Параметр vloss конденсатора: Что такое Vloss или добротность конденсатора | Электронные схемы

Содержание

ОБЗОР КИТАЙСКОГО ТЕСТЕРА РАДИОДЕТАЛЕЙ

Во время ремонта различной бытовой аппаратуры приходилось сталкиваться с неисправностями, связанными с изменением параметров электролитических конденсаторов. Простым мультиметром или стрелочным прибором можно выявить лишь оборванные или замкнутые накоротко конденсаторы. Приставка к мультиметру, которую также собирал, определяет только их ESR. Поэтому заказал в Китае тестер полупроводников+LC+ESR метр. Хотя при хороших знаниях можно собрать похожий прибор самому.

Порадовали весьма скромные размеры устройства 72*62,5 мм. Высота обуславливается высотой «Кроны» — 17,5 мм. При включении на индикаторе отображается информация о состоянии батареи питания и отсутствии радиокомпонента в колодке. Далее многие фото в высоком разрешении — можете кликнуть на них, чтоб рассмотреть детали получше.

Надо сказать, что прибор весьма требователен к питанию и кушает его не мало. Мой экземпляр при напряжении в районе 7,5 вольт ненадолго уходил в себя и отказывался производить измерения. Заменив крону сразу почувствовал разницу между радиолюбительством до и после)). В дальнейшем планирую избавиться от кроны вовсе. Хочу соорудить узел питания на основе повышающего преобразователя, литиевого аккумулятора и контроллера его зарядки. Экран имеет разрешение 128*64. Устройство позволяет проводить измерение как выводных радиокомпонентов так и SMD, для чего между колодкой для выводных деталей и кнопкой имеется специальная площадка. Построен тестер на основе микроконтроллера Mega 328.

Время тестирования радиокомпонентов в районе 2 секунд, лишь для емкостей большОго номинала – до одной минуты. Собственно прибора была связана со случаями изменения параметров электролитических конденсаторов в результате чего схемы, где они были установлены вели себя неадекватно. В случае установки в колодку тестера электролитического конденсатора прибор одновременно измеряется его емкость и реактивное сопротивление конденсаторов – ESR, а так же Vloss – напряжение утечки (в процентах). Полученные результаты сравниваются с табличными.

Таблица ЭПС конденсаторов

При превышении результатов измерения больше чем на 10% от табличного, электролитический конденсатор отправляю в ведро.

Конденсатор 330*25 вольт

Конденсатор 10 мкф*50 вольт

Конденсатор 33 мкф*50 вольт

Конденсатор 47 мкф*160 вольт. Стоял в «холодной» части блока питания телевизора и грелся. Отправляется в ведро

Конденсатор 220 мкф*35 вольт так же отправляется на помойку

Для неполярных – значение ESR всегда будет более 10 Ом. Диапазон измерения конденсаторов от 25 пф до 100000 мкф с шагом 1 пф.

Конденсатор 0,1 мкф

Конденсатор 3900 из энергосберегающей лампы неожиданно выдал 991 пикофарад. После его замены лампа возобновила работу

Конденсатор 68 нанофарад

Металлобумажный конденсатор МБМ 0,1 мкф совершенно не использовавшийся, но за годы хранения с далеко ушедшими параметрами(((.

Значение Vloss (напряжение утечки сразу после прекращения заряда конденсатора) в несколько процентов свидетельствует о неисправности конденсатора. Для себя определил уровень годности электролитического конденсатора по параметру напряжения утечки в 3%.

Перед тестированием все конденсаторы в обязательном порядке разряжал – в противном случае велика вероятность выхода тестера из строя.

Сопротивления измеряются в диапазоне от 0,5 Ома до 50 МОм с шагом 0,1 Ома. Катушки индуктивности тестируются в диапазоне 0,01 мН – 20Н, с отображением их сопротивления.

Резистор 1,3 кОм

Резистор 200 кОм

Очень полезной функцией является определение типа проводимости транзисторов (NPN – PNP, MOSFET) и цоколевки выводов, что позволяет не искать даташит для определения назначения выводов транзистора. В чем польза функции? Иногда один и тот же транзистор, например MJE13001-13005, от разных производителей встречаются с разным расположением Базы и Эмиттера. У биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE  и напряжение смещения Б-Э Uf. 

КТ805БМ

MJE13001

Вот так тестер определил составной транзистор MJE13003 с шунтирующим диодом во время ремонта энергосберегающей лампы.

 

Пробитый транзистор строчной развертки D2499

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf и его ёмкость C.

Выпрямительный диод 1N4007

Импульсный диод FR102

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается. При этом светодиод начинает мерцать.

Проверка сдвоенных диодов определяет падение напряжения на каждом диоде.

Маломощные тиристоры определяются без значений параметров. 

тиристор MAC97

Вывод и впечатления от прибора

К небольшим минусам прибора должен отнести:

  • проверка стабилитронов с напряжением стабилизации только до 4,5 В;
  • не защищенный шлейф ЖК индикатора (корпус мастерить обязательно).

Несмотря на имеющиеся минусы, плюсов у прибора гораздо больше и не одному радиолюбителю, а так же профессионально занятому в сфере электроники человеку, прибор способен значительно облегчить жизнь. Специально для Элво.ру — Кондратьев Николай, Г. Донецк.

Электролиты и их качество — Страница 187 — Комплектующие и компоненты

11 часов назад, maximka сказал:

Я имею все которые вы представили, измерил их свои тестером , мой тестер показал совершенно другие измерения

например Black Gate  и Wima

измерил на 120 герцах и 1000 герцах 

 

 

 

Спасибо за комментарий. Я написал причину , почему меряю китайским тестером — так как имел печальный опыт «выжигания» приборов остаточным зарядом конденсаторов.

