т.е. ёмкость измеряют на частоте 120Гц, и везде описано, что при увеличении частоты тока, ёмкость уменьшается. Не пойму прибор тут при чём? Есть даташиты в которых приводят измерения на 100кГц. | | ИМХО: Все таблицы правильные, просто все значения измеренны на разных приборах, на разных частотах. | | Ну вот, таки заставили меня открыть книгу. alexleon4: Замена понятий реактивное сопротивление и ESR частая уловка производителей Нет ESR это не уловка, это вполне конкретная величина, характеризующая активные потери в конденсаторе. Михалыч А: Зависимость емкости от частоты сразу не нахожу, но зато нашел | |
Таблица сопротивления конденсаторов. Что такое ESR. Измерение ESR. Прибор для измерения ESR. Описание прибора для проверки конденсаторов
Какой главный параметр для оценки исправности конденсаторов? Конечно их ёмкость. Но по мере распространения импульсной высоковольтной техники, стало очевидно, что надо обратить внимание на ещё один параметр, от которого зависит надёжность и качество работы импульсных преобразователей — это эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС, по англ. ESR — equivalent series resistance ). Применение конденсаторов с увеличенным значением ЭПС приводит к росту пульсаций выходного напряжения по сравнению с расчётными значениями, и бстрому выходу их из строя из-за повышенного нагрева за счёт выделения тепла на ЭПС, нередки даже случаи закипания электролита, деформация корпуса, а также взрывы конденсаторов. Особая выраженность негативного влияния ЭПС именно в силовых импульсных преобразователях вызвана, работой на больших токах заряда-разряда, а также тем, что с ростом рабочей частоты ЭПС возрастает. Наличие ESR объясняется конструкцией оксидного конденсатора и обусловлена сопротивлением обкладок, сопротивлением выводов, переходным сопротивлением контактов между обкладками и выводами, а также потерями в материале диэлектрика. С течением времени ESR конденсатора возрастает, что совсем не хорошо.ESR конденсаторов разных типов
Естественно, проконтролировать обычным Омметром эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора невозможно — тут нужен специальный прибор. В интернете есть несколько простых конструкций ESR-метров , но при желании, можно собрать более точный и удобный измеритель на микроконтроллере. Например из журнала Радио 7-2010.
Также стоит отметить, что эти компоненты имеют ограниченный срок службы. Это может быть значительно расширено, если компонент работает значительно ниже его максимальной оценки. Их очень высокий уровень емкости в сочетании с их низкой стоимостью делают их особенно полезными во многих областях. Первоначально они не использовались в особо больших количествах, потому что они не могли противостоять некоторым процессам пайки. Теперь улучшенная конструкция конденсатора наряду с использованием технологий плавления вместо пайки волной позволяет использовать электролитические конденсаторы более широко в формате поверхностного монтажа.
Схема измерителя ESR конденсаторов на
Attiny2313
Все необходимые файлы и прошивки — в архиве . После сборки и включения крутим регулятор контрастности до появления на экране LCD надписи в две строки. Если её нет — проверяем монтаж и правильность прошивки МК ATtiny2313. Если всё ОК — нажимаем кнопку «Калибровка» — в прошивку внесётся поправка на скорость срабатывания входной части измерителя. Далее понадобится несколько новых электролитических конденсаторов высокого качества ёмкостью 220…470 мкФ разных партий, лучше всего — на разные напряжения. Подключаем любой из них к входным гнёздам прибора и начинаем подбирать резистор R2 в пределах 100…470 ом (у меня получилось 300 ом; можно применить временно цепочку постоянный+подстроечный) так, чтобы значение ёмкости на экране ЖКИ примерно было похоже на номинал конденсатора. К большой точности пока что стремиться не стОит — ещё будет корректироваться; затем проверить и с другими конденсаторами.
Поляризация – это ограниченное смещение связанных зарядов диэлектрика в электрическом поле
Используются два основных метода. Один из них — включить их значение в микрофарады, а другой — использовать код. В альтернативной системе кода используется письмо, за которым следуют три цифры. Буква указывает рабочее напряжение, как определено в таблице ниже, и три цифры показывают емкость на пикофарах.
Маркировка электролитических конденсаторов
Как и во многих других системах маркировки, первые две цифры дают значимые цифры, а третий — множитель. Существует множество различных меток, которые используются для электролитических конденсаторов, чтобы указать их значение, рабочее напряжение и, возможно, другие параметры. Часто значения записываются непосредственно на банку, так как есть место, но могут быть закодированы такие факторы, как терпимость, а иногда и рабочее напряжение.
Для настройки измерителя ESR нужна таблица с типовыми значениями этого параметра для разных конденсаторов. Эту табличку рекомендуется приклеить на корпус прибора под дисплеем.
В следующей табличке указаны максимальные значения эквивалентного последовательного сопротивления для электролитических конденсаторов. Если у измеряемого конденсатора оно будет выше, то его уже нельзя использовать для работы в сглаживающем фильтре выпрямителя:
Реформирование алюминиевых электролитических конденсаторов
Может возникнуть необходимость в повторном формировании электролитических конденсаторов, которые не подвергались суду в течение шести месяцев или более. Электролитическое действие имеет тенденцию удалять оксидный слой с анода, и его необходимо переформировать. В этих условиях нецелесообразно применять полное напряжение, так как ток утечки будет высоким и может привести к рассеиванию большого количества тепла в конденсаторе, который в некоторых случаях может привести к его разрушению.
Подключаем конденсатор 220 мкФ и, незначительным подбором сопротивления резисторов R6, R9, R10 (на схеме и на моём сборочном чертеже обозначены со звёздочками), добиваемся показаний Esr, близких к указанным в таблице. Проверяем на всех имеющихся заготовленных эталонных конденсаторах, в т.ч. уже можно использовать и конденсаторы от 1 до 100 мкФ.
Это следует применять в течение часа или более, пока ток утечки не снизится до приемлемого значения, а напряжение непосредственно на конденсаторе достигнет приложенного значения, то есть практически никакой ток не протекает через резистор. Затем это напряжение следует продолжать применять еще на один час.
Например, из двух колпачков с одинаковой емкостью, рассчитанной на 16 В, будет отображаться на 20% меньше емкости, чем номинальная 10 вольт. Поэтому не думайте, что использование конденсаторов с более высоким номинальным напряжением без каких-либо затрат. Добавлен абзац с объяснением проблемы, вызванной отсечением осциллограммы.
Так как для измерения ёмкости конденсаторов от 150 мкФ и для измерителя ESR применяется один и тот же участок схемы, после подбора сопротивления этих резисторов несколько изменится точность показаний измерителя ёмкости. Теперь можно подстроить ещё сопротивление резистора R2, чтобы эти показания стали точнее. Другими словами, нужно подбирая сопротивление R2 — уточнить показания измерителя ёмкости, подстраивая резисторы в делителе компараторов — уточнить показания ESR-метра. Причём, приоритет надо отдавать измерителю внутреннего сопротивления.
Добавлен раздел «Улучшение чувствительности инструмента». Также добавлен объемный трафик изображения выхода компаратора-усилителя. Продолжайте увеличиваться, и развязывание сетей стало более сложным. Хотя конденсаторы могут показаться простыми устройствами, каждая технология конденсаторов отличается.
Иногда возникает следующий вопрос: почему это не так? Некоторые технологии конденсаторов имеют один или оба перечисленных, но обычно только на одной частоте. Часто это не та же частота, что и ваше приложение. Поиск подходящего конденсатора может быть сложным. Когда данные отсутствуют, как вы его находите и используете в своем дизайне?
Теперь надо настроить измеритель ёмкости конденсаторов диапазона 0,1…150 мкФ. Так как для этого в схеме предусмотрен отдельный источник тока, измерение ёмкости таких конденсаторов можно сделать очень точным. Подключаем конденсаторы малой ёмкости к входным гнёздам прибора и, подбором сопротивления R1 в пределах 3,3…6,8 кОм добиваемся максимально точных показаний. Этого можно достичь, если в качестве эталонных применить не электролитические, а высокоточные конденсаторы К71-1 ёмкостью 0,15 мкФ с гарантированным отклонением 0,5 или 1%.
Предыстория: Элементы конденсатора
Рисунок 1: Упрощенная модель конденсатора. Эквивалентная схема описывает паразитные характеристики конденсатора. Резистор и индуктор последовательно с чистой емкостью, которая находится параллельно с резистором, равным сопротивлению изоляции диэлектрика. На рисунке 1 показана эта эквивалентная схема. Проводящие части конденсатора имеют связанное омическое сопротивление в сочетании с диэлектрическим сопротивлением, образуют эквивалентное сопротивление серии.
Как конденсатор, так и индуктор представляют собой частотно-зависимые импедансы переменного тока. Этот параметр называется емкостным или индуктивным реактивным сопротивлением. Емкостное реактивное сопротивление можно вычислить по формуле, приведенной в уравнении.
Когда собрал данный измеритель ESR — схема завелась сразу, понадобилась только калибровка. Этот измеритель много раз помогал при ремонте БП, так что устройство рекомендуется к сборке. Схему разработал — DesAlex , собрал и испытал: sterc .
Обсудить статью ИЗМЕРИТЕЛЬ ESR НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ
Основные технические характеристики
Уравнение 1: Емкостный реактив. Индуктивное реактивное сопротивление можно найти, используя формулу, показанную в уравнении. Уравнение 2: индуктивный реактив. Частота саморезонанса равна, когда частота емкостного реактивного конденсатора равна индуктивному сопротивлению.
Рисунок 2 Частота саморезонанса. Мы продолжаем расширять этот инструмент для поддержки алюминиевых электролитических и пленочных конденсаторов. Рисунок 4: Экран выбора керамики. На странице выбора керамики вы можете выбрать стиль чипа, диэлектрический тип и напряжение. Семейный тип объединяет керамические конденсаторы. Например, большинство частей подпадают под «коммерческий» раздел.
Электролитический конденсатор — необходимая в хозяйстве радиолюбителя вещь. Часто оказывается, что нету под рукой столь нужной маленькой копеечной детальки — из-за такой ерунды приходится ехать в магазин. В целях избежать такой ситуации решил обзавестись такой коробочкой.
Сама коробочка продается в этом магазине — — стоит 2.2$ Так что наш восточный сосед насыпал нам кучку конденсаторов на 3$. Очень неплохая цена для 200 конденсаторов. В конце концов содержимое можно отдать (выкинуть, разобрать в познавательных целях, бусы сплести и т.д.) — а в коробочку в 15 ячеек что-то положить.
Дошло все за 2 недели внезапно.
Выбор частоты для измерения ЭПС
Выберите стиль чипа, диэлектрик и напряжение, чтобы сузить список деталей, показанных в «Емкостном списке». Выберите номер детали, затем нажмите «Продолжить», и на рисунке 5 загрузится. Форма графика типична для керамического конденсатора. Рисунок 6 Параметры для изменения температуры и напряжения.
Здесь вы можете изменить температуру окружающей среды, приложенное напряжение и несколько других параметров. Пожалуйста, ознакомьтесь с нашими другими примечаниями к применению, которые касаются этих измерений. Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора представляет собой внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства. Почти все конденсаторы проявляют это свойство в той или иной степени в зависимости от конструкции, диэлектрических материалов, качества и надежности конденсатора.
Фото упаковки (в пленке была)
Размеры:
Есть вешалка на гвоздь:-)
В коробке находятся 200 электролитических конденсатора таких номиналов:
От транспортировки конденсаторы в коробочке почти не перемешались. Чтобы не путаться, я подписал номиналы (почему продавец так не делает сам — не понятно)
Измерения конденсаторов проводил популярным тут тестером (версия в коробочке)
Прибор измеряет емкость, ESR, Vloss. С емкостью более менее все понятно.
Описание Vloss стырил отсюда — :
Эквивалентные значения сопротивления серии варьируются от нескольких миллиолей до нескольких Ом, а также приводят к потерям мощности, снижению эффективности и нестабильности цепей питания и регуляторов. Металлическое сопротивление Электролитическое и бумажное сопротивление, зависящее от частоты и температуры Диэлектрик, зависящий от частоты. Плохие электрические соединения; — Соединение между медными выводами и алюминиевыми пластинами в конденсаторе обычно сваривается или производится с помощью механических скрепок. Этот тип соединений вводит некоторое сопротивление серии и используется, потому что алюминий нельзя спаять. Сушка раствора электролизера конденсатора. . Это зависит от частоты, как видно из приведенного ниже уравнения.
… он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.Т.е. если он меньше 5% значит все ок.Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как Vloss. Чтобы было удобней, Vloss выражают в процентах.
Измерение эквивалентной серии сопротивления
Сверху потери утечки и диэлектрика уменьшаются с увеличением частоты до тех пор, пока контактное сопротивление не будет доминировать до определенной точки. Конденсаторы малого значения подключаются параллельно, а не для подключения одного большого конденсатора.
Нижняя диаграмма показала резистор последовательно с «идеальным конденсатором».Если у вас есть какое-либо электронное оборудование, которое на протяжении многих лет ухудшалось в своей производительности, например, без питания, вновь замененные компоненты, сжигаемые после запуска, иногда имеют хорошие шансы на то, что один или несколько электролитических конденсаторов внутри оборудования потерпели неудачу, что вызвало проблему.
Про ESR (ЭПС) — Equivalent series resistance(эквивалентное последовательное сопротивление) — тут можно почитать про параметр и способ измерения — .
Определяют по таблице:
Для маленьких емкостей до 5 Ом. Если сильно больше номинала таблицы — то такой кондер лучше выкинуть.
Пациент №1
0.1мкФ; 50В; 4х7 мм; 15 штук; Фирма NCK
Прибор для проверки электролитических конденсаторов
Это наверняка растратит ваше время для разломов, потому что они не смогли найти виновника! Испытайте резистор с низким сопротивлением, например, 1 Ом, 27 Ом и т.д. Проверьте обмотку катушки на катушке катодной лампы, катушки индуктивности и первичную обмотку силового трансформатора.
Описание прибора для проверки конденсаторов
Если короткое замыкание остается, транзистор неисправен. Один зонд соединяется с землей, а другой с цепью, и если измерение возрастает по мере того, как вы проследуете дальше по дорожке, вы знаете, что находитесь в неправильном направлении! Сравните с известным хорошим, и вы легко сможете отличить хорошее от плохих батарей.
Пациент №2
0.22 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Пациент №3
0.47 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR должен быть 5.Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях.
Одной из главных причин ранней гибели устройства для электроники является отказ одного или нескольких конденсаторов от источника питания. Это вдвойне верно для устройств, которые видят высокие токи, работают горячими или имеют свои платы в закрытых помещениях.