Вторая причина — конденсаторы после хранения имеют разную емкость даже в одной партии из одной коробки…. Поэтому по емкости и первичный отбор всегда произвожу китайским тестером…… А уж если надо то могу и более дорогим прибором померить.

По конденсатору WIMA — у вас емкость выше номинала, а у меня на 10% ниже…..хотя тоже ни разу не паянный конденсатор…

Если же меряешь партию то отбираешь либо лучшие в партии, либо подбираешь пару с одинаковыми параметрами — для этих целей китайским тестером пользоваться удобнее, а стоит он в 15 раз меньше…… если спалишь не так жалко.

Вы ВИМУ электролиты — отслушивали и Как ваше впечатления по сравнению с ROE? 

 

Или более точно можно померять

У меня ROE 470 мкф на 63 вольта сейчас нет, только на 100 вольт….. он больше по габаритам, соответственно толще диэлектрик и показание другие, но сопоставимо

Всё равно сравниваем другу с другом …… и сравнивать надо на одном приборе…

Так как разные приборы показывают …. слегка разное ……. У китайца непонятно на какой частоте он меряет, но всё же мне им удобнее мерять.

А также новые конденсаторы после долгого хранения меняют свои показания если их слегка погонять. Та же ВИМА четыре раза меняла показания …. просыпалась. А после того как погонял батарейкой 9 вольт…… стала показывать результат существенно лучше.

К тому же DE-5000 не меряет «утечку конденсатора» — «Vloss» — а по мне так это важный параметр.

И вообще покупал DE-5000 для измерений индуктивности , а не конденсаторов…..

Просто надо понимать…. чем меряется и для каких целей.

 

Изменено пользователем Lenivo

ESR-метр (измеритель емкости и ESR конденсаторов, тестер диодов, резисторов, транзисторов и прочих электронных компонентов)

Цена: $7.26 без кейса или $9.82 с кейсом
Перейти в магазин
Здравствуйте, друзья! Сегодня я расскажу о приборчике, который в будущем облегчит мне ремонт компьютерной электроники. Например, с его помощью я уже починил (точнее — обслужил) одну материнскую плату, одну видеокарту, а для еще одной материнской платы заказал запчасти для ее реанимации. Спойлерить особо не буду, просто скажу, что это материнка 2000 года выпуска на 462 сокете (он же сокет А). Ну да ладно, погнали.

Вот наш пациент:

Батарейка моя, т.е. в комплект она не входит. И уже по первой фотографии у многих из Вас закралась мысля, что «что-то тут не чисто». Так и есть. Кстати, с обратной стороны…

Попробуйте с одной попытки угадать, какой элемент тыльной стороны платы мне пришлось припаивать самостоятельно, поскольку он отвалился. А я подскажу — на фотографии даже остатки флюса разглядеть можно. Мне еще повезло, что элемент отвалился в тот момент, когда плата уже была запаяна в антистатик-пакет. Короче, данный ESR-метр однозначно падал до того, как попал мне в руки. Первый пруф — отвалившийся элемент, который я припаивал. Второй пруф — развалившийся дисплей, который я потом также самостоятельно приклеивал. Естественно, я все это предъявил продавцу. На моей практике мне впервые приходит товар, который правильнее называть не «поврежденный», а «разбитый».

На последнем фото отчетливо видно, что на заводе недостающий элемент БЫЛ припаян. Т.е. его сначала припаяли, а потом по неосторожности оторвали. На службу доставки я грешить в данном случае никак не могу, поскольку продавец запаковал даже не в пупырку, а в ее, так сказать, «увеличенный аналог», где воздушные подушки были размером с медицинский шприц, при чем далеко не самый маленький. При чем этим «аналогом» пакет был обмотан со всех сторон и в таком количестве, что сама посылка была размером с литровую банку.

Итак, отвалившийся элемент я припаял, экран на место приклеил, казалось бы — пользуйся и радуйся. Однако, «пользоваться и радоваться» я начал уже после того, как выиграл спор (договорились о повторной отправке вместо фин. возмещения, чуток допилю и перепродам на Авито).

Экран я в трех местах зафиксировал с помощью обычного термоклея — вроде держится.

На том же термоклее я зафиксировал ножки, чтобы плата не елозила по столу.

На этом мои доработки не закончились, ибо я планирую запитать плату от литий-ионного аккумулятора типоразмера 18650 через повышающий DC-DC преобразователь.

Теперь о том, как этот тестер вообще работает.

Слева у нас колодка, в которую можно подключать, скажем, те же электролитические конденсаторы, резисторы, диодные сборки, короче, что почти угодно, лишь бы ножки были. Открываете колодку, вставляете тестируемый элемент, закрываете колодку, дабы элемент зафиксировался, и кнопкой справа запускаем тест. Контактная площадка между колодкой и кнопкой предназначена для тестирования SMD-компонентов. Хотя, признаться, плате абсолютно пофигу — к SMD-площадке можно приложить ножки того ‘t электролитического конденсатора и тест будет пройден успешно (если проверяемый элемент исправен).

Теперь давайте чего-нибудь затестим. Например, электролитической конденсатор из партии, которую я недавно заказывал для реанимации материнской платы и видеокарты. В данном случае имеем номинал 16В по напряжению и 1000 микрофарад по емкости.

Плата правильно определила, что вей вставили именно конденсатор (о чем свидетельствует надпись Capacitor), но 905 uF вместо обещанных 1000 — это такое себе, но еще терпимо. ESR (параметр, характеризующий потери) у конденсатора достаточно низкий — всего 0,12 Ом (чем меньше — тем лучше). VLoss (параметр потери напряжения) тоже порадовал — даже 1,5% нету. Т.е. параметры вполне себе в норме, если не считать емкости — все-таки маловато.