Виде обзор работы ESR метра
Плохие конденсаторы часто проявляют себя с разрывами или утечкой электролита вокруг основания. Последнее может быть исключительно плохо, потому что электролит является высокопроводящим, а также коррозионным. Он может питаться через изолирующий слой на доске, соединяющей следы, которые могут привести к постоянному повреждению или, что еще хуже, к пожару. К сожалению, конденсаторы не всегда терпят неудачу с видимыми симптомами.
Пациент №4
1 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5. Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №5
2.2 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.5 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Шаг 1: Почему конденсаторы не работают?
Ремонт устройств с плохими конденсаторами часто является отличным и легким способом забивать электронные устройства с огромной скидкой. Это особенно верно для телевизоров. На этом изображении мы видим конденсатор, который потерпел неудачу. Перекрестный люк на изображении представляет собой специальное предохранительное вентиляционное отверстие, которое предназначено для разрыва, если внутреннее давление становится слишком высоким. Это высокое давление вызвано образованием различных газов, таких как водород, когда конденсатор выходит из строя, и электролит разрушается.
Пациент №6
3.3 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 4.7 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Пациент №7
4.7 мкФ; 50 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.0 Тут скорее всего прибор не умеет мерить нормально на маленьких емкостях
Существует множество причин, по которым электролитические конденсаторы терпят неудачу. Эти сбои обычно можно разбить на пять различных причин. Конденсаторы имеют ограниченный срок службы. Обычно они рассчитаны на определенное количество часов при определенной температуре или ниже. Когда они привыкают, со временем они, как правило, изнашиваются; в конечном итоге не удается. Это наиболее распространенное средство отказа конденсатора в оборудовании, которое десятилетиями. Весьма просто, конденсаторы прожили свою жизнь и умирают естественной смертью.
Пациент №8
10 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 5.3 Тут все ок с ESR
Пациент №9
22 мкФ; 25 В; 15 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Что-то судя по таблице пичально тут с ESR
Пациент №10
22 мкФ; 16 В; 15 штук; 5х11 мм; фирма Chang
ESR по таблице должен быть 3.6 Тут с ESR все ок
Пациент №11
47 мкФ; 16 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Jackcon
По таблице ESR должен быть около 1. Сами все видите.
Пациент №12
47 мкФ; 25 В; 10 штук; 5х10 мм; фирма Chang
Таблица еср для конденсаторов — Знай свой компьютер
Таблица допустимого и реального ESR (Эквивалентного последовательного сопротивления)
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых, ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов. Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью тестера LCR T4, о котором я уже рассказывал на страницах сайта. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов. Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
1 | 4,3 | 10 | |||||||||
2,2 | |||||||||||
4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
68 | 0,33 | ||||||||||
82 | 0,57 | 0,55/ 0,89 | |||||||||
100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1) использовались новые конденсаторы разных производителей. Преимущественно это конденсаторы Jamicon серии TK – с широким температурным диапазоном (значения выделены жирным шрифтом), а также ELZET, SAMWHA и GEMBIRD. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Отмечу и то, что производители выпускают конденсаторы с разными характеристиками и свойствами. Их делят на серии. В приведённой таблице приводится ESR обычных конденсаторов.
Кроме них выпускаются и конденсаторы Low ESR и Low Impedance, ЭПС которых, как правило, очень мал и порой составляет сотые доли ома.
Заносить величину ESR или импеданса таких конденсаторов в таблицу нет особого смысла, так как он очень мал и его легко узнать из документации на серию.
В колонке на 450V для ёмкости 82μF указано два значения ESR. Первое – среднее значение для конденсаторов SAMWHA (SD, 85 0 C(M)). Второе, выделенное цветом, это ESR конденсатора CapXon (LY, 105 0 C) для ЖК-телевизоров в вытянутом корпусе (13х50).
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
Таблица допустимого и реального ESR (Эквивалентного последовательного сопротивления)
Как известно, эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС) зависит от многих факторов. Поэтому результаты измерений этого параметра разными ESR-метрами порой сильно различаются. Некоторые приборы даже имеют специальную таблицу с допустимыми значениями ESR для сравнения.
В Таблице №1 указаны величины ESR новых, ранее нигде не применявшихся электролитических конденсаторов. Значения получены путём измерения эквивалентного последовательного сопротивления с помощью тестера LCR T4, о котором я уже рассказывал на страницах сайта. Думаю, данная таблица будет полезна при оценке качества электролитических конденсаторов и принятии решения о пригодности их повторного использования или замене при ремонте.
На данный момент таблица №1 не заполнена полностью, так как у меня не оказалось в наличии конденсаторов некоторых номиналов. Несмотря на это, таблица постепенно будет дополняться новыми данными.
Таблица №1. ESR новых электролитических конденсаторов (тестер LCR T4).
мкф/вольты | 6,3V | 10V | 16V | 25V | 35V | 50V | 63V | 160V | 250V | 400V | 450V |
1 | 4,3 | 10 | |||||||||
2,2 | |||||||||||
4,7 | 1,7 | 2,6 | |||||||||
10 | 2 | 1,1 | 2,7 | 2,2 | |||||||
22 | 0,69 | 1,2 | 0,77 | ||||||||
33 | 0,44 | 0,91 | |||||||||
47 | 0,84 | 0,87 | 0,49 | 0,68 | |||||||
68 | 0,33 | ||||||||||
82 | 0,57 | 0,55/ 0,89 | |||||||||
100 | 0,46 | 0,75 | 0,17 | 0,4 | 0,29 | 0,43 | 0,77 | 0,35 | |||
220 | 0,53 | 0,25 | 0,49 | ||||||||
330 | 0,25 | 0,22 | |||||||||
470 | 0,16 | 0,13 | 0,12 | 0,08 | |||||||
1000 | 0,07 | 0,08 | 0,07 | ||||||||
2200 | 0,03 | 0,02 | 0,03 | ||||||||
4700 | 0,03 |
В качестве образцов для измерения ESR (Таблица №1) использовались новые конденсаторы разных производителей. Преимущественно это конденсаторы Jamicon серии TK – с широким температурным диапазоном (значения выделены жирным шрифтом), а также ELZET, SAMWHA и GEMBIRD. Стоит отметить, что при проверке конденсаторы Jamicon показали более низкое значение ESR по сравнению с другими.
Отмечу и то, что производители выпускают конденсаторы с разными характеристиками и свойствами. Их делят на серии. В приведённой таблице приводится ESR обычных конденсаторов.
Кроме них выпускаются и конденсаторы Low ESR и Low Impedance, ЭПС которых, как правило, очень мал и порой составляет сотые доли ома.
Заносить величину ESR или импеданса таких конденсаторов в таблицу нет особого смысла, так как он очень мал и его легко узнать из документации на серию.
В колонке на 450V для ёмкости 82μF указано два значения ESR. Первое – среднее значение для конденсаторов SAMWHA (SD, 85 0 C(M)). Второе, выделенное цветом, это ESR конденсатора CapXon (LY, 105 0 C) для ЖК-телевизоров в вытянутом корпусе (13х50).
Отмечу ещё раз, что разные модели ESR-метров могут показывать разную величину ESR у одного и того же конденсатора. Как уже говорилось, эквивалентное последовательное сопротивление зависит от многих факторов, да и методика его измерения у различных приборов отличается. Поэтому здесь и указано, какой прибор применялся для измерений.
Для сравнения приведу ещё одну таблицу. Перед вами Таблица №2 с ориентировочными значениями ESR для электролитических конденсаторов разной ёмкости. Данная таблица используется Бобом Паркером в разработанном им ESR-метре K7214.
Таблица №2. Таблица значений ESR, применяемая Бобом Паркером в ESR-метре K7214.
мкф/вольты | 10V | 16V | 25V | 35V | 63V | 160V | 250V |
1 | 14 | 16 | 18 | 20 | |||
2.2 | 6 | 8 | 10 | 10 | 10 | ||
4.7 | 15 | 7,5 | 4,2 | 2,3 | 5 | ||
10 | 6 | 4 | 3,5 | 2,4 | 3 | 5 | |
22 | 5,4 | 3,6 | 2,1 | 1,5 | 1,5 | 1,5 | 3 |
47 | 2,2 | 1,6 | 1,2 | 0,5 | 0,5 | 0,7 | 0,8 |
100 | 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 |
220 | 0,6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 |
470 | 0,24 | 0,2 | 0,15 | 0,1 | 0,1 | 0,1 | 0,3 |
1000 | 0,12 | 0,1 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | |
4700 | 0,23 | 0,2 | 0,12 | 0,06 | 0,06 |
Как видно, некоторые ячейки таблицы №2 пусты. Для конденсаторов ёмкостью до 10 мкФ максимально допустимой величиной ESR приемлемо считать 4 – 5 Ом.
Не помешает помнить одно простое правило:
У любого исправного электролитического конденсатора ESR не превышает 20 Ом (Ω).
ESR – оно же эквивалентное последовательное сопротивление – это очень важный параметр конденсаторов. Для чего он нужен и как его определить, об этом мы как раз и поговорим в нашей статье.
Реальные параметры конденсатора
Думаю, все вы в курсе, что в нашем бесшабашном мире нет ничего идеального. То же самое касается и электроники. Радиоэлементы, каскады, радиоузлы также частенько дают сбои. Можно даже вспомнить недавнюю историю с космическим кораблем “Прогресс”. Сбой какого-то узла повлек гибель целого гиганта космической отрасли. Даже простой, на первый взгляд, радиоэлемент конденсатор, имеет в своем составе не только емкость, но и другие паразитные параметры. Давайте рассмотрим схему, из чего все-таки состоит наш реальный конденсатор?
r – это сопротивление диэлектрика и корпуса между обкладками конденсатора
С – собственно сама емкость конденсатора
ESR – эквивалентное последовательное сопротивление
ESI (чаще его называют ESL) – эквивалентная последовательная индуктивность
Вот на самом деле из чего состоит простой безобидный конденсатор, особенно электролитический. Рассмотрим эти параметры более подробно:
r – сопротивление диэлектрика. Диэлектриком может быть электролит в электролитических конденсаторах, бумага или еще какая-нибудь дрянь). Также между выводами конденсатора находится его корпус. Он тоже обладает каким-то сопротивлением и тоже сделан из диэлектрика и относится сюда же.
С – емкость конденсатора, которая написана на самом конденсаторе плюс-минус некоторые отклонения, связанные с погрешностью.
ESI(ESL) – последовательная индуктивность – это собственная индуктивность обкладок и выводов. На низких частотах можно не учитывать. Почему? Читаем статью катушка индуктивности в цепи постоянного и переменного тока.
Где “прячется” ESR в конденсаторе
ESR представляет из себя сопротивление выводов и обкладок
Как вы знаете, сопротивление проводника можно узнать по формуле:
ρ – это удельное сопротивление проводника
l – длина проводника
S – площадь поперечного сечения проводника
Так что можете посчитать приблизительно сопротивление выводов конденсатора и заодно его обкладок 😉 Но, конечно же, так никто не делает. Для этого есть специальные приборы, которые умеют замерять этот самый параметр. Например, мой прибор с Алиэкспресса, который я недавно приобрел.
Почему вредно большое значение ESR
Раньше, еще когда только-только стали появляться первые электронные схемы, такой параметр, как ESR даже ни у кого не был на слуху. Может быть и знали, что есть это сопротивление, но оно никому не вредило. Но… с появлением первых импульсных блоков питания все чаще стали говорить о ESR. Чем же столь безобидное сопротивление не понравилось импульсным блокам питания?
На нулевой частоте (постоянный ток) и низких частотах, как вы помните из статьи конденсатор в цепи постоянного и переменного тока, конденсатор сам оказывает большое сопротивление электрическому току. В этом случае какие-то паразитные доли Ома сопротивления ESR не будут влиять на параметры электрической цепи. Все самое интересное начинается тогда, когда конденсатор работает в высокочастотных цепях (ВЧ).
Мы с вами знаем, что конденсатор пропускает через себя переменный ток. И чем больше частота, тем меньше сопротивление самого конденсатора. Вот вам формула, если позабыли:
где, ХС – это сопротивление конденсатора, Ом
П – постоянная и равняется приблизительно 3,14
F – частота, измеряется в Герцах
С – емкость, измеряется в Фарадах
Но, одно то мы не учли… Сопротивление выводов и пластин с частотой не меняется! Так… и если пораскинуть мозгами, то получается, что на бесконечной частоте сопротивление конденсатора будет равняться его ESRу? Получается, наш конденсатор превращается в резистор? А как ведет себя резистор в цепи переменного тока? Да точно также как и в цепи постоянного тока: греется! Следовательно на этом резисторе будет рассеиваться мощность P в окружающую среду. А как вы помните, мощность через сопротивление и силу тока выражается формулой:
I – это сила тока, в Амперах
R – сопротивление резистора ESR, в Омах
Значит, если ESR будет больше, то и мощность рассеивания тоже будет больше! То есть этот резистор будет хорошенько нагреваться.
Догоняете о чем я вам толкую? 😉
Из всего выше сказанного можно сделать простенький вывод: конденсатор с большим ESR в высокочастотных цепях с большими токами будет нагреваться. Ну да ладно, пусть себе греется… Резисторы и микросхемы тоже ведь греются и ничего! Но весь косяк заключается в том, что с увеличением температуры конденсатора меняется и его емкость! Есть даже такой интересный параметр конденсатора, как ТКЕ или Температурный Коэффициент Емкости. Этот коэффициент показывает, насколько поменяется емкость при изменении температуры. А раз уже “плавает” емкость, то вслед за ней “плывет” и схема.
ESR электролитических конденсаторов
В основном параметр ESR касается именно электролитических конденсаторов. Электролит, который там есть, теряет часть своих свойств при нагреве и конденсатор меняет свою емкость, что, конечно же, нежелательно. После приличного нагрева конденсатор начинает тупить, вздувается и быстро стареет.
У вздувшихся конденсаторов в первую очередь как раз ESR и растёт, тогда как ёмкость до определённого времени может оставаться практически номинальной ( ну той, которая написана на самом конденсаторе)
Чаще всего они вспухают в импульсных блоках питания и на материнках, обычно рядом с процессором (там выше на них нагрузка, да и тепло от процессора, вероятно, свою роль играет). Один из характерных симптомов: техника (комп, монитор) начинает включаться всё хуже и хуже. Либо с паузой (до нескольких часов после включения в сеть), либо с -дцатой попытки.
Ещё симптом: если отрубить питание на некоторое время (сетевой фильтр выключить, или из розетки выдернуть) – то снова начинает включаться не с первой попытки, или после паузы. А если не выключать питание, то комп может включаться сразу (но это тоже до поры, до времени, разумеется). Но бывает, что конденсаторы не вспухли, а ESR уже в десятки раз выше нормы. Тогда, понятно, заменяем. По опыту – очень частая проблема. И весьма легко диагностируемая (особенно, при наличии чудо-приборчика от китайских товарищей).
Таблица ESR
Как я уже сказал, ESR в основном проверяют именно у электролитических конденсаторов, потому что они используются в импульсных блоках питания. Вот небольшая табличка для максимально допустимых значений ESR для новых электролитических конденсаторов в зависимости от их рабочего напряжения:
Как измерить ESR
Давайте замеряем некоторые наши китайские конденсаторы на ESR. Для этого берем наш многофункциональный универсальный R/L/C/Transistor-metr и проведем несколько замеров:
Первым в бой идет конденсатор на 22 мкФ х 25 Вольт:
Емкость близка к номиналу. ESR=1,9 Ом. Если посмотреть по табличке, то максимальный ESR=2,1 Ом. Наш конденсатор вполне укладывается в этот диапазон. Значит его можно использовать в высокочастотных цепях.
Следующий конденсатор 100 мкФ х 16 Вольт
ESR=0,49 Ом, смотрим табличку… 0,7 максимальный. Значит тоже все ОК. Можно тоже использовать в ВЧ цепях.
И возьмем конденсатор емкостью побольше 220 мкФ х 16 Вольт
Максимальный ESR для него 0,33 Ом. У нас же высветило 0,42 Ома. Такой конденсатор уже не пойдет в ВЧ часть радиоаппаратуры. А в простые схемки, где гуляют низкие частоты (НЧ) сгодится в самый раз! ;-).
Конденсаторы с низким ESR
В нашем бурно-развивающемся мире электроника все больше строится именно на ВЧ части. Импульсные блоки питания почти полностью одержали победу над громоздкими трансформаторными блоками питания. Это мы, радиолюбители, до сих пор пользуемся самопальными блоками питания, сделанные из трансформаторов, которые нашли на помойке.
Но раз почти вся техника уходит в ВЧ диапазон, то и разработчики радиокомпонентов тоже не спят. Они создают конденсаторы, у которых низкий ESR и называются такие конденсаторы LOW ESR, что значит кондеры с низким ESR. На некоторых это пишут прямо на корпусе:
Отличительной чертой таких конденсаторов является то, что они вытянуты в длину. Также, по моим наблюдениям, на них чаще всего есть полоска золотого цвета:
Сейчас все чаще используют миниатюрные полимерные алюминиевые конденсаторы с низким ESR:
Где же их можно чаще всего увидеть? Конечно же, разобрав свой персональный компьютер. Можно найти их в блоке питания, а также на материнской плате компьютера.
На фото ниже мы видим материнскую плату компа , которая сплошь утыкана конденсаторами с LOW ESR, некоторые из них я отметил в красном прямоугольнике:
Самым маленьким ESR обладают керамические и SMD-керамические конденсаторы
Заключение
Ну что еще можно сказать про ESR? В настоящее время идет битва среди производителей за рынок. Кто предложит конденсатор с минимальным ESR и хорошей емкостью, тот молоток ;-). Не поленитесь также купить или собрать прибор ESR-метр. Особенно он будет очень актуален для ремонтников радиоэлектронной аппаратуры. Мультиметр может показать вам емкость и ток утечки, но вот внутреннее сопротивление покажет именно ESR-метр.
Бывало очень много случаев, когда аппаратура ну никак не хотела работать, хотя все элементы в ней были целые. В этом случае просто замеряли ESR-метром конденсаторы и выявляли их сопротивление. После замены дефектных конденсаторов с большим ESR на конденсаторы с низким ESR (LOW ESR), аппаратура оживала и работала долго и счастливо.
Как проверить конденсатор
Старый и новый способ проверки любых конденсаторов на работоспособность.
Раньше, когда у мастера или радиолюбителя из измерительных приборов был только обычный мультиметр типа DT830B, то конденсаторы проверялись мультиметром. Причём проверить можно было только электролитические (полярные) конденсаторы большой емкости и то весьма условно.
Проверка электролитических (полярных) конденсаторов мультиметром. Старый способ.
В настоящее время этот способ проверки конденсаторов является устаревшим. На мультиметре, в режиме измерения сопротивления выставляем значение на переключателе 2 МОм и касаемся щупами выводов конденсатора. Руками можно прикасаться только к одному выводу конденсатора с щупом, чтобы мультиметр не измерил сопротивление рук. После того как приложили щупы к выводам конденсатора, мультиметр начнет измерять сопротивление конденсатора, которое будет увеличиваться по мере заряда конденсатора от напряжения на щупах мультиметра. В какой-то момент на мультиметре появиться «1», что означает выход за пределы измеряемого диапазона мультиметра. И вот по скорости нарастания или полностью отсутствия сопротивления на мультиметре можно косвенно дать оценку работоспособности конденсатора. Для более точной проверки желательно иметь в наличии исправный конденсатор для сравнения характера скорости нарастания сопротивления.
В этом видео смотрите пример проверки конденсатора мультиметром:
Если с электролитическими конденсаторами более менее можно определиться с работоспособностью, то конденсаторы постоянной емкости проверить с помощью обычного мультиметра нельзя. Можно конечно купить многофункциональный мультиметр с функцией проверки конденсаторов, но и он проверит только конденсаторы средней емкости, начиная от нескольких нанофарад. Конденсаторы малой емкости он не измеряет, следовательно их нельзя проверить таким мультиметром.
Как правильно проверить конденсатор
Для наиболее точной проверки любых конденсаторов на работоспособность и соответствия заявленных емкостей, я рекомендую купить недорогой ESR-метр из Китая.
На фото: внешний вид ESR метра из Китая
Неважно, какой у вас конденсатор электролитический или постоянный, ESR-метр проверит оба типа. Кроме того этот прибор в отличии от многофункционального мультиметра с опцией измерения емкости, измеряет ещё два параметра у электролитического конденсатора, это ESR или эквивалентное последовательное сопротивление и Vloss — это потеря напряжения или добротность в процентах.
Проверка конденсаторов с помощью ESR тестера
Для проверки конденсатора, его необходимо вставить в специальную панельку – коннектор радиодеталей. Можно сделать щупы с крокодилами для зажима ножек радиодеталей, чтобы не вставлять в эту зажимную панель, так как это не всегда удобно. После чего нажать на кнопку «TEST» и подождать пока тестер произведет измерение. Если проверяется обычный, неполярный конденсатор, то тестер нам просто покажет емкость, которая должна соответствовать номиналу, смотри фото.
На фото: проверка обычного конденсатора с помощью ESR метра
Электролитический исправный или «плохой» конденсатор должен показать три параметра: это емкость, ESR и Vloss.
По заранее известной таблице ESR исправных конденсаторов, делаем вывод о работоспособности проверяемого конденсатора.
Измеренные значения должны быть не больше указанных в таблице.
На фото: исправный электролитический конденсатор 1000 мкФ х 16В
На фото выше значение ESR составляет 0.22 Ома минус сопротивление переходников 0.13 Ом = 0.09, то есть ESR по таблице для проверяемого конденсатора в норме.
Бывает так, что проверяемый конденсатор ничего не показывает по ESR метру, это означает или обрыв или полную потерю емкости конденсатора. То есть конденсатор просто «высох». Естественно такой конденсатор считается неисправным.
Далее в видео обзор ESR метра, проверка конденсаторов и других радиодеталей.
Купить ESR метр можно по этой ссылке
Добавить комментарий
Таблица емкостиesr — Darda
ЗначенияEsr для электролитических крышек Страница 1.
Таблица емкости Esr 17 лучших изображений о конденсаторах.
Значения Esr для электролитических крышек Страница 1.
Таблица значений Esr для конденсаторов Бедундаундайтона Com.
Технический блог Preher Типичные значения Esr для электролитических конденсаторов.
Значения Esr.
Device Specific Power Delivery Network Pdn Tool 2 0 Руководство пользователя.
Таблица 1 из экспериментальных исследований старения в электролитическом.
Таблица конденсаторов Esr Pdf.
Таблица 2 из экспериментальных исследований старения в электролитическом.
Исследование оптимизации проекта Pdn.
Схема подключения конденсатораEsr Values.
100 мкФ 50 В Smd Алюминиевый электролитический конденсатор.
Esr Table Pdf Связанные ключевые слова Предложения Esr Table Pdf.
65 Таблица значений Esr для косвенного конденсатора.
Что такое Esr в электролитических конденсаторах Avnet Abacus.
Каковы типичные значения Esr для многослойной керамики.
23 лучших осциллографических изображения Проекты в области электроники Diy.
Блог Тима Эшворта, характеризующий высокий Q 100 Pf.
О ремонте электроники Blue Esr Meter Chart и.
Керамические колпачки против электролитических.
Что такое допустимая утечка из электролитического конденсатора.
Peak Atlas Esr Model Esr70 Peak Electronic Design Limited.
Электролитический конденсатор Википедия.
Конденсатор Esr Table Electronics Hobby Project For You Diy.
Измеритель Esr и измеритель емкости своими руками.
Замеры замененных конденсаторов для резюмирования скептиков.
Таблица Еср Емкости Предложения по ключевым словам.
Как найти ESR конденсатора в электротехнике.
K6jca Антенный автоматический тюнер. Часть 2 Сетевой конденсатор.
Esr.
Замеры замененных конденсаторов для резюмирования скептиков.
Что такое измеритель Esr и для проверки электролитических конденсаторов.
Esr.
Esr Meter Таблица Связанные ключевые слова Предложения Esr Meter.
Преимущества конструкции D Cap Control Topology Power.
Tantalum Nbo To Mlcc Class 2 Руководство по замене Doeeet Com.
Измеритель Esr.
Полимерный конденсатор Википедия.
Практические работы.
Antique Radio Forums Просмотр темы 1952 Zenith Model J733.
График зависимости емкости от частоты керамических конденсаторов.
Us 12 99 2018 Тестер измерителя Esr V2 0 Индуктивность транзистора, емкость, сопротивление Цифровой измеритель Lcr Esr Наборы для самостоятельной сборки в интегральных схемах From.
Танталовые конденсаторы Low Esr серии T495 Kemet Electronics.
Блог Тима Эшворта, использующего анализатор импеданса Mfia К.
Конструкция алюминиевого электролитического конденсатора для использования в автомобилях.
Ep0187595a2 Защитное покрытие для электролитического конденсатора.
Электролитические конденсаторы Jamicon Low Esr с высокой пульсацией.
Что такое ESR и ESL в конденсаторах
Наиболее часто используемыми электронными компонентами в любой электронной конструкции являются резисторы (R), конденсаторы (C) и индукторы (L).Большинство из нас знакомо с основами этих трех пассивных компонентов и с тем, как их использовать. Теоретически (в идеальных условиях) конденсатор можно рассматривать как чистый конденсатор с только емкостными свойствами, но на практике конденсатор также будет иметь некоторые резистивные и индуктивные свойства, связанные с ним , которые мы называем паразитным сопротивлением или паразитной индуктивностью. Да, как и у паразита, эти нежелательные свойства сопротивления и индуктивности находятся внутри конденсатора, не позволяя ему вести себя как чистый конденсатор.
Следовательно, при проектировании схемы инженеры в первую очередь рассматривают идеальную форму компонента, в этом случае емкость, а затем вместе с ней паразитные компоненты (индуктивность и сопротивление) также считаются включенными последовательно с ней. Это паразитное сопротивление обозначается как эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) , а паразитная индуктивность обозначается как эквивалентное последовательное сопротивление (ESL) Значение этой индуктивности и сопротивления будет очень маленьким, поэтому им можно пренебречь в простых конструкциях. .Но в некоторых приложениях с высокой мощностью или высокой частотой эти значения могут быть очень важными и, если их не учитывать, могут снизить эффективность компонентов или привести к неожиданным результатам.
В этой статье мы узнаем больше об этих ESR и ESL, как их измерить и как они могут повлиять на схему . Подобно этому, индуктор также будет иметь некоторые связанные с ним паразитные свойства, называемые DCR , которые мы обсудим в другой статье в другой раз.
СОЭ в конденсаторахИдеальный конденсатор, включенный последовательно с сопротивлением, называется Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора. Эквивалентное последовательное сопротивление или ESR в конденсаторе — это внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства.
Давайте посмотрим на символы ниже, которые представляют ESR конденсатора . Символ конденсатора представляет идеальный конденсатор и резистор как эквивалентное последовательное сопротивление.Резистор включен последовательно с конденсатором.
Идеальный конденсатор без потерь , что означает, что конденсатор накапливает заряд и обеспечивает такое же количество заряда, как и на выходе. Но в реальном мире конденсаторы имеют небольшое значение конечного внутреннего сопротивления . Это сопротивление возникает из-за диэлектрического материала, утечки в изоляторе или сепараторе. Кроме того, эквивалентное последовательное сопротивление или ESR будет иметь разные значения в разных типах конденсаторов в зависимости от их значения емкости и конструкции.Следовательно, мы должны измерить значение этого ESR практически, чтобы проанализировать полные характеристики конденсатора.
Измерение ESR в конденсаторахИзмерение ESR конденсатора немного сложно, потому что сопротивление не является чистым сопротивлением постоянному току. Это связано с свойством конденсаторов. Конденсаторы блокируют постоянный ток и пропускают переменный ток. Поэтому стандартный омметр нельзя использовать для измерения ESR. На рынке доступны специальные измерители ESR , которые могут быть полезны для измерения ESR конденсатора.Эти измерители используют переменный ток, такой как прямоугольная волна на определенной частоте через конденсатор. На основании изменения частоты сигнала можно рассчитать значение ESR конденсатора. Преимущество этого метода заключается в том, что, поскольку ESR измеряется непосредственно на двух выводах конденсатора, его можно измерить без снятия пайки с печатной платы.
Другой теоретический способ вычисления ESR конденсатора — это измерить напряжение пульсаций и ток пульсаций конденсатора , а затем их соотношение даст значение ESR в конденсаторе.Однако более распространенная модель для измерения ESR заключается в применении источника переменного тока через конденсатор с дополнительным сопротивлением. Примерная схема для измерения ESR показана ниже
.Vs — это источник синусоидальной волны, а R1 — внутреннее сопротивление. Конденсатор C — это идеальный конденсатор, тогда как R2 — эквивалентное последовательное сопротивление идеального конденсатора C. Следует помнить одну вещь: в этой модели измерения ESR индуктивность выводов конденсатора игнорируется и не рассматривается как часть схема.