Следующим пациентом будет конденсатор TK номиналом 6,3В 820uF. ВАЖНО!!! Конденсатор чуток вздутый. Выпаял я его из старой видеокарты.

Как видите, плата его вообще никак не опознала. Я повторил тест, приложив ножки к SMD-площадке, но результата это не дало. Т.е. конденсатор битый, следовательно, отправляется в мусорку.

Далее у нас будет еще один конденсатор, на этот раз из старой материнской платы. Это у нас Sanyo номиналом 6,3В 1000uF

Мы видим, что кондёрчик хоть и выглядит как новенький (хоть и паяный и с обкусанными ножками), но часть своих характеристик он уже утратил:

— 825uF для номинала 1000uF — это слишком мало;
— ESR хоть и в норме, но VLoss великоват (насколько я знаю, нормой считаются показатели от 0,5 до 2%).

Следовательно, этот кондёрчик тоже отправляется в мусорку, а на его место уже запаян нормальный.

Следующим пациентом у нас будет диод. Диод новый, не б/у, тоже «на запас» заказывал.

Имеем падение напряжения на 678 миливольт, а емкость — 10 микофарад.

Далее я со старой видеокарты выпаял 2 элемента, которые на первый взгляд ничем не отличаются друг от друга кроме маркировок.Оба элемента выпаяны с мёртвой видеокарты (надеюсь, все-таки реанимирую) и имеют механические повреждения.

Мы видим, что тестер определил его как 2 диода, соединенных «в противоположных направлениях» с падением напряжения 763 миливольта в одну сторону и 3,56 вольта в другую. Буду честен — я пока еще до конца не разобрался являются ли такие показатели нормой для данного элемента, но… напряжение батарейки на момент теста составляло порядка 8,7-8,8В и если вычесть 3,56В падения напряжения, то мы получаем чуть больше, чем 5,2В. Согласно даташиту этот элемент используется для понижения напряжения до 5В, т.е. пока что будем считать его нормальным.

Далее у нас на вид такой же элемент, но с другой маркировкой:

Плата опознала его как MOS’фет. Кстати, сравните схему, которую мы получили на дисплее со схемой, указанной в даташите:

До конца не уверен, но очень похоже, что мосфет полностью исправен.

Ну и последний испытуемый — конденсатор D.S номиналом 6,3В 2200uF. Вздутый. Комментарии излишни.

ESR не определено, VLoss — тоже, а емкость… короче, в мусорку этот хлам. В материнку, откуда я этот кондёр спёр, будет впаяны нормальные кондёры, а материнка еще и меня переживет.

Итак, с помощью данного прибора мы научились отличать однозначно мёртвые конденсаторы от тех, которые еще бодры и веселы, а также от тех, которые уже по-немногу начинают терять свои свойства. Также мы научились тестировать SMD-компоненты на работоспособность. Могу смело сказать, что данный приборчик хоть и пришел ко мне битым, один фиг не раз пригодится при ремонте/реанимации материнских плат, видеокарт, компьютерных блоков питания и прочих компьютерных железяк.

Мудрость: Никогда не оскорбляйтесь: на правду не обижаются, а ложь внимания не стоит.

Анонс: Друзья, как Вы уже поняли, я все глубже и глубже начал погружаться в компьютерную тематику. Поэтому в ближайшее время постараюсь запилить обзор оперативной памяти DDR2 — как она себя чувствует в 2К19 году.

Потеря напряжения после импульса зарядки, Vloss

0.2

 

 

 

 

 

m168

 

 

 

 

 

 

 

 

0.15

 

 

 

 

m168a

 

 

 

 

 

m168p

 

0.1

 

 

 

 

 

m328

 

 

 

 

 

m328p

 

0.05

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

-0.05

 

 

 

 

 

 

 

-0.1

 

 

 

 

 

 

 

-0.15

 

 

 

 

 

 

 

-0.2

2

4

6

8

10

12

14

0

Resistor value / Ohm

Рис. 5.45. Погрешность измерения сопротивления методом ESR

Для конденсаторов большой ёмкости, была проанализирована потеря напряжения на конденсаторе после того, как он был заряжен. Достигнутое напряжение заряда на электролитических конденсаторах терялось после короткого периода. Эта потеря напряжения могла быть вызвана параллельно подключенным резистором. Но я принимаю, что эта потеря напряжения электролитических конденсаторов вызвана внутренним рассеиванием заряда непосредственно после импульса зарядки. Заряжая конденсаторы через резистор 470 , как это сделано для небольших ёмкостей, это рассеивание проявляется сразу после выключения тока. Но в этом случае никакая потеря напряжения не была обнаружена. Но если Вы заряжаете тот же самый конденсатор с более низкой ёмкостью коротким импульсом тока, то также обнаружите потерю напряжения на конденсаторе. Тот же самый эффект, с более низкой потерей, может также быть замечен для керамических конденсаторов. Я заметил, что конденсаторы с потерей напряжения более, чем на несколько %, весьма вероятно, имеют низке качестве. Особенно заметна относительная потеря напряжения у более старых бумажных конденсаторов, у которых замечены проблемы и при других измерениях. Некоторые примеры измерений показаны в таблице.