Передаточная функция этой схемы может быть изображена в следующей формуле —
В приведенном выше уравнении отражена характеристика схемы верхних частот; аппроксимация передаточной функции может быть далее оценена как —
H (с) ≈ R2 / (R2 + R1) ≈ R2 / R1
Приведенное выше приближение подходит для высокочастотных операций. В этот момент схема начинает ослабляться и действовать как аттенюатор.
Коэффициент затухания можно выразить как —
.⍺ = R2 / (R2 + R1)
Этот коэффициент затухания и внутреннее сопротивление R1 генератора синусоидальной волны можно использовать для измерения ESR конденсаторов.
R2 = ⍺ x R1
Следовательно, функциональный генератор может быть полезен для расчета ESR конденсаторов.
Обычно значение ESR колеблется от нескольких миллиомов до нескольких Ом.Алюминиевые электролитические и танталовые конденсаторы имеют высокое ESR по сравнению с коробчатыми или керамическими конденсаторами. Однако современные достижения в технологии производства конденсаторов позволяют изготавливать конденсаторы со сверхнизким ESR.
Как ESR влияет на производительность конденсатораЗначение ESR конденсатора является решающим фактором для выхода конденсатора. Конденсатор с высоким ESR рассеивает тепло. в сильноточных приложениях, и срок службы конденсатора со временем уменьшается, что также способствует сбоям в электронных схемах.В источниках питания, где большой ток является проблемой, конденсаторы с низким ESR необходимы для целей фильтрации.
Не только для операций, связанных с источником питания, но и для высокоскоростной цепи важно низкое значение ESR. На очень высоких рабочих частотах, обычно в диапазоне от сотен МГц до нескольких ГГц, ESR конденсатора играет жизненно важную роль в факторах подачи мощности.
ESL в конденсатореКак и ESR, ESL также является решающим фактором для конденсаторов.Как обсуждалось ранее, в реальной ситуации конденсаторы не идеальны. Существует паразитное сопротивление, а также паразитная индуктивность. Типичная модель ESL конденсатора показана ниже. Конденсатор C — это идеальный конденсатор, а катушка индуктивности L — это последовательная индуктивность, соединенная последовательно с идеальным конденсатором.
Обычно ESL очень зависит от токовой петли ; Увеличение токовой петли также увеличивает ESL в конденсаторах. Расстояние между выводом вывода и точкой соединения цепи (включая контактные площадки или дорожки) также влияет на ESL в конденсаторах, поскольку увеличенное расстояние вывода также увеличивает токовую петлю, что приводит к высокой эквивалентной последовательной индуктивности.
Измерение ЭСЛ конденсатораИзмерение ESL можно легко выполнить, наблюдая за графиком зависимости импеданса от частоты, приведенным в таблице данных производителя конденсатора. Импеданс конденсатора изменяется при изменении частоты на конденсаторе. В ситуации, когда на определенной частоте емкостное реактивное сопротивление и индуктивное реактивное сопротивление равны , это называется «точкой перегиба» .
В этот момент конденсатор сам резонирует.ESR конденсатора способствует выравниванию графика импеданса до тех пор, пока конденсатор не достигнет точки «изгиба» или на частоте собственного резонанса. После точки перегиба сопротивление конденсатора начинает увеличиваться из-за ESL конденсатора.
На изображении выше показан график зависимости импеданса от частоты MLCC (многослойного керамического конденсатора). Показаны три конденсатора: 100 нФ, 1 нФ класса X7R и 1 нФ конденсатора класса NP0. Пятна «колен» можно легко определить по нижней точке V-образного графика.
После определения частоты точки перегиба ESL можно измерить по следующей формуле
Частота = 1 / (2π√ (ESL x C))Как ESL влияет на выход конденсатора
Выход конденсаторов ухудшается из-за увеличения ESL, как и ESR. Повышенный ESL способствует нежелательному протеканию тока и генерирует EMI , что дополнительно создает сбои в высокочастотных приложениях. В системе, связанной с источником питания, паразитная индуктивность способствует высокой пульсации напряжения.Напряжение пульсации пропорционально значению ESL конденсаторов. Большое значение ESL конденсатора также может вызвать вызывной сигнал , из-за чего схема будет вести себя странно.
Практическое значение ESR и ESLНа изображении ниже представлена фактическая модель ESR и ESL в конденсаторе .
Здесь конденсатор C — это идеальный конденсатор, резистор R — это эквивалентное последовательное сопротивление, а катушка индуктивности L — это эквивалентная последовательная индуктивность .Объединяя эти три, получается настоящий конденсатор.
ESR и ESL — не очень приятные характеристики конденсатора, которые вызывают различные снижения производительности электронных схем, особенно в высокочастотных и сильноточных приложениях. Высокое значение ESR способствует снижению производительности из-за потерь мощности, вызванных ESR; потерю мощности можно рассчитать, используя степенной закон I 2 R, где R — значение ESR. Кроме того, из-за высокого значения ESR в соответствии с законом Ома возникают шумы и высокое падение напряжения.Современная технология производства конденсаторов снижает значения ESR и ESL конденсатора. Огромное улучшение можно увидеть в современных SMD-версиях многослойных конденсаторов.
Конденсаторы с более низким значением ESR и ESL предпочтительны в качестве выходных фильтров в схемах импульсного источника питания или в конструкциях SMPS, поскольку в этих случаях частота переключения высока, обычно близка к нескольким MH z в диапазоне от сотен кГц. Из-за этого входной конденсатор и конденсаторы выходного фильтра должны иметь низкое значение ESR, чтобы низкочастотные пульсации не влияли на общую производительность блока питания.ESL конденсаторов также должен быть низким, чтобы сопротивление конденсатора не влияло на частоту переключения источника питания.
В источнике питания с низким уровнем шума, где шумы необходимо подавлять, а количество каскадов выходного фильтра должно быть небольшим, высококачественные конденсаторы со сверхнизким ESR и низким ESL полезны для плавного выхода и стабильной подачи мощности на нагрузку. В таком применении полимерные электролиты являются подходящим выбором и обычно предпочтительнее алюминиевых электролитических конденсаторов.
Checking Caps
Checking CapsКак проверить алюминиевые электролитические конденсаторы
Введение
Можно написать целую книгу по этой теме, но я собираюсь сосредоточиться на очень ограниченной ситуации — обслуживании обычных потребителей. электроника, включая усилители звука, приемники или видеооборудование. Принципы будут одинаковы для всех видов электроники. но в этих устройствах, как правило, используются конденсаторы аналогичного типа, которые слишком часто выбираются по цене, а не качеству.Хотя у меня нет статистики, вышедшие из строя конденсаторы, похоже, являются причиной большого количества обращений в сервисный центр.
Написав это, я понял, что конденсаторы можно понять на многих разных уровнях, от практического до чисто математический. Некоторые традиционные аналогии, такие как аналогия с «ведром воды», в лучшем случае вводят в заблуждение. Различные таблицы данных и приложения могут использовать немного другую терминологию. Силовые люди относятся к коэффициенту мощности.Люди говорят об эффективном переключении питания. последовательное сопротивление (ESR). Традиционные инженеры могут использовать тангенс угла потерь или фазовый угол. Производители испытательного оборудования обычно калибруют свои устанавливает коэффициент рассеяния (D). Хорошо, может быть, в наши дни вы не найдете так много циферблатов, но неудивительно, если людей смущает разные точки зрения и терминология.
Следует помнить, что какая бы система единиц измерения ни использовалась, ее можно преобразовать в любую другую систему единиц.Там будет всегда должны быть два числа, которые описывают емкость и неизбежные внутренние потери. Последовательная емкость и коэффициент рассеяния наиболее распространены, но вы также найдете реактивное сопротивление и фазовый угол или несколько неясные G&B потери с точки зрения эффективных последовательностей сопротивление (ESR) стало обычным модным словом в последние годы, но это просто обычный термин сопротивления старых серийных моделей, Rs, который знакомы инженерам с начала 20 века.
Я должен признать, что у меня есть некоторые давние убеждения относительно влияния различных проблем с конденсаторами на схемы. При написании этого Я построил несколько тестовых схем и установил различные заглушки из моей коллекции «дефектных» заглушек, снятых с оборудования за долгие годы. Иногда результаты были неожиданными, и я немного изменил свои взгляды; некоторые из моих советов могут теперь противоречить общепринятым мудрость.
Взгляните на картину в целом
Рассмотрим функцию конденсатора в цепи.Вам нужно знать, что ожидается от конденсатора, чтобы интерпретировать ваши измерения. и решите, достаточно ли исправна крышка или ее необходимо заменить. Конденсаторы фильтра в источниках питания, работающих от сети, обычно 50 или 60 Гц, будут иметь тенденцию к большим значениям, обычно 1000 мкФ или более на ампер выходного тока. С полноволновым мостом пульсации конденсатора будут вдвое превышать частоту сети, 100 или 120 Гц, поэтому высокочастотные потери конденсатора не важны.Колпачок действительно должен выдерживать пульсирующий ток; если потери слишком велики, может произойти внутренний нагрев, что приведет к еще большему старению конденсатора. быстро, что приводит к преждевременному выходу из строя. Отметим, что конденсаторы в бытовой технике, в отличие от промышленного, обычно выбирают чтобы свести к минимуму пульсации и не поддерживать высокие токовые нагрузки или нести высокие пульсации токов. К звуковому оборудованию предъявляются высокие требования на блоке питания обычно прерывистые. Наихудшей угрозой может быть плохая вентиляция; остерегайтесь заблокированных вентиляционных отверстий грязью или окружающим беспорядком.Другой причиной преждевременного выхода из строя является близость к резистору горячего питания или тепловое соединение с источником горячего питания. резистор из-за толстого следа на печатной плате, тонкая ошибка конструкции, которая случается чаще, чем можно было бы ожидать.
Обратите внимание, что величина пульсации будет определяться последовательной емкостью (Cs), которая будет определена в ближайшее время. Убытков не будет эффект, если они не катастрофически высоки, как и любой другой параметр конденсатора. Если вы хотите более низкую пульсацию по сравнению с обычным минимумом частотного источника питания необходимо увеличить значение емкости.Дешевый конденсатор будет работать точно так же, как и дорогой, хотя дорогой может прослужить дольше благодаря лучшим уплотнениям и более качественной конструкции.
Фильтры для переключения источников питания имеют больше проблем с током пульсаций и предназначены в основном для низкого ESR (Rs), чтобы сохранить внутренний рассеиваемая мощность низкая. Внутреннее рассеяние мощности равняется теплу, а тепло — враг конденсаторов. При переключении питания значение емкости часто велико и в некоторой степени неактуально, потому что допустимое сопротивление Rs и номинальный ток пульсации диктовались компонентом выбор, а не значение емкости.Когда вы заменяете конденсатор в импульсном блоке питания, очень важно знать исходное ESR. спецификации и убедитесь, что заменяемая деталь не хуже при частоте эксплуатации . Обычная низкая частота Конденсатор фильтра, установленный в импульсном источнике питания, может немедленно выйти из строя, иногда резко, если он перегреется, а баллончик вентилируется или взорвется. Всегда надевайте защитные очки и не наклоняйтесь над проверяемыми цепями!
Конденсаторы связи должны пропускать звуковые частоты до 20 кГц, а иногда и больше, в зависимости от применения.Они, как правило, используются в цепи с более высоким импедансом, поэтому потери обычно не являются проблемой. Что может быть проблемой, так это утечка постоянного тока, поскольку вся цель крышки муфты — изоляция постоянного тока. Обычно необходимо измерять утечку при рабочем напряжении; проверка омметром может доказать, что колпачок плохой, но нельзя доказать, что колпачок хороший, потому что он не измеряет при достаточно высоком напряжении.
Неполярный электролит, используемый в кроссоверах громкоговорителей, представляет собой особый случай.Поскольку они работают в цепи с низким сопротивлением как фильтроэлемент, важны потери. Если дизайнер озвучил динамик с конкретным конденсатором, замена его на другой тип может очень хорошо переделать звук.
Шунтирующие конденсаторы должны работать с высокими частотами, поэтому алюминиевые электролиты не являются предпочтительным типом. Вы можете найти высокую производительность Твердый электролит (OSCON) или танталовые конденсаторы, но обычно используются керамические, а иногда и пластиковая пленка.Это все меньше подвержены старению и выходу из строя, но в любом случае их следует проверять в рамках полного обслуживания.
Некоторые основные взаимосвязи конденсаторов
Заранее приносим свои извинения за то, что подвергли вас некоторой теории и математике, но понимание этих отношений позволит вам намного опередить те, которые этого не делают.
Есть два типа пассивных «компонентов», которые вы можете использовать для построения цепи: сопротивление и реактивное сопротивление.Реактивное сопротивление может быть емкостный или индуктивный. Что интересно в реактивном сопротивлении, так это то, что оно не может рассеивать мощность. Таким образом, чистые конденсаторы и чистые индукторы по определению не имеют потерь. К сожалению, их нет, кроме как на страницах учебников. Единственное, что Может рассеивать мощность — это сопротивление, и каждый реальный конденсатор и катушка индуктивности будут иметь небольшую резистивную составляющую. По крайней мере, мы надеюсь, что он маленький. Здесь мы подходим к фундаментальной концепции, лежащей в основе всей этой статьи: Отношение сопротивления к реактивному сопротивлению равно надежный индикатор состояния алюминиевого электролитического конденсатора.
В большинстве случаев мы игнорируем недостатки реальных конденсаторов и рассматриваем их как чистые реактивные сопротивления. Не так при их тестировании, поскольку разница между хорошим и плохим конденсатором заключается в недостатках. Эти недостатки проявляются как сопротивление потерь, что приводит к двум различным способам их описания. Один из способов, называемый серийной моделью, помещает сопротивление последовательно с конденсатор. Другой способ — это параллельная модель, когда сопротивление размещается параллельно конденсатору.Обе модели используются для Анализ переменного тока, поэтому постарайтесь игнорировать тот факт, что постоянный ток может проходить через параллельную модель. Эти модели — просто удобный инструмент; они делают не отражает реальную «механику» внутри настоящего конденсатора. В частности, модели действительны только для одной частоты ; измените частоту и вам нужно откорректировать модель. Более сложные модели используются, если диэлектрическое поглощение и / или саморезонанс учитывается.