Тип

Величина

PeakTech

Voltcraft

PeakTech

Transistor-

конденсатора

ёмкости

LCR 2170

M2650-B

3315

Tester

 

 

 

 

 

 

бумажный

4700pF

6,75-10,36nF

8,00nF

25,40nF

10,71nF

 

 

Q=2,5-32

 

 

Vloss=11%

бумажный

6800pF

9,40-11,40nF

10,41nF

23,30nF

11,65nF

 

 

Q=5-25

 

 

Vloss=5,0%

неизвестный

4700pF

5,85-6,33nF

6,12nF

6,90nF

6225pF

 

 

Q=16-87

 

 

Vloss=1,7%

фольговый

7870pF

7,86-7,87nF

7,95nF

7,95nF

7872pF

 

 

Q= > 1540

 

 

Vloss=0%

бумажный

22000pF

37,4-57,5nF

52,8nF

112nF

118,5nF

 

 

Q=2,5-32

 

 

Vloss=12%

фольговый

22600pF

22,4-22,5nF

22,57nF

22,69nF

22,54nF

 

 

Q= > 1540

 

 

Vloss=0%

бумажный

100nF

144-256nF

177nF

318nF

529,7nF

 

 

Q=2,6-28

 

 

Vloss=12%

керамический

100nF

97,7-102nF

103,7nF

103,3nF

103,1nF

 

 

Q=90-134

 

 

Vloss=0,1%

фольговый

100nF

98,0-101nF

101,4nF

102,2nF

101,6nF

 

 

Q=58-700

 

 

Vloss=0%

В этой таблице Вы видите, что ёмкость всех фольговых конденсаторов может быть измерена всеми приборами с хорошей точностью. Значение ёмкости и добротности (Q) PeakTech LCRметра являются минимальными и максимальными значениями измерений в частотном диапазоне от 100 до 100 . Во всех примерах в таблице потеря напряжения Vloss, замеренная Тестером, велика, если конденсаторы низкокачественные. Только в этих случаях различие результатов измерения ёмкости также большие. Тестер может определить потерю напряжения, если измеренное значение ёмкости больше 5000 .

5.3.8Отдельное измерение ёмкости и ESR

Отдельное измерение ёмкости с последующей оценкой ESR можно выбрать из диалогового меню дополнительных функций только для ATmega с достаточным объемом памяти. Этот тип измерения предназначен для тестирования конденсаторов без демонтажа. Пожалуйста, убедитесь, что все конденсаторы на плате разряжены, прежде чем начать измерение! Испытание установленных в плату копонентов производится низким, насколько это возможно, напряжением, лишь немного больше 300 . Кроме того, измерение производится с использованием только резистора 680 для уменьшения влияния связанных компонентов печатной платы. Для определения конденсаторов малых ёмкостей, измерение начинается с коротких импульсов зарядки 200 . Если заряд конденсатора короткими импульсами не достигнет 300 за 2 , то последующий заряд осуществляется импульсами 2 . Когда ёмкость измеряемого конденсатора большая, напряжение заряда импульсами 2 увеличивается медленно, то, в этом случае, ширина импульса(ов) заряда увеличится до 20 . Если напряжение на измеряемом конденсаторе приближается к 300 , снова используются короткие импульсы заряда. Общее время импульсов суммируется после достижения напряжения заряда больше 300 , ёмкость вычисляется по времени и уровню заряда конденсатора. С помощью этого метода возможно измерение ёмкости чуть ниже от 2 . Верхний предел измеряемой ёмкости ограничен временем заряда 2, 5 , примерно 50 . После успешного измерения ёмкости, измеряется ESR конденсатора по описанному в разделе 5.3.6 методу. Результат кратковременно отображается на дисплее, а затем сразу же начинается следующее измерение. Измерения останавливаются после серии из 250

измерений или по нажатию кнопки TEST, после чего программа возвращается в диалоговое меню дополнительных функций.

5.3.9Результаты измерения ёмкости конденсаторов

Результаты моих измерений ёмкости для трех микроконтроллеров ATmega8 показаны на рисунке 5.46. Некоторые значения оригинального программного обеспечения показаны с поправочным коэффициентом 0,88 (-12%). Другие результаты измерения различных версий ATmega8 показаны на рисунках 5.47a и 5.47b. Результаты измерения тех же самых конденсаторов для ATmega168 показаны на рисунке 5.48. Основой для вычисления погрешности являются результаты измерения немаркированных элементов LCR метром PeakTech 2170. Часть относительно большой разницы измерений вызвана слишком высокой частотой измерения LCR-метра для больших электролитических конденсаторов. С другой стороны плохое качество электролитических конденсаторов может дать другой процент.

 

10

Mega8-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mega8-2

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Mega8-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

orig

 

 

 

 

 

 

 

Percent

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m 100m

 

10p

Capacity value / F

Рис. 5.46. Погрешность измерения ёмкости в % с ATmega8

 

10

Mega8A-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mega8A-5

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Mega8A-6

 

 

 

 

 

 

 

Percent

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Percent

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error /

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m 100m

 

10p

Capacity value / F

(a) ATmega8A

10

Mega8L-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mega8L-8

 

 

 

 

 

 

 

8

Mega8L-9

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m 100m

10p

Capacity value / F

(b) ATmega8L

 

Рис. 5.47. Относительная погрешность измерения ёмкости

 

10

Mega168

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

Mega168as8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Percent

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m 100m

 

10p

Capacity value / F

Рис. 5.48. Погрешность измерения ёмкости в % с ATmega168

Рисунок 5.49 иллюстрирует, как сложно выбрать правильный алгоритм для измерения ёмкости. Все результаты измерения сравниваются с лучшими оценочными значениями ёмкости. Отклонение, «Мультиметр» показывает отличие от результатов мультиметра PeakTech 3315. Следующее отклонение, «LCR» показывает различие результатов PeakTech 2170 LCR-метра, который выбран из-за лучшего приближения по частоте измерения. Для сравнения этих результатов с результатами Тестера на ATmega168 показано отклонение «ATmega168as». Я уверен, что эти погрешности не являются реальными ошибками измерения конкретного оборудования, потому что лучшее оценочное значение также не соответствует реальному значению ёмкости конденсаторов.