Теперь рассмотрим значение емкости.Алюминиевые электролиты обычно имеют широкие допуски, обычно + 80% и -20%. В лучше крышки могут быть на уровне ± 20%. Это по-прежнему широкий диапазон, и это означает, что вы можете не многому научиться на простой емкости. чтения, потому что вы не знаете, хорош ли конденсатор в тот день, когда он был изготовлен, или он потерял большое количество Емкость все еще остается в пределах спецификации, а на следующей неделе полностью выйдет из строя. У него также могут быть большие потери, которые не очевидно при простом измерении емкости.Нам нужно измерить резистивные потери, чтобы лучше понять конденсаторы исправны.
Если вы внимательно прочитали 2-й абзац этого раздела, то заметили, что нас действительно интересует соотношение между сопротивлением и реактивное сопротивление, а не само сопротивление. Это число — коэффициент рассеяния.
Измерители ESRстали довольно популярными, потому что они предлагают быстрый и простой высокочастотный внутрисхемный тест.Только ручная емкостная измерители и цифровые вольтметры с функцией измерения емкости также стали популярными по очевидным причинам низкой стоимости и удобства. Проблема Оба тестовых устройства дают вам только половину необходимой информации. Правильный емкостной мост или измеритель даст вам емкость и потери. Современные счетчики, в отличие от традиционных мостов, часто могут выражать емкость и потери в различных единиц, так как это всего лишь расчет процессора, но наиболее распространенными (и полезными) являются последовательная емкость и коэффициент рассеяния или параллельная емкость и коэффициент рассеяния.Как правило, вы будете использовать серийную модель для конденсаторов с малыми потерями.
Из этих двух чисел вы можете получить последовательное или параллельное сопротивление и множество других вещей. Красота этих двоих числа — это то, что вам нужно редко. Имея некоторый опыт, знание Cs&D сразу скажет вам, существует проблема или нет. Тем не менее, вот несколько формул для преобразования между двумя моделями и для получения СОЭ. Обратите внимание, что коэффициент рассеяния никогда не изменения между двумя моделями.В формулах ниже C будет в фарадах, R, X и Z в омах, D, коэффициент рассеяния, равен безразмерный и омега равен 2 * PI * F.
Каталоги конденсаторов и спецификации
Производители алюминиевых электролитов предлагают множество различных типов, большинство из которых обозначаются двух- или трехбуквенным кодом. Это Обычно печатается сбоку на корпусе конденсатора вместе с логотипом производителя.В качестве примера я вытащил конденсатор ниже из моего «запаса», чтобы идентифицировать и искать.
Вы можете видеть маленький прямоугольник, но на самом деле это не просто прямоугольник. Это стилизованный щит, используемый United Chemi-Con. по общему признанию, вы бы знали это, только если бы были знакомы с логотипами различных производителей конденсаторов. Также видно, что крышка четко напечатано «SXE», обозначение серии. Величина и напряжение очевидны, 330 мкФ при 35 В постоянного тока, а на задней части крышки находится максимальная температура (M) 105 ° C.Мы также обращаем внимание на размер корпуса, 10 x 20 мм, так как многие крышки бывают разных размеров. разные размеры или соотношения сторон, все с одинаковым значением, но каждый размер с разными характеристиками.
Вооружившись этой информацией, мы можем найти серию в каталоге United Chemi-Con и посмотреть, что еще можно узнать. Мы открываем что это миниатюрный устойчивый к растворителям конденсатор с низким сопротивлением, подходящий для высокочастотного импульсного источника питания. Естественно это может быть также используется для любых низкочастотных приложений.Просматривая различные таблицы, мы также обнаруживаем следующее:
- Напряжение: 35 В постоянного тока (мы это знали) с возможностью перенапряжения 44 В (сюрприз!)
- Диапазон температур: от -55 до 105 ° C
- Допуск: ± 20% (это буква «M» на обратной стороне крышки перед температурным рейтингом)
- Ток утечки: I = 0,01CV через 2 минуты (20 ° C), где I — мкА, C — мкФ, а V — номинальное напряжение (115,5 мкА)
- Коэффициент рассеяния: 0.12 при 120 Гц и 20 ° C
- Максимальное сопротивление: 0,13 Ом при 100 кГц и 20 ° C
- Максимальное сопротивление в холодном состоянии: 0,34 Ом при 100 кГц и -10 ° C
- Максимальный ток пульсации: 860 мА RMS при 105 ° C, 100 кГц
- Срок службы: 2000 часов, номинальное напряжение при 105 ° C с коэффициентом рассеяния до 200% от указанного
Разработчику схем доступна дополнительная информация, но ее более чем достаточно для наших целей.Мы также должны взять обратите внимание на некоторые общие тенденции в данных. Таблица коэффициента рассеяния рассчитана по номинальному напряжению. Чем выше номинальное напряжение, тем ниже коэффициент рассеяния. Это объясняет в целом плохую работу конденсаторов очень низкого напряжения. Также есть сумматор, который гласит: «Когда номинальная емкость превышает 1000 мкФ, прибавляйте 0,02 к вышеуказанным значениям на каждые 1000 мкФ». Таким образом, по мере увеличения емкости вверх, так же как и коэффициент рассеяния. Эти тенденции характерны для всех алюминиевых электролитов.Компания, кажется, определяет окончание срока службы как точка, в которой коэффициент рассеяния вдвое больше указанного в спецификации, поэтому учитывайте это при тестировании более старого оборудования.
Обратите внимание, как потери растут с понижением температуры. Если оборудование должно работать на морозе, убедитесь, что работоспособность колпачков подходит к задаче. Старые колпачки могут нормально работать в тепле, но, поскольку с годами потери увеличивались, устройство может выйти из строя в холодном состоянии. Это еще одна причина не включать оборудование зимой сразу с грузовика.Другой — конденсация. Пусть все согреется до комнатная температура перед разворачиванием или включением!
Срок службы нагрузки кажется очень коротким. Работаем полный рабочий день, 2000 часов — это всего 83 дня! Это должен быть намек на то, что конденсаторы не должны быть эксплуатируется в условиях, вызывающих высокие внутренние температуры. Работает при нормальной температуре окружающей среды, с низким током пульсаций до Чтобы предотвратить нагрев, можно ожидать, что эта же часть прослужит десятилетия с незначительной деградацией.
Предупреждения об измерениях
Мы хотим измерять конденсаторы в цепи, когда это возможно. Хотя это может немного повлиять на результаты, мы обычно не Если вы ищете предельную точность, на самом деле нет ничего предельно точного в алюминиевых электролитах. Большая проблема — это любой компонент схемы, который шунтирует конденсатор и делает его хуже, чем он есть на самом деле. Мы можем избежать ошибок из полупроводников, просто поддерживая испытательное напряжение ниже, чем напряжение включения диода.Для кремниевых деталей это менее 0,7 пиковое напряжение, но на всякий случай допустим 0,5 или 1 вольт от пика до пика. Если вы работаете на очень старом оборудовании с германиевыми устройствами, ваш срок службы будет тяжелее, потому что низкое напряжение включения и типичная утечка делают все внутрисхемные измерения ненадежными. Ты может потребоваться снять колпачки или другие компоненты, чтобы получить достоверное измерение.
А как насчет крышек блока питания? Проблема с крышками блока питания заключается в том, что вся остальная цепь обычно подключается через их.Там обязательно будет какая-то резистивная нагрузка. К счастью, значительные потери обычно терпимы. Если низкая частота измерения показывают, что емкость примерно правильная, а коэффициент рассеяния (DF) менее 1 при 120 Гц, проблемы вероятны в другом месте.
Хороший, плохой и уродливый; Сделаем несколько измерений!
Мы начнем с измерения идеального конденсатора серии Panasonic FC на известной General Radio Corp.1657 цифровой LCR мост, первый современный цифровой мост. Большая часть используемых здесь конденсаторов будет емкостью 47 мкФ, поэтому мы можем сравнить полученную информацию. с использованием различных параметров измерения. Первое измерение будет на частоте 120 Гц с использованием серийной модели (Cs), поскольку в таблице данных указывает допуск емкости при 120 Гц. Обратите внимание, что параметры теста обозначаются светодиодами под цифрами.
Видим емкость 43.8 мкФ и коэффициент рассеяния (D) 0,0671. Емкость немного мала, но она всего -6,8%, ну в пределах опубликованной спецификации ± 20%. Коэффициент рассеивания низкий, что всегда желательно, но поскольку эти крышки рекламируются для их высокочастотных характеристик нам также необходимо обратить внимание на это. Таблица дает нам только полное сопротивление на частоте 100 кГц, игнорируя все характеристики на низких частотах.
Большинство мостов и измерителей не поднимаются на такую высоту, хотя некоторые измерители ESR могут.Поскольку на этом мосту мы можем измерить частоту 1 кГц, давайте посмотреть, как это выглядит.
Если мы вычислим Rs, которое равно ESR, из приведенных выше чисел, мы получим 0,872 Ом. Теперь это число не является постоянным с частота, но в таблице данных указано значение 0,8 Ом при 100 кГц, поэтому мы знаем, что у нас все в порядке. Я обычно прохожу через конденсаторы на плате, убедившись, что емкость приблизительно соответствует указанному значению, но обращая особое внимание на коэффициент рассеяния на частоте 1 кГц.Любой DF, превышающий примерно 0,4, заслуживает более внимательного изучения. Если колпачок используется как фильтр низких частот Я ожидаю, что измерение пеленгации на низкой частоте (120 Гц) будет меньше примерно 0,25. Не зацикливайтесь на потерях. Большинство схем будут работают нормально с большими потерями.
Вот график реальных измеренных характеристик тех же конденсаторов в диапазоне от 20 до 20 000 Гц. Показаны как коэффициент рассеяния, так и ESR. На шкале слева показаны значения в омах для ESR и безразмерные единицы для коэффициента рассеяния.Обратите внимание, что когда вы дойдете до 1 кГц, кривая ESR выровнялась и затем будет медленно уменьшаться по мере увеличения частоты. На некоторой частоте индуктивность станет равной проблема, и полное сопротивление конденсатора возрастет. ESR обычно остается низким, но конденсатор становится меньше. менее эффективен, потому что индуктивное реактивное сопротивление компенсирует емкостное реактивное сопротивление. При резонансе XL = XC, поэтому они вычитаются до ноль, оставив только СОЭ. Сдвиг фазы будет равен нулю, и у вас есть резистор! (на графике должно быть 4 декады, но цифры верны)
А теперь перейдем к более сомнительной части.Это обычная крышка на 47 мкФ, которую можно найти во всевозможных потребительских товарах. Это только рассчитаны на 10 В постоянного тока, и мой опыт показывает, что конденсаторы, рассчитанные на менее 16 В постоянного тока, показывают плохую производительность и имеют короткий срок службы. Вот 120 Гц Cs тест.
На первый взгляд эти числа выглядят неплохо. Если бы это ограничение было ограничением фильтра низких частот, оно, безусловно, сработало бы. Если вы посмотрите на графике коэффициента рассеяния, который немного появится, предел примерно соответствует тому, что, по их словам, должно быть.К сожалению, эти маленькие колпачки редко используются в источниках питания с частотой 120 Гц, но часто можно встретить их в качестве разделительных конденсаторов. Давай сделаем измерение на частоте 1 кГц.
Сейчас дела обстоят не так хорошо. Коэффициент рассеяния 0,7 довольно высок. Если преобразовать его в последовательное сопротивление, мы получим 2,85 Ом. Параллельная модель составляет 26,87 мкФ параллельно с 7,82 Ом, что не так хорошо, как более качественный или более высокий конденсатор напряжения, и вероятно, повлияет на производительность схемы в некоторых приложениях .Хороший конденсатор будет иметь фазовый сдвиг между током и током. напряжение, приближающееся к 90 градусам, по крайней мере, на низких частотах. Это около 52 градусов. По мере увеличения частоты это ограничение все больше и больше похож на резистор. Это не всегда плохо, но не должно происходить на такой низкой частоте. Сейчас, это только мое мнение по этому поводу; Я не считаю это качественным конденсатором. Тем не менее, если колпачок используется как соединительный колпачок, и если значение хорошее, и если утечка низкая, он будет работать нормально и не является причиной проблемы.Если бы я нашел этот конденсатор в садовом разнообразном бытовом оборудовании, которое я обслуживал, могу ли я его заменить? Возможно нет. Если бы я нашел это в некоторых аудиооборудование высшего класса, в мгновение ока! Современные детали могут быть намного лучше, если вы сделаете правильный выбор.
Зная только значение последовательной емкости, которую измеряют самые недорогие измерители, вы потеряетесь в темноте. Это значение 42,28 мкФ выглядели прекрасно, в пределах спецификации, но конденсатор был плохого качества из-за больших потерь.Зная только потерь, вы можете обнаружить некоторые неисправные конденсаторы, но не все. Измеритель СОЭ работает быстро, но вы должны понимать, почему он сообщает вам, что он делает. В случае параллельных конденсаторов один может отсутствовать полностью, но измеритель ESR покажет хорошее количество. Он также может сообщать высокое ESR для конденсатора, которое вполне приемлемо для частоты, на которой он работает. На мой взгляд, измеритель СОЭ все еще намного дороже , чем измеритель только C, но вам действительно нужны оба числа, чтобы полностью понять и правильно устранить неполадки проблемы с конденсатором.
Это сбивает с толку! Как провести линию на песке?
Вопрос в размере 64 000 долларов заключается в том, какое значение использовать в качестве порогового значения. Если у вас есть техническое описание детали, в нем должны быть указаны некоторые ограничения. Если ты можешь получите техническое описание детали аналогичного класса, она должна служить полезной оценкой. Надеюсь, он укажет максимальное рассеивание коэффициент, обычно при 120 Гц. Вот диаграмма для универсального радиала общего назначения серии Rubycon YK, типичного для колпачки самого общего назначения:
Номинальное напряжение | 6.3 | 10 | 16 | 25 | 35 | 50 | 63 | 100 | 160 | 200 | 250 | 350 | 400 | 450 |
DF | 0,26 | 0.22 | 0,18 | 0,16 | 0,14 | 0,12 | 0,10 | 0,08 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 | 0,20 |
Внизу таблицы есть примечание: «Если номинальная емкость превышает 1000 мкФ, tan θ должен быть добавлен 0.02 к указанное значение с увеличением на каждые 1000 мкФ. «
Допустим, у вас есть конденсатор на 4700 мкФ, 50 В. Базовый коэффициент рассеяния составляет 0,12, а поскольку он больше 1000 мкФ, имеется сумматор 0,08, что дает 0,20 (я округлил значение до 5000 мкФ). Теперь коэффициент рассеяния в конце срока службы равен 2X, поэтому считается плохим, если коэффициент рассеяния превышает 0,40 при 120 Гц.
Большие крышки блока питания
Это становится немного длинноватым, но я был бы упущен, если бы не показал большую емкость блока питания.Вот Sprague «Powerlytic» 47000 мкФ. 50 В постоянного тока. Поскольку значение составляет 47000 мкФ, многие традиционные мосты вообще не читают его. Счетчики, такие как Digibridge, сделают это на более низких частотах, таких как 120 Гц, но сопротивление настолько низкое, что они не могут управлять им на 1 кГц.
Коэффициент рассеяния этих больших фильтров источника питания может варьироваться в широком диапазоне, часто намного выше, чем у меньших конденсаторов. Измерено при 120 Гц , вы можете использовать ту же шкалу, что и выше, но умноженную на 3X.Гадюки не будет. Вам понадобится хорошее провода с низким сопротивлением и, возможно, 4-контактное соединение для получения точных измерений на крышках фильтров лучшего качества. Даже показанная компоновка с короткими толстыми выводами к 4-контактному соединению, вероятно, не подходит. Для больших крышек нужен формальный 4-выводной подключение прямо к наконечникам.
Постоянный ток утечки
Утечка постоянного тока — это явление, отдельное от стоимости и потерь.Если это вызывает беспокойство, вам обычно нужно измерять его отдельно, если вы не есть мост, который включает проверку на герметичность. Устойчивость к утечкам крышки часто не приводит к достаточным потерям, чтобы изменить Показания C и D, но дает большой ток, чтобы нарушить работу цепи. Большинство крышек, которые подходят для оценки стоимости и убытков, будут имеют допустимую утечку, за исключением высоковольтных крышек. С ними нельзя предполагать приемлемую утечку. Некоторая схема места чрезвычайно чувствительны к утечкам.Колпачок, изолирующий решетку трубки, является хорошим примером. Старая бумажная кепка Black Beauty может измерять идеально во всех отношениях, но иметь такую большую утечку постоянного тока, что сдвигает смещение лампы, что приводит к серьезному искаженная форма волны. К счастью, хорошие дизайнеры не используют алюминиевый электролит в чувствительных местах, а бумажные / масляные колпачки не используются. редкость в наши дни. Вам почти всегда придется удалять конденсаторы из цепи для проверки на утечку, потому что вы этого не сделаете. хотите подвергнуть остальную цепь действующему напряжению.
Для измерения утечки постоянного тока вам понадобится источник питания, который может достичь максимального номинального напряжения конденсатора. Подключите конденсатор к источнику питания через токоограничивающий / чувствительный резистор и измерьте напряжение на резисторе. Рассчитайте ток и сопротивление конденсатора (при желании) по закону Ома. Обязательно примите все необходимые меры предосторожности с высокими и конденсаторы низкого напряжения, так как они могут накапливать значительную энергию.Электропитание должно быть ограничено по току на случай короткого замыкания крышки. Я использую одноразовый чувствительный резистор 1/4 Вт и цифровой мультиметр, как описано ниже, а не измеритель тока в случае отказа.
В качестве примера мы будем использовать колпачок United Chemi-con выше. Так как в спецификации 115 мкА, то резистор подбирать было бы удобно. таким образом, что 100 мкА дает падение напряжения 1 В постоянного тока. 10 кОм (1 / 100E-6) оплачивает счет. Так как типичный DVM имеет вход 10 МОм сопротивление, нам не нужно его корректировать.Колпачок и резистор соединены последовательно, и на них подается напряжение 35 В постоянного тока. Напряжение на резистор начинается с 35 В постоянного тока и падает по мере зарядки конденсатора. Официальное измерение не начинается, пока не будет установлен предел. полностью заряжен, но даже через 19 секунд напряжение на резисторе упало до 1 В постоянного тока, поэтому конденсатор находится в пределах допустимого диапазона. устойчивость к утечкам. Через несколько минут оно упало до 10 мВ, или 1 мкА, и продолжало падать.
Пределы утечки обычно указываются с коэффициентом C * V.Обычная спецификация — 0,03CV или 4 мкА, в зависимости от того, что больше. С вы обычно используете uF и ищете uA, никаких преобразований не требуется. Просто умножьте емкость в мкФ на номинальную. умножить напряжение на множитель. Спецификации обычно не допускают повышенной утечки в течение срока службы крышки, в отличие от рассеивания. коэффициент, который может увеличиваться вдвое.
Предупреждение о высоком напряжении — Пользователи трубок — ЭТО ОЗНАЧАЕТ ВАС!
Если высоковольтный конденсатор не проходит обычные испытания низкого напряжения, можете быть уверены, что он плохой.Если он проходит обычные испытания низкого напряжения, это не значит, что он однозначно хорош! Он может полностью выйти из строя при более высоких напряжениях, или ток утечки может внезапно превысить определенное напряжение, что приведет к ограничению почти как стабилитрон. Эти типы отказов не распространены в цепях низкого напряжения, но кажутся частыми при высоком напряжении. оборудование трубки напряжения.
Небольшая утечка постоянного тока не так серьезна в цепях низкого напряжения, но рассмотрим устаревшую старую крышку четырехъядерного фильтра с утечкой 2 мА в каждый раздел.Не редкость ситуация со старым оборудованием. При 400 В постоянного тока это 0,8 Вт на секцию, или всего 3,2 Вт для банка. Он быстро нагреется, и полный отказ не за горами.
Если вы проверяете высоковольтные конденсаторы, очень важно проверить утечку постоянного тока при рабочем напряжении. Если крышки нагреваются, выключите прибор. вниз и узнайте, почему. Вероятно, существует проблема пульсации тока или проблема утечки постоянного тока, которую необходимо устранить, прежде чем устройство будет вернул в эксплуатацию.
Высоковольтное оборудование часто имеет очень небольшой запас прочности по номинальному напряжению конденсаторов, а оборудование, изначально предназначенное для Работа 115 В переменного тока может работать на границе при 120–125 В переменного тока. Блок питания, рассчитанный на 425 В постоянного тока на конденсаторе 450 В постоянного тока при 115 В переменного тока. будет иметь 462 В постоянного тока на этой крышке 450 В постоянного тока при 125 В переменного тока. Немного разгрузите источник, удалив какой-либо компонент ниже по потоку, и вы получите рецепт быстрой неудачи. Добавьте к этому годы работы при более высоких температурах, характерных для лампового оборудования, и это станет чудом для бедняков. конденсаторы живут столько, сколько живут.
Современное испытательное оборудование не предназначено для проверки высокого напряжения, и некоторое старое служебное оборудование телевизионного класса на самом деле намного лучше за задачу. Обсуждения этого оборудования часто возникают на форумах антикварных радио. Если вы работаете на трубном оборудовании, вам необходимо испытательное оборудование, которое работает при фактических рабочих напряжениях, или вам нужно быть очень консервативным и иногда просто заменять части для душевного спокойствия и уверенности в том, что покупатель не вернется с чем-то, что вы якобы «починили».
Формовочные и риформинговые алюминиевые электролитические конденсаторы
При изготовлении конденсаторов производитель подает напряжение на клеммы, чтобы сформировать оксидную пленку на пластинах, всегда более высокое напряжение, чем рассчитано на цоколь. Оксидная пленка полупостоянна, но если колпачок долгое время не использовался Со временем оксидная пленка может разрушиться. Это делает конденсатор уязвимым для короткого замыкания при первом включении питания.Таким образом совет медленно включать старое оборудование с помощью Variac. Это создает оксидную пленку до тех пор, пока она не сможет поддерживать полный рабочий режим. Напряжение. Когда новый или давно неиспользуемый колпачок устанавливается в цепь и впервые включается, он будет иметь значительный ток утечки. Этот ток падает довольно долго, пока не достигнет почти нуля. На самом деле процесс может занять от нескольких дней до нескольких недель, прежде чем соблюдается минимальный ток.
Помните, что значительный ток утечки равен теплу, выделяемому внутри конденсатора.При включении старого оборудования не Предположим, что все в порядке только потому, что колпачки кратковременно поддерживают рабочее напряжение. Отказ может произойти, если крышка нагревается, потому что ток утечки все еще слишком велик. Возвращая к жизни старое оборудование, поднимайте напряжение медленно и в несколько этапов. Часто выключайте питание и дайте крышкам отдохнуть и остыть внутри. Затем, через полчаса или более, снова включите немного более высокое напряжение. После того, как колпачки вовремя накопят некоторую общую мощность, у них будет больше шансов на выживание.Что сказал, что если они все еще не пройдут стандартные тесты, замена — единственное средство.
После многих лет эксплуатации колпачки «отрегулируют» свои внутренние оксидные слои в соответствии с приложенным напряжением. Если напряжение увеличился по какой-то причине, скажем, из-за высокого состояния линии, ток утечки постоянного тока может значительно возрасти, возможно, инициируя отказ. Полностью спекуляция с моей стороны, но это может объяснить, почему замена конденсаторов в старом ламповом оборудовании так универсальна. рекомендуемые; новые колпачки могут выдерживать скачки напряжения намного лучше, чем старые, если они не были преобразованы до своих полных номиналов.
Потрясенная уверенность
Я много раз измерял конденсатор и сразу же подвергал сомнению его исправность, потому что значение было немного низким. Не вне спецификации, но всего на 5-10% меньше. Разумеется, производитель стремится к значению, указанному на крышке — или нет? Хотя у меня нет доказательств, я предполагаю, что они этого не делают. С автоматизированным оборудованием производитель, вероятно, сможет поддерживать допуски намного более строгие, чем необходимо, и вполне может стремиться к значению ниже номинального, но всегда выше минимального.Почему? Потому что экономия нескольких процентов на дорогих Протравленная алюминиевая фольга и разделительная бумага позволят сэкономить большие деньги при длительном производственном цикле. Требуется меньшая площадь поверхности для производят более низкую предельную стоимость, и я был бы удивлен, если бы некоторые производители не воспользовались этим преимуществом для деталей с большим объемом.
Иногда можно увидеть конденсаторы, размер которых значительно превышает номинальный. Допуск на многие крышки достигал + 80%, но они редко бывают такими высокими в новинку.Произошло то, что химические изменения с течением времени привели к тому, что ценность увеличивать. К сожалению, это признак того, что колпачки подошли к концу и их необходимо заменить. Интересно отметить, что для на данный момент эти конденсаторы, вероятно, лучше справляются с фильтрацией на частоте 120 Гц, чем новые заменители. Тем не менее, они тост, так что убери их оттуда. Я склонен видеть это увеличение стоимости с крышками старше 30 лет.
Мой конденсатор просочился коричневой слизью на мою печатную плату!
Эта жалоба часто появляется на форумах в Интернете и, вероятно, вызвала ненужную замену невысказанных чисел. конденсаторов.Коричневая слизь обычно представляет собой просто клей, который любой разумный производитель брызгает на доску, чтобы удержать более крупную. конденсаторы на месте. Если они не использовали его, вибрация при транспортировке могла легко привести к выходу из строя или вырыванию проводов, что привело к DOA. Блок. Высокий конденсатор с маленьким основанием создает хорошее плечо рычага на выводах, и дополнительная поддержка всегда является хорошей идеей. Конденсатор производители скажут вам, что полное кольцо клея — плохая идея, потому что он улавливает все, что протекает, и предотвращает надлежащую вентиляцию конденсатора для сброса давления в случае выхода из строя.
Поскольку всегда существуют сомнения относительно коричневого налета, позвольте мне указать, что алюминиевые электролитические конденсаторы не заполнены большими количества жидкости любого типа. Внутренняя бумага будет влажной, возможно, на ее внутренней стороне будет несколько капель конденсата. корпус, но электролита редко бывает достаточно, чтобы вытечь из корпуса и образовать гигантскую лужу на печатной плате. Тем не менее, серьезный отказ большой высоковольтной крышки, вызывающий ее взрывное выделение, может привести к образованию тонкой пленки электролита примерно на все в шасси.В алюминиевых электролитических конденсаторах используется оберточный бумажный разделитель, поэтому старый конденсатор вентилируется или имеет нарушение герметичности может привести к коричневому налету. Если осадок имеет слегка кристаллический вид или хотя бы частично растворяется в вода, это электролит. Обратите внимание, что он вызывает коррозию и со временем снимет паяльную маску с платы, а также почернеет медь. под. Очистите его как можно более полно и замените все близлежащие детали с корродированными проводами.
Клей, который использовали некоторые производители, также со временем оказался агрессивным.Поиск на форумах в Интернете позволит выявить конкретные приемники и другую электронику, где это известная проблема. Он может разъедать радиальные выводы конденсатора и разъедать другие находящиеся поблизости составные части. Это большая работа, но при полной перестройке необходимо удалить как можно больше клея. Небольшой нож X-Acto с квадратный конец удобен для этого.
Что это за материал с электролитом
Производители, вероятно, не собираются сообщать вам подробности, но традиционный электролит, используемый в крышках 85C, был система гликоль / борат, в частности смесь этиленгликоля (да, антифриз) и пентабората аммония.Или использовали борную кислоты и барботирования аммиака через смесь. Характеристики этой смеси оставляют желать лучшего при низких температурах, а также дать низкий esr. Добавление большего количества воды снизит esr, но снизит надежность. Заставляет задуматься о дешевых крышках low esr, используемых в блоки питания компьютеров, которые, кажется, выходят из строя так часто. Крышки с более высокими эксплуатационными характеристиками используют более современные электролиты и добавки для достижения более широкий диапазон рабочих температур и низкий esr без потери надежности.Все электролиты токсичны, поэтому избегайте контакта с ними. отложения электролита из вентилируемых крышек; при подозрении на контакт тщательно промойте водой с мылом.
Какие факторы влияют на срок службы электролитического конденсатора?
- Температура
- Рабочее напряжение
- Целостность уплотнения
- Состав конденсатора
- Загрязнение
- Производственные дефекты
Все электролитические колпачки в конечном итоге выйдут из строя из-за внутренних реакций, разрушающих диэлектрик.Ход этих реакций определяется перечисленными выше факторами и может быть очень медленным или очень быстрым. Начиная сверху, общее правило: срок службы конденсатора будет сокращаться на 50% на каждые 10 ° C повышения рабочей температуры. Крышки 105C должны служить дольше в большинстве случаев потому, что запас прочности выше. Тепло может исходить от внешних источников или генерироваться внутри из-за пульсаций тока. Обычно оба!