 

7

Multimeter

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LCR

 

 

 

 

 

 

 

 

5

Mega168as

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Percent

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m 100m

 

10p

Capacity value / F

Рис. 5.49. Сравнение результатов измерений ёмкости мультиметром, LCR-метром и Тестером на ATmega168

В этом случае результаты LCR-метра взяты в качестве базы для сравнения. Те же самые результаты для трех различных микроконтроллеров ATmega168 показаны на рисунке 5.50a, микроконтроллеров ATmega168A показаны на рисунке 5.50b, для микроконтроллеров ATmega168PA — на рисунке 5.51. Результаты трех ATmega328 дополнительно показаны на рисунке 5.52a, а трех ATmega328P — на рисунке 5.52b. В них учтена только нулевая ёмкость измерения 39 , все другие средства, чтобы скорректировать результаты не используются. В эту нулевую ёмкость включена также ёмкость 2 − 3 , которую дает кабель с зажимами длиной 12 см. Разводка платы также может дать, отличное от нулевого, значение ёмкости, я зафиксировал эту нулевую ёмкость для платы «DG2BRS V 5.2.1».

 

16

 

 

 

 

 

 

168-1

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

168-2

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

 

 

 

 

 

 

168-3

 

 

4

 

 

168A-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

168A-5

 

 

 

 

 

 

Percent

 

 

 

 

 

 

 

 

Percent

2

 

 

168A-6

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

/

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

4

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m

-10

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m

 

10p

10p

Capacity value / F

Capacity value / F

(a) ATmega168

(b) ATmega168A

Рис. 5.50. Погрешность измерения ёмкости, не откалиброван

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

168PA-7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

168PA-8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

168PA-9

 

 

 

 

 

 

/ Percent

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m

 

10p

Capacity value / F

 

Рис. 5.51. Погрешность измерения ёмкости тремя ATmega168PA, не откалиброван

 

 

12

 

 

 

 

 

 

328-10

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

328-11

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

 

 

 

 

 

 

168-12

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Percent

6

 

 

 

 

 

 

 

 

/ Percent

4

 

 

328P-13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

328P-14

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

328P-15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

 

 

 

 

 

 

 

 

Error

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-6

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m

-8

100p

1n

10n

100n

1u

10u

100u

1m

10m

 

10p

10p

Capacity value / F

Capacity value / F

(a) ATmega328

(b) ATmega328P

Рис. 5.52. Погрешность измерения ёмкости, не откалиброван

Чтобы получить лучшую точность, Вы должны приспособить программное обеспечение к индивидуальной особенности Вашего образца ATmega. Для этого Вы можете установить напряжение коррекции REF_C_KORR для компаратора, который будет использоваться для измерения небольших ёмкостей. Коррекция в 1 уменьшает результаты измерения на o 0.11 % . Для больших ёмкостей Вы можете определить значение C_H_KORR, показывающее, насколько превышены измеренные величины ёмкости. Поскольку конденсаторы большой ёмкости в большинстве электролитические конденсаторы с худшим качеством, измерение их ёмкости осложнено. Это также дополнительно усложняет дифференцирование отличий от реальных значений ёмкости.

Я заметил, особенно с микроконтроллерами ATmega168, аномалию результатов измерения малых ёмкостей, которая зависит от скорости нарастания напряжения во время зарядки конденсатора. Рисунок 5.53 показывает погрешность измерения ёмкости, когда учитывают только нулевое значение (168-3-A), с поправочным коэффициентом для малых ёмкостей

Универсальный тестер радиокомпонентов: что это, функци

С развитием элементной базы приходится обзаводиться новыми приборами. Ещё недавно для ремонта любой техники было достаточно обычного стрелочного тестера. В самых сложных случаях использовали осциллографы. Стрелочные приборы заменили на цифровые. Но мало того, не так давно появился новый прибор — универсальный тестер радиокомпонентов. Что это за прибор, для чего нужен, что может и как им пользоваться читаем дальше.

Содержание статьи

Чем отличается универсальный тестер от мультиметра

Мультиметр, наверное, есть у каждого домашнего мастера, который хотя бы иногда берётся ремонтировать домашнюю (и не только) технику. Им легко проверить/измерить сопротивление, определить наличие короткого или обрыв. Некоторые более серьёзные и дорогие модели позволяют проверить работоспособность транзисторов, измерить ёмкость конденсаторов и т. д.

Но, если надо протестировать более сложные радиоэлементы — оптопары, MOSFET транзисторы, определить ESR параметры конденсаторов, тут мультиметр бесполезен. Некоторые из более «сложных» деталей можно проверить, собрав дополнительные измерительные схемы. Но куда проще иметь универсальный тестер радиокомпонентов, который все нужные характеристики определяет без всяких схем за несколько секунд.

Универсальный тестер китайской сборки

Что такое универсальный измеритель радиокомпонентов/радиоэлементов? Это небольшой приборчик с экраном и одним, или несколькими разъёмами для подключения тестируемых деталей. Есть также кнопка начала работы. Подписана она обычно TEST, может быть несколько вводов для подключения разного типа напряжений и определения их параметров.

Это немецкий фирменный «тестер транзисторов» Karl-Heinz Kübbeler который с успехом клонируют китайцы

Работает универсальный тестер от батареек или через адаптер подключается в сеть, могут подключаться через USB-порт разного формата. Некоторые модели имеют в комплектации измерительные щупы, которые позволяют тестировать детали, не выпаивая их с плат.