В более ранних источниках упоминается степенной закон, согласно которому частота отказов крышки обратно пропорциональна рабочему напряжению, повышенному до некоторая сила, Н.Проблема в том, что N изменяется в огромном диапазоне, от 2 до 10, в зависимости от «рецепта» конденсатора. Информация по-прежнему полезен, потому что он говорит нам, что работа с напряжением, близким к номинальному напряжению конденсатора, хуже, чем допускать некоторый запас прочности. An Рабочее напряжение около 60% от номинального — хорошее начало, если позволяют габариты и другие факторы. Также избегайте заглавных букв с номиналы ниже 16 В постоянного тока, поскольку они имеют более высокую частоту отказов. Нет никаких недостатков в том, чтобы использовать современные крышки значительно ниже их максимального значения. уровень напряжения.
Существует определенная паранойя в отношении уплотнений конденсаторов, но обычно это незначительная проблема. Они не шины и они обычно не подвергаются механическому воздействию, озону и ультрафиолетовому излучению. Подбираются уплотнительные материалы в колпачке любого качества для чрезвычайно долгий срок службы и совместимость с электролитом. Тем не менее, если вы потеряете уплотнение, вы потеряете конденсатор, поэтому покупайте качество.
Существует множество «рецептов» конденсаторов, и они выходят из строя с разной скоростью.Единственный совет, который я могу предложить, — это покупать премиум детали с длительным сроком службы. Производители каталогизируют все перечисленные продукты со сроком службы в 2-3 раза превышающим срок службы стандартных деталей. Вы можете заплатить немного больше но деньги потрачены не зря.
Загрязнение — это в основном проблема производства. Алюминиевый электролитический конденсатор с наименьшим количеством хлоридов (и определенным другие загрязнители) быстро разлагаются и могут выйти из строя в течение нескольких недель после изготовления. Один отпечаток пальца на внутренних материалах — это все занимает.Покупайте у известных и надежных поставщиков. Раньше возникала проблема с использованием хлорированных растворителей для очистки контура. доски. Если растворителю удастся пройти через уплотнения, срок службы крышки снизится. Большинство крышек теперь устойчивы к растворителям, но проверьте техническое описание. Старайтесь держать чистящие растворители подальше от электролитических крышек, особенно на конце уплотнения.
Электролитические колпачки, как и большинство электронных компонентов, в определенной степени подвержены детской смертности.Они отображают обычный кривая «ванночки», где наблюдается начальная интенсивность отказов, за которой следует длительный безотказный срок службы, после чего интенсивность отказов возрастает за счет изнашиваемых механизмов. Эти первоначальные отказы в начале эксплуатации являются результатом дефектов фольги, бумаги или других материалов. подробностей, поэтому не думайте, что замена конденсаторов, которые доказали свою надежность, на новые, непроверенные детали, приведет к как-то гарантировать ноль сбоев.Не будет. Однако вы можете повысить свои шансы, купив «высококачественные» детали, которые должны иметь более низкую начальная частота отказов. На самом деле, у любителей и небольших магазинов есть статистика на своей стороне, потому что количество используемых крышек довольно велико. небольшой. Большинству из нас никогда не достанется бракованный колпачок от новой продукции.
Пожалуйста, помните, что все вышесказанное является обобщением, взятым из литературы производителей. Это не близко к Абсолютно и ваш (и мой) опыт работы с небольшой выборкой деталей может не соответствовать «правилам».
Мифы о замене старых конденсаторов
Конденсаторы ухудшаются по мере старения как на полке, так и внутри работающего оборудования. Конденсатор, протестированный выше, был только частью NOS. несколько лет. У всей сумки большие потери, хотя я понятия не имею, являются ли цифры нормальными для этой части. Много неудач на старших оборудования из-за выхода из строя конденсаторов. По достижении определенного возраста имеет смысл производить замену конденсаторов оптом, когда оборудование в ремонте. Но подождите, это может быть Плохая идея!
Как врач, обслуживающий персонал не должен «навредить». Из-за ненужной замены компонентов часто происходит разрыв контактных площадок печатной платы и следы. Он также загрязняет доску, если вы не будете осторожны при ее очистке. Это может сделать классическое оборудование еще более нестандартным. оригинал. Хуже всего то, что оригинальные конденсаторы могут быть лучшего качества, чем те, которые вы устанавливаете. Как нелогично Таким образом, было много серий конденсаторов Sprague и других производителей, которые были невероятно хорошими 30 лет назад и остаются такими до этот день.В качестве примера приведем бейсболку Sprague 30D, которой больше 30 лет.
У него меньшие потери, чем у свежего и хорошо зарекомендовавшего себя Panasonic FC. Он довольно большой и может выдерживать гораздо больший пульсирующий ток. Он, вероятно, прослужит дольше и превзойдет несколько сменных крышек, если вы не найдете что-то аналогичного качества. Только дурак мог бы замените его новым колпачком. Многие старые крышки с эпоксидными торцевыми уплотнениями даже лучше.У меня есть испытательное оборудование, которое работает 50 лет старый и крышки не показывают признаков снижения производительности. Теперь вы наверняка найдете неисправные конденсаторы и должны их заменить. Ты будешь даже найти плохие Sprague 30D, но заменить детали, потому что они плохие, или потому что у них есть какие-то физические проблемы, или потому что они история неудач, не только потому, что они старые.
Одно место, где я до рекомендую оптовую замену, — это когда инструмент содержит большое количество похожих крышек и т. Д. чем немногие из них потерпели неудачу или показали высокое рассеивание.Похоже, это обычное дело для аудиоприемников 70-х и некоторого видеооборудования. В тех дела можно легко предсказать будущее, а будущее плохое; Идите вперед и предотвратите неприятности, вытащив их всех оттуда.
Все хотят иметь практическое правило, определяющее, когда делать повторный кэп, и это непростая задача. Могу сказать по собственному опыту, что когда оборудование возрастает около 30 лет, поэтому следует ожидать некоторых случайных отказов крышки. Где-то между 30 и 40 годами у вас есть выбор — сделать Измерьте и замените при необходимости, или сделайте замену оптом по общему принципу.Многие кепки будут в добром здравии хорошо после 40 лет, но частота отказов будет быстро расти для других. Одним из факторов, который может оправдать оптовую замену, является что стареющие колпачки будут вызывать чрезмерную утечку постоянного тока. Поскольку они должны быть удалены для этого теста, имеет смысл заменить их, если это большие и дорогие бидоны для блоков питания.
По прошествии 40 лет вы найдете FP и аналогичные многосекционные банки, обычно в трубном оборудовании.Они все еще могут работать в цепи, но обычно истекает срок их службы и будет плохо тестироваться. Мой опыт работы с многосекционными крышками с поворотным замком. возраст не был хорошим, и замена — это правило дня. Это также относится к бумажным / восковым колпачкам и даже к некоторым маркам старых серебряно-слюдяные колпачки, которые имеют тенденцию к возникновению высокой утечки постоянного тока.
Чем сложнее разобрать что-то для обслуживания, тем больше смысла будет просто заменить все, когда оно в отдельности!
Вы должны работать на своем уровне комфорта.Никто не может с абсолютной уверенностью сказать, выйдет ли данный конденсатор из строя через час. или через год, хотя это было бы очень редко для конденсатора, измеренного близко к его номинальному значению, с низкими потерями и низкой утечкой постоянного тока на внезапно выйдет из строя, независимо от возраста. Также обратите внимание, что новые электролитические конденсаторы имеют ненулевой коэффициент младенческой смертности из-за вопросы изготовления и загрязнения. Если ваш опыт включает в себя много оборудования с горячими высоковольтными трубками, вы, вероятно, будете больше консервативный, чем я.Если последствия отказа особенно серьезны, вы также будете более консервативны. Сервис — это уравновешивание; делай то, что уместно в ситуации.
Итог
- Испытательные конденсаторы в том же частотном диапазоне, в котором они должны работать.
- Подумайте, важны ли потери для рассматриваемой цепи.
- У вас должна быть схема или хотя бы знать, в какой части схемы находятся заглушки.
- Отклонить заглушки с завышенными потерями для заявки.
- Отклонить крышки с чрезмерной утечкой постоянного тока для приложения.
- Отбраковать крышки с малой емкостью.
- Отбраковать крышки с необычно высокой емкостью.
- Отклонить колпачки с видимыми утечками, коррозией проводов, глубокими вмятинами или выпуклостями.
- Отклонить крышки, у которых не удалось выполнить аналогичные соседи.
- Сохраняйте ограничения, независимо от возраста, которые не соответствуют вышеуказанным критериям.
Дополнительные ресурсы
Поставщики измерителей LCR
На eBay недавно появились различные импортные настольные и портативные измерители LCR. Если вы выполняете поиск с помощью измерителя LCR и коэффициент рассеяния, вы увидите, как выглядят очень эффективные инструменты за 200 долларов и выше. Хотя на самом деле я не видели один, они кажутся гораздо более выгодными, чем то, что было доступно на сегодняшний день.
Это не должно быть так сложно и дорого! Есть очень мало доступных портативных измерителей LCR, которые включают фактор.Неизменно подойдут стендовые модели. Я не решаюсь рекомендовать старый General Radio 1657, который я использую, так как многим требуется обслуживание после всех этих лет. Тем не менее, если вы найдете хороший, это отличный инструмент для устранения неполадок. Старые механические мосты, такие как GR1650 обычно требует немного TLC, и они не покрывают большие ограничения стоимости, которые часто встречаются в аудиооборудовании. Они также довольно медленно работать. GR1617 действительно покрывает широкий диапазон и также имеет встроенное смещение высокого напряжения, но они, как правило, продаются по довольно высокой цене. много.Еще они используют в своем блоке питания довольно редкую и дорогую лампу. Если вы обслуживаете трубное оборудование, GR1617 просто невозможно победить. У меня нет опыта работы с ними, но вы также можете поискать Motech MIC-4070D, Tonghui Th3821, B&K 830C. или 890C, GWInstek LCR814 или Agilent U1731C. Tenma, представленная ниже, также снизилась в цене и имеет D / Q и несколько тестов. частоты.
Наконец, в разделе загрузок этого сайта есть простой мостик своими руками.Он сделает все, что вам нужно, кроме утечки, а с хорошо укомплектованным мусорным ящиком вы можете построить его всего за несколько долларов.
Довольно хороший измеритель LCR с D / Q (иногда продается за 149 долларов) и очень хороший измеритель ESR
Горячая пресса!
Симпатичный тестер компонентов за 25 долларов недавно стал доступен из нескольких источников. Он основан на микропроцессоре Atmega и принесет вам и ценность, и потерю. Некоторые версии также могут тестировать транзисторы, и уровень версии может быстро меняться, так что сделайте ваш исследование перед покупкой.Вот хорошее место, чтобы начать читать.
Список литературы
- Различные руководства по мосту GR, включая 1608, 1615 и 1650
- Техническая записка GR — Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов
- Птицы, пчелы и конденсаторы, P.R.Mallory & Co. Inc., 1968
- Листы технических данных производителей конденсаторов Ruby-Con, Nichicon, United Chemi-Con, Panasonic и других производителей
- Технический документ Sprague 62-4, Ускоренные испытания и прогнозируемый срок службы конденсатора
- Технический доклад Sprague 62-7, Симпозиум по алюминиевым электролитическим конденсаторам
- Технический документ Sprague TP-64-11, Химия разрушения алюминиевых электролитических конденсаторов
- Технический документ Sprague TP-65-10, Новые высокоэффективные алюминиевые электролитические конденсаторы
С.Хоффман
последнее изменение 25 августа 2016 г.
ДОМ
Модернизация керамических конденсаторов
Модернизация керамических конденсаторов
Крейг Хиллман, доктор философии
Керамические конденсаторы — это компоненты микросхемы, которые состоят из чередующихся слоев диэлектрического материала и металлических проводников (обычно сплавов AgPd или Ni). Керамические конденсаторы в основном используются для фильтрации высокочастотных электрических сигналов из-за их чрезвычайно высоких значений удельной емкости (C / V).
Критические функциональные параметры керамических конденсаторов определяются как емкость (C), эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), сопротивление изоляции (IR) и коэффициент рассеяния (DF). Эти параметры связаны между собой следующей схемой
., где Rp — сопротивление изоляции, а Rs — ESR. Как и в случае с электролитическими конденсаторами, сопротивление изоляции и, следовательно, ток утечки в первую очередь зависят от поведения диэлектрика. Сопротивление изоляции керамических конденсаторов относительно высокое, что приводит к незначительному току утечки.СОЭ в первую очередь определяется поведением электролита. Физически импеданс (Z) представляет собой сумму всех сопротивлений конденсатора, включая сопротивления упаковки. Электрически Z представляет собой сумму ESR и емкостного реактивного сопротивления (XC) на низкой частоте или индуктивности (LESL) на высокой частоте (см. Ошибка! Источник опорного сигнала не найден). Фактор рассеяния — это отношение ESR к XC. Следовательно, низкий ESR имеет тенденцию давать низкий импеданс и низкий коэффициент рассеяния.
Функциональные параметры (указаны в паспорте)
Пример изменения функциональных параметров, которые могут быть указаны в технических паспортах производителей, приведен ниже
Зависимость емкости от температуры
Хорошо известно, что диэлектрикикласса II имеют значения емкости, которые могут быть очень чувствительны к температуре (см. Рисунок 3). Поскольку Y5V является характеристикой EIA и не определяет конкретную смесь, поведение емкости в заданном температурном диапазоне может сильно варьироваться, оставаясь при этом в пределах требований + 22% / -82%.Некоторые характеристики емкости, показанные на рисунках 1–3, предполагают, что конденсаторы Y5V могут упасть ниже -82%, когда температура достигнет -40 ° C.
Однако, как только к этим конденсаторам приложено какое-либо существенное смещение, фактическая емкость резко падает, а изменение емкости при изменении температуры сводится к минимуму (см. Рисунок 4).
Зависимость сопротивления изоляции от температуры
В общем, сопротивление изоляции логарифмически уменьшается с увеличением температуры (см. Рисунок 5 и рисунок 6).Есть некоторые вариации в том, как производители определяют сопротивление изоляции.
TDK и MuRata не указывают заданную температуру для значения сопротивления изоляции. Следовательно, значение, указанное в их таблицах данных, можно интерпретировать как то, что производитель гарантирует этот максимальный ток утечки в указанном диапазоне температур. Это также может объяснить, почему их значения сопротивления изоляции ниже, чем у Epcos, который четко указывает на значение сопротивления изоляции при 20 ° C, и Taiyo Yuden, который указывает, что все испытания проводятся в «стандартных условиях испытаний».
Хотя неспособность Epcos и Taiyo Yuden обеспечить сопротивление изоляции в указанном диапазоне температур действительно представляет определенный риск, обзор результатов испытаний в литературе, по-видимому, указывает на то, что уменьшение сопротивления изоляции более чем на один порядок величины от комнатной температуры до 85 ° C маловероятно. . Это все равно обеспечит сопротивление 100 M, которого должно хватить для большинства приложений. Кроме того, спецификации EIA требуют, чтобы величина RxC превышала 1000 Ом-Фарад (часто выражается как 1000 МОм-микрофарад) при 25 ° C и 100 Ом-Фарад при 125 ° C (10% значений таблицы G-1. (см. рисунок 7)).
Зависимость СОЭ от температуры
Производители керамических конденсаторов не указывают значения ESR в своих таблицах и не указывают максимальное изменение ESR в указанном диапазоне температур. Хотя это может показаться несколько разборчивым, значения ESR керамических конденсаторов обычно очень низкие (керамические конденсаторы часто выбираются в приложениях, требующих низкого ESR).
Тем не менее, показано поведение коэффициента рассеяния, на которое напрямую влияет ESR, в зависимости от температуры.
Зависимость коэффициента рассеяния от температуры
Сложность керамической микроструктуры и результирующие множественные точки Кюри совокупных поликристаллических компонентов в любой данной рецептуре не позволяют четко предсказать поведение DF в зависимости от температуры, за исключением того факта, что DF обратно пропорционален температуре. При повышенных температурах ниже точки Кюри DF относительно стабилен. Однако при низких температурах, особенно ниже 0 ° C, коэффициент рассеяния может увеличиваться в 5 раз по сравнению со спецификациями производителя (см. Рисунок 8 и Рисунок 9).
Однако, как и в случае с емкостью, это значительное увеличение сводится к минимуму при приложении любого значительного смещения.
Функциональные параметры (не указаны в спецификации)
Все функциональные параметры указаны в паспорте производителя
Электрическое перенапряжение1 (устойчивость)
Керамические конденсаторымогут испытывать отказ от электрического перенапряжения из-за приложения чрезмерного напряжения или чрезмерного тока.
Номинальное напряжение
Производители конденсаторов не предоставляют никаких указаний на изменение прочности на пробой в зависимости от температуры.Однако два действия производителя, как правило, ограничивают любые опасения по поводу изменения номинального напряжения. Во-первых, стандартный промышленный экран должен подавать вдвое номинальное напряжение. Во-вторых, стандартные промышленные испытания на долговечность требуют испытаний при удвоенном номинальном напряжении и максимальной номинальной температуре в течение от 1000 до 2000 часов. Таким образом, конструкция конденсатора продемонстрировала устойчивость к пробою диэлектрика до крайних значений, указанных производителем.
Номинальный ток или мощность
Керамические конденсаторымогут нагреваться из-за приложения повышенного тока или мощности.Производители конденсаторов часто устанавливают рекомендуемые ограничения на ток или мощность, чтобы предотвратить повышение температуры выше 20 ° C или температуры выше указанной максимальной температуры. Обзор существующих таблиц данных показал минимальную информацию о необходимости снижения номинальных характеристик за пределами MuRata и Syfer (см. Рисунок 10 и рисунок 11).
Поведение при износе
Износ керамических конденсаторов, ухудшение сопротивления изоляции из-за миграции вакансий, хорошо известны и отражены в стандартной отраслевой модели износа
.где t — время, V — напряжение, T — температура (K), n — постоянная (1.5-7), Ea — это энергия активации (от 1,3 до 1,5), а KB — постоянная Больцмана (8,62 x 10-5 эВ / K). Износ керамических конденсаторов обычно не был проблемой, но растущая миниатюризация привела к появлению материалов и архитектур конденсаторов, которые могут изнашиваться в течение 10 лет (см. Рисунок 12). Такое поведение зависит от отношения емкость / объем (C / V).
Обеспокоенное отношение C / V составляет примерно от 5 до 10 мкФ / мм3. Это соответствует толщине диэлектрика примерно от 2 до 3 микрон.К сожалению, большинство покупателей керамических конденсаторов часто не знают толщину компонентов, что не позволяет рассчитать C / V. Следовательно, альтернативный подход состоит в том, чтобы перечислить уровни емкости, вызывающие озабоченность, для данного размера корпуса и диэлектрического материала. Один из примеров — X5R в корпусе размера 0805. Оценки надежности следует проводить при уровне емкости 10 мкФ или выше.
Конденсаторытакже известны «старением», что со временем вызывает падение емкости (см. Рисунок 13). Диэлектрик Y5V изнашивается примерно на 5-7% за десятилетие.Количественная информация об изменении скорости старения в зависимости от температуры не была получена, но считается, что она относительно не зависит от температуры, поскольку движущая сила старения уменьшается с повышением температуры.
Заключение
Основной риск при использовании керамических конденсаторов сверх номинальных температур — это потенциальная недостаточная надежность керамических конденсаторов с увеличенным номиналом (высокое отношение C / V).
Рисунок
ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ
DfR означает, что были предприняты разумные усилия для обеспечения точности и надежности информации, содержащейся в этом отчете.Тем не менее, DfR Solutions не дает никаких явных или подразумеваемых гарантий относительно содержания этого отчета, включая, помимо прочего, наличие каких-либо скрытых или патентных дефектов, товарной пригодности и / или пригодности для конкретного использования. DfR не несет ответственности за потерю использования, выручку, прибыль или любые особые, случайные или косвенные убытки, возникшие в результате, связанные с информацией, представленной в этом отчете, или возникшие в результате ее использования.
Что такое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR)?
Что такое эквивалентное последовательное сопротивление?
Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора — это внутреннее сопротивление, которое появляется последовательно с емкостью устройства.Почти все конденсаторы демонстрируют это свойство в разной степени в зависимости от конструкции, диэлектрических материалов, качества и надежности конденсатора. Значения эквивалентного последовательного сопротивления (ESR) варьируются от нескольких миллиом до нескольких Ом и приводят к потерям мощности, снижению эффективности и нестабильности цепей источников питания и регуляторов.
Источник изображения
Алюминиевые электролитические конденсаторы и танталовые конденсаторы имеют более высокое значение ESR, чем керамические конденсаторы той же емкости и номинального напряжения.Конденсаторы из полипропилена и полиэстера находятся между ними, но обычно не используются в импульсных источниках питания из-за их больших физических размеров.
Основные части ESR
- Металлическое сопротивление
- Электролитическое сопротивление и сопротивление бумаги, зависящее от частоты и температуры
- Диэлектрик, зависящий от частоты
Факторы, увеличивающие значение СОЭ
- Плохие электрические соединения; — Соединения между медными выводами и алюминиевыми пластинами в конденсаторе обычно свариваются или выполняются механическими зажимами.Этот тип соединений вносит некоторое последовательное сопротивление и используется, потому что алюминий не может быть припаян.
- Сушка раствора конденсаторного электролита. По мере высыхания жидкого компонента электролита из-за повышенных температур электрическое сопротивление увеличивается.
- СОЭ увеличивается с увеличением температуры и частоты. В источниках питания с большими токами рассеиваемая мощность, связанная с ESR, может еще больше повысить температуру и привести к выходу конденсатора из строя.
Влияние частоты на СОЭ
ERS — это часть импеданса конденсатора, которая вызывает общие потери реальной мощности. Это зависит от частоты, как видно из приведенного ниже уравнения:
Где DFR — коэффициент рассеяния, связанный с контактным сопротивлением, DFL — с потерями на утечку, а DFD — с диэлектрическими потерями.
Сверху утечка и диэлектрические потери уменьшаются с увеличением частоты до тех пор, пока контактное сопротивление не станет преобладающим до определенной точки.За пределами этой точки СОЭ становится очень высоким на более высоких частотах, в основном из-за скин-эффекта сигнала переменного тока.
Минимизация ESR в цепях
- В высокопроизводительных приложениях используются конденсаторы с низким ESR, такие как твердотельные полимерные конденсаторы с низким ESR, танталовые конденсаторы и многослойные керамические конденсаторы (MLCC).
- Конденсаторы подключаются параллельно в таких местах, как цепи сглаживания источника питания. Конденсаторы малой емкости подключаются параллельно, а не один большой конденсатор.Это снижает эффективное ESR в дополнение к снижению пульсаций напряжения и позволяет схеме выдерживать более высокие токи с меньшими потерями.
Параллельное подключение конденсаторов
Источник изображения
Производители конденсаторов предоставляют графики ESR в определенном частотном диапазоне, и можно легко определить ESR на заданной частоте. Иногда в них не указывается ESR, а вместо этого указывается коэффициент рассеяния. В таком случае СОЭ рассчитывается по формуле:
Где DF — это общий коэффициент рассеяния всех элементов потерь конденсатора.
Измерение эквивалентного последовательного сопротивления
Измерители ESR используются для измерения последовательного сопротивления в цепи или вне цепи. Во время измерения некоторые измерители сначала производят контролируемый разряд заряженных конденсаторов перед измерением ESR и емкости.
ERS обычно выражается как максимальное значение при 120 Гц и 100 кГц для танталовых и алюминиевых электролитических конденсаторов и при 100 кГц для пленочных конденсаторов.
Преимущества конденсаторов с низким ESR
Конденсаторы с низким ESR имеют то преимущество, что сводят к минимуму потери в конденсаторах, повышают эффективность и стабильность источника питания при одновременном снижении выходного напряжения пульсаций.Некоторые характеристики, которые приводят к более низкому ESR, включают большую емкость, низкий коэффициент рассеяния и низкое напряжение на конденсаторах.
Таблица типичных значений емкости ESR
Таблица примерных наихудших (максимальных) значений ESR для новых электролитических конденсаторов при 20 ° C (68’F). СОЭ обычно снижается с повышением температуры.
10В 16В 25В 35В 63В 100В 250В _______________________________________________________ | | | | | | | | 1 мкФ | ххх | ххх | ххх | <14 | <16 | <18 | <20 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 2.2 мкФ ххх | ххх | 6.0 | 8.0 | <10 | <10 | <18 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 4,7 мкФ xxx | ххх | 15 | 7.5 | 4.2 | 2.3 | 5.0 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 10 мкФ ххх | 8.0 | 5.3 | 3.2 | 2.4 | 3.0 | 2,5 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 22 мкФ 5.4 | 3.6 | 2.1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.8 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 47 мкФ 2.2 | 1.6 | 1.2 | 0,68 | 0,56 | 0,7 | 0,8 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 100 мкФ 1,2 | 0,7 | 0,32 | 0,32 | 0,3 | 0,15 | 0,8 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 220 мкФ 0.6 | 0,33 | 0,23 | 0,17 | 0,16 | 0,09 | 0,5 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 470 мкФ 0,24 | 0,18 | 0,12 | 0,09 | 0,09 | 0,05 | 0,3 | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 1000 мкФ 0,12 | 0,09 | 0,08 | 0,07 | 0,05 | 0,06 | ххх | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 4700 мкФ 0.23 | 0,20 | 0,12 | 0,08 | 0,04 | ххх | ххх | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | | | | | | | | | 10000 мкФ 0,12 0,08 | 0,06 | 0,04 | ххх | ххх | ххх | | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ | _______ |
Примечания: Эти цифры являются ориентировочными! Некоторые электролиты (особенно высокотемпературные) могут давать более высокие показания и при этом оставаться в порядке. Другие могут читать значительно ниже и быть в порядке.В общем, будьте осторожны с конденсатором, у которого значение ESR более чем в два раза превышает указанные здесь значения. Если вы получаете показание меньше половины, проверьте конденсатор омметром ... возможно, он закорочен.
Написано в ноябре 1998 года Бобом Паркером.
Купить Конденсаторы с низким ESR
Руководство по проектированию схем для преобразователей постоянного тока в постоянный (6/10)
Выбор C
LЕсли выбрано большее значение C L , пульсация на выходе становится меньше.Однако излишне большое значение C L увеличивает размеры конденсатора, увеличивая стоимость. Определите значение C L на основе заданного уровня пульсации. Если целевой уровень пульсаций должен находиться в диапазоне от 10 мВ до 40 мВ, вы можете начать с использования значений C L , показанных в Таблице 8 и Таблице 9, для повышения и для понижения, соответственно. Примечание. Если ваш DC / DC преобразователь несовместим с конденсаторами с низким ESR, использование этих значений C L может вызвать ненормальное переключение.Если конденсатор с низким ESR должен использоваться в непрерывном режиме, проверьте реакцию на переходную нагрузку, чтобы убедиться, что выходное напряжение быстро стабилизируется (сходится в течение двух циклов переключения).
На рисунке 19 показано изменение выходных пульсаций, измеренных путем изменения только C L в цепи XC9104D093, показанной на рисунке 20. Пульсации возрастают пропорционально значению ESR и обратно пропорционально значению C L . В случае алюминиевого электролитического конденсатора значение ESR настолько велико, что для получения выходного тока требуется керамический конденсатор, подключенный параллельно.
Выходной ток | Керамика | OS | Тантал | Алюминий электролитический |
---|---|---|---|---|
0–300 мА | 20 мкФ | 22 мкФ | 47 мкФ | 100 мкФ + 2,2 мкФ (с керамическим конденсатором) |
300 мА-600 мА | 30 мкФ | 47 мкФ | 94 мкФ | 150 мкФ + 2.2 мкФ (с керамическим конденсатором) |
600 мА-900 мА | 40 мкФ | 100 мкФ | 150 мкФ | 220 мкФ + 4,7 мкФ (с керамическим конденсатором) |
900 мА-1,2 А | 50 мкФ | 150 мкФ | 220 мкФ | 470 мкФ + 4,7 мкФ (с керамическим конденсатором) |
Фактические значения, которые будут использоваться, получают путем умножения вышеуказанных значений на коэффициент увеличения (= V OUT / V IN ).
Выходной ток | Керамика | OS | Тантал | Алюминий электролитический |
---|---|---|---|---|
0–500 мА | 10 мкФ | 15 мкФ | 22 мкФ | 47 мкФ + 2,2 мкФ (с керамическим конденсатором) |
500 мА-1,5 А | 20 мкФ | 22 мкФ | 33 мкФ | 100 мкФ + 2.2 мкФ (с керамическим конденсатором) |
1.5A-3A | 20 мкФ | 33 мкФ | 47 мкФ | 100 мкФ + 4,7 мкФ (с керамическим конденсатором) |
3A-5A | 30 мкФ | 47 мкФ | 68 мкФ | 220 мкФ + 4,7 мкФ (с керамическим конденсатором) |
Фактические значения, которые будут использоваться, получают путем умножения вышеуказанных значений на коэффициент увеличения (= V OUT / V IN ).