Возможности универсального тестера

Называют этот прибор транзистор-тестер, так как это одна из самых востребованных его функций. Но это только одна строчка из списка возможностей. Ещё можно встретить название тестер Маркуса, универсальный или многофункциональный тестер, измеритель радиокомпонентов, мультитестер, ESR-тестер и массу других более-менее похожих вариантов. А всё потому что он может многое и каждый называет по важной для него функции. Вот примерный перечень возможностей:

  • Проверяет ёмкость конденсатора любого типа. Причём устанавливает и дополнительные параметры — ESR — сопротивление конденсатора и Vloss — падение напряжения, которое отображается в процентах. Фактически последний параметр отображает степень «износа» конденсатора (высыхания электролита в частности). Чем выше этот показатель, тем хуже.

    Вот в таком виде выдает результаты измерений/тестирования транзисторов

     

    • Без проблем проверяет транзисторы, определяет цоколевку. Расписывает, к какому пину подключены катод-анод-база. Может указываться величина порогового напряжения открытия затвора.
    • Проверяет работоспособность светодиодов, диодов, триодов, оптопар. Определяет коэффициент усиления, распиновку.
    • Может быть, использован как генератор заданной частоты.
    • Некоторые позволяют замерять частоту, временны́е параметры синусоидального напряжения, параметры прямоугольных импульсов.
    • Могут проверять датчики температуры (для тёплого пола очень полезная опция, но встречается нечасто).
  • Есть модификации и с более редкими возможностями. Например, измеряются и проверяются два резистора в связке, потенциометр (переменный резистор) и т д. В общем, нужный прибор. Причём в работе совсем несложный. Обращаться с ним проще, чем с электронным мультиметром.

Фирменный или «китаец», готовый или конструктор

Универсальный тестер радиокомпонентов можно купить фирменный или один из китайских клонов. Разница в цене более чем ощутимая. Но и надёжность у фирменных приборов, и точность гарантирована, а у клонов — как повезёт.

Внешне между фирменным и клоном разница солидная

На всем известном «Али» есть универсальные тестеры радиокомпонентов с корпусом и без него. Без корпуса, понятное дело, дешевле. Китайские измерители и в корпусе совсем недорогие (порядка 20–30 $), а без корпуса и того дешевле. Но многие страдают недостоверностью — солидно привирают. Ориентироваться надо по отзывам.

Этот набор деталей и есть конструктор для сборки универсального измерителя параметров деталей

Хоть на Али и готовые тестеры полупроводниковых приборов недорогие, есть ещё более дешёвый вариант — так называемые конструкторы. Конструктор универсального измерителя — это печатная плата и набор деталей, которые требуется установить/припаять самостоятельно. Вы первоначально выбираете набор характеристик. Под него вам высылают набор деталей. Некоторые из сложных в монтаже деталей (микропроцессор) могут быть уже установлены. Остальные — конденсаторы, резисторы, ёмкости и т. д. надо будет припаять самому.

Как работать с универсальным тестером

Работает прибор от батареек и от сети через адаптер. Питание может быть от 6 В до 12 В. Зависит от конкретной модели.

Как пользоваться тестером транзисторов

Каждый раз при включении прибора проверяется наличие питания и его параметры. Если питание в норме, высвечивается об этом сообщение и работа продолжается — начинается тест установленной детали. Если питание «не ОК», придётся заменить батарейку или включиться через адаптер и включить его снова.

Установка радиоэлемента и его проверка

Проверяемые детали надо устанавливать в разъёмы/пины, которые находятся под экраном. Обычно есть три зоны. В каждой по несколько контактных площадок. С таким устройством можно без проблем ставить и большие, и маленькие детали — разъёмы находятся на разном расстоянии.

Это три пина (три области) для установки ножек тестируемых деталей

Ножки деталей устанавливаем в разъёмы так, чтобы они попали в разные зоны. Нажимаем кнопку «старт». Через пару секунд на экране появятся результаты измерений. Высвечивается условное обозначение проверенной детали и измеренные параметры.

Калибровка

При первом пуске универсальный тестер радиодеталей может требовать калибровку. Если есть инструкция просто надо выполнять все действия по пунктам. Ничего сложного, простейшие действия, но без них точность измерений никто не гарантирует.

Сообщение о необходимости калибровки

Если инструкции нет, можно прочесть, что от вас требуется на экране. Сообщения обычно на английском языке, высвечиваются последовательно.

Пример калибровки универсального тестера GM328

Так как английский не для всех доступен, приведём пример калибровки китайского «конструктора» GM328. Это одна из самых популярных сборок, которые стоят порядка 12$.

Для калибровки универсального тестера GM328 надо соединить перемычками все три пина (области) для измерений. Удобно сделать две П-образные перемычки. Первая соединяет 1–2, вторая 2–3. Можно сделать одну в виде буквы Ш. Порядок действий такой:

  • Включить прибор. Включается GM328 кратковременным нажатием на валкодер (некоторые называют энкодер).
  • Перейти в режим самотестирования (self-test). Для этого:
    • Как только на экране после пуска засветится любая надпись, повторно нажимаем на валкодер и удерживаем его 7–8 секунд. Не больше и не меньше, так как при другом времени нажатия либо произойдёт перезапуск, либо прибор выключится.
    • Когда через 7–8 секунд валкодер отпустили, на экране появляется основное меню. Вам надо перейти из текущего режима в режим самотестирования — «Selftest». Текущий режим подсвечивается зелёным светом или галочкой (как на фото). Чтобы сменить позицию крутим ручку валкодера. Если вам надо опуститься ниже — по часовой

      Это главное меню. Для калибровки требуется перейти в режим самотестирования -Selftest

        • Когда отмеченной окажется нужная строчка, нажимаем на валкодер, подтверждая выбор.
    • После запуска программы тестирования появляется надпись Short Probers — проверка короткого (вы же перемычками замкнёте все измерительные области). Она горит около минуты. За это время надо установить перемычки.

      Требование установить перемычки и результат проверки сопротивления короткого замыкания между областями измерения

    • Как только перемычки вставили, появляется ряд цифр. Это сопротивление установленных между пинами перемычек.
    • После появления этого сообщения, появляется надпись Isolate Probers. Это значит, что далее будет тестироваться изоляция между измерительными пинами и перемычки надо снять.

      При появлении этого сообщения надо снять перемычки

    • Как только перемычки сняли, высвечиваются два следующих сообщения. Они носят информационный характер — показывают изоляцию между пинами.

      Это данные проверки изоляции измерительной области

    • Потом появляется сообщение о необходимости установки конденсатора ёмкостью более 100 мкФ. Его ножки надо поставить в 1 и 3 пин. Без этого шага калибровка не будет завершена. И сообщение о её необходимости будет появляться перед каждым измерением, что ужасно нервирует. Обратите внимание! Конденсатор для калибровки должен быть плёночным.  В крайнем случае, керамический, а электролитические категорически не рекомендуют.

      Вот такого вида сообщение говорит о необходимости установки конденсатора ёмкостью более 100 нФ

    • После того как поставили конденсатор достаточной ёмкости, появляется надпись «Test End» и прибор далее будет работать без надоедливых сообщений.
    • Это пример калибровки конкретного универсального тестера радиокомпонентов. Не значит, что у других будет всё точно так же. Но вы хоть будете иметь представление о том, что от вас может потребоваться.

      Примеры измерений радиодеталей

      Пользоваться измерителем радиоэлементов очень просто. Надо установить деталь и включить прибор. Он протестирует питание, если оно в норме, начнёт проверять установленную в разъёмы деталь. По результатам теста высветит сообщение, в котором будет указан тип детали и её параметры.

      Фирменный прибор

      Чтобы было понятнее, разберём работу популярных клонов М328 и GM328. Разница между ними в наборе возможных функций (у GM328 больше). Любой прибор включается кратковременным нажатием на валкодер. Нажали, 1–2 секунды подержали и отпустили. Выключается прибор либо выбором соответствующей строчки в основном меню (Switch Off) либо удержанием нажатого валкодера в течении 10 секунд.

      Режимы работы M328

      Все режимы работы можно посмотреть после включения прибора. В GM328 переход в меню происходит при нажатии на валкодер (ручка переключения). Нажали держите 3–7 секунд (у разных сборок по-разному). После того как ручку отпустили, высвечивается меню. Обычно оно состоит из следующих пунктов:

      • Transistor — основной режим работы прибора, при котором проверяются все радиоэлементы кроме конденсаторов.
      • [email protected]:3 — режим измерения ёмкости конденсаторов и ESR параметров.
      • Contrast — подстройка яркости экрана, регулировка контрастности.
      • Frequency — измерение частоты переменного напряжения.
      • f-Generator — работа в качестве генератора меандра.

        После включения прибора переходим в основное меню. Там можно выбрать режим его работы

      • 10-bit PWM — выдаёт прямоугольные импульсы, работает как генератор ШИМ-сигнала.
      • rotary encoder — имитатор работы энкодера.
      • Selftest — калибровка.
      • Show data — отображение информации, которая есть в памяти (последние измерения).
      • Switch off — выключение прибора.

      Активный режим универсальный тестер радиокомпонентов M328 отмечает галочкой, которая стоит напротив строчки с названием элемента. Может быть, также выделение цветом или подсветка. Перемещение по меню — вращением рукоятки валкодера. Переход/активизация выбранного режима — кратковременное нажатие на валкодер. Не передержите, иначе прибор перезапустится.

      Обычно его оставляют в режиме «транзистор». Этот режим автоматически запускается при включении прибора. В нём можно измерять всё. Во многих моделях и конденсаторы тоже. И только некоторые требуют переключения в особый режим.

      Дополнительные режимы сборки GM328

      Вариант сборки универсального измерителя радиоэлементов GM328 имеет больше возможностей. В нём есть специализированные режимы для проверки резисторов, ёмкостей, декодера и энкодера. Может он работать также в режиме вольтметра. К перечисленным выше пунктам добавляются ещё 10, которые перечислены ниже.

       

      • RL — индуктивность.
      • C. Ёмкость.
      • DS18B20. Декодирование показаний термодатчика.
      • C(mF) — correction (конденсаторы большой ёмкости).
      • IR_Decoder. Декодер сигналов ИК протокола.
      • Проверка состояния питания при каждом включении

      • IR_Encoder. Передача сигналов ИК протокола.
      • DHT11. Декодирование датчика температуры и влажности.
      • Voltage — Вольтметр.
      • FrontColor — Цвет текста.
      • BackColor. Цвет фона.

      Нужны ли эти специальные режимы? Если вы профессионально занимаетесь ремонтом техники, то да. Для домашнего использования они не требуются. Всё что необходимо есть в более простой сборке.

      Проверка деталей универсальным тестером

      Ножки деталей вставляем в две разные области. Через несколько мгновений на экране видим результаты измерений. Указывается тип элемента (рисуется графическое изображение), между какими пинами он включён, указывается его номинал с указанием размерности и единиц измерения, дополнительные параметры, если они есть.

      Проверка резисторов, ёмкостей

      На фото результаты измерений двух резисторов. Их, конечно, можно и мультиметром проверить, но и так быстро и просто. Эту функцию можно использовать, если цветовая маркировка пока даётся плохо.

      Примеры измерения универсальным тестером сопротивлений

      Для смены детали просто одну вынимаем ставим следующую. Неважно в какие гнёзда. Измерение установленного элемента начинается после кратковременного нажатия на валкодер. Поменяли резистор, нажали, получили новые результаты измерений. Без нажатия на экране остаются старые данные. Если не производить никаких действий достаточно долго (около 30 секунд) прибор выключится.

      Установлен в измерительные гнезда электролитический конденсатор и результат его измерений

      С конденсаторами всё точно так же. Просто вставляете ножки в измерительную колодку и нажимаете на валкодер.

      Обратите внимание! Электролитические конденсаторы перед проверкой надо разряжать. Или вам придётся покупать новый прибор.

      Как проверить диоды и стабилитроны

      Проверить универсальным измерителем можно диоды. Некоторые, диоды Шоттки, например, могут протестировать не все модели. Если вы работаете с такими специальными радиоэлементами, смотрите чтобы в описании был указан нужный вам тип диодов.

      Результаты проверки диодов универсальным тестером

      При проверке диодов тоже указывается тип (схематическое изображение), в какие пины подключён. Указывает падение напряжения, а на переходе, обратный ток и ёмкость (видимо, паразитную).

      Проверка стабилитронов

      При измерении стабилитронов показывает также напряжение обратного пробоя. Обычным мультиметром этот параметр проверить сложно. Вернее, не всегда возможно. Многие приборы просто не могут «пробить» барьер.

      Как измерить транзисторы

      Транзисторы могут быть маленькими, с короткими ножками. Устанавливаются они на две измерительные площадки.

      Тестер транзисторов определяет распиновку и все параметры

      Показывает распиновку, то есть к какому входу подключён эмиттер, коллектор, база. Указывается тип — NPN или PNP, токи перехода и напряжение. Если транзистор пробит, определяется он как сопротивление с малым номиналом.

      Работа в качестве генератора меандра

      При выборе режима работы в качестве генератора — f-Generator, автоматически переходите в меню, где перечислены частоты. В сборке GM328 генерируются прямоугольные импульсы со скважностью 2. Амплитуда — 5 вольт, а частота — от 1 Гц до 2 МГц. Но выбрать можно только из списка. Самому задавать частоты нет возможности.

      Работа в режиме генератора определенной частоты

      Частоты представлены в виде списка и зациклены. Если вы находитесь на последней строчке и нажимаете ещё раз «вниз», то оказываетесь на первой строчке. Аналогично и с верхней строкой. Если курсор стоит на верхней позиции, нажатие «вверх» перекинет вас на самую нижнюю позицию.

      • Предыдущая запись
      • Следующая запись

Мультифункциональный LCR тестер TC-1 от торговой марки DANIU™.

Приветствую всех читателей на страницах сайта!
Наверное, не многие радиолюбители еще не слышали о LC тестере T4, а те кто обзавелся или собрал самостоятельно подобный прибор вряд ли назовут его бесполезным.
Интерпретаций данного тестера сегодня существует довольно большое множество – это и конструктор, и готовый модуль с питанием от кроны, и модули с литиевыми аккумуляторами, и эти же модели, но уже в корпусе из оргстекла/акрила.
Сегодня хочу поделиться информацией о еще одной версии LC-тестера – мультифункциональном тестере ТС-1 с цветным экраном, встроенным литий-ионным аккумулятором, приличным корпусом и парой дополнительных полезных функций.
Кому данная тема интересна, приглашаю под кат.

Сначала пара слов для тех, кто еще не знает для чего служат подобные приборы.
Как правило, большую часть радиокомпонентов можно проверить обычным мультиметром. Однако есть и такие, которые мультиметром не протестировать вовсе или удастся это сделать лишь частично. Например, полевые транзисторы MOSFET, J-FET. Кроме того, не все мультиметры могут измерять емкость конденсаторов, а те которые могут это делать, не могут измерять ESR – эквивалентное последовательное сопротивление и Vloss – напряжение утечки.
Не удастся так же мультиметром определить напряжение стабилизации стабилитронов при затертой или мелкой маркировке.
И вот в этих случаях очень может выручить многофункциональный тестер ТС-1, которым можно тестировать резисторы сопротивлением до 50 МОм, диоды, стабилитроны с напряжением стабилизации до 30 вольт, светодиоды, npn и pnp биполярные транзисторы, N и P канальные полевые транзисторы MOSFET и J-FET, IGBT биполярные транзисторы с изолированным затвором, тиристоры, симисторы, измерять индуктивность, емкость, ESR, Vloss конденсаторов, а так же напряжение литиевых аккумуляторов до 4,5 вольт. Тестер умеет дешифровать сигналы пультов дистанционного управления. Питается прибор от внутреннего литий-ионного аккумулятора и заряжается через microUSB разъем от любого источника напряжением не более 6 вольт. Информация о результатах теста выводится на цветной TFT дисплей размером 1,8 дюйма с разрешением 160*128 пикселей.

Поставляется тестер в небольшой коробке с цветным принтом и информацией о возможностях тестера.




Внутри лежит интуитивно понятная инструкция на английском языке и антистатический пакет.


Внутри антистатического пакета спрятан тестер, короткий шнур для зарядки и … еще два антистатических пакета).

В полностью распакованном виде содержимое пакетов выглядит так:

Большой плюс, что положили в комплект щупы – не нужно допаивать провода к радиодеталям с короткими ножками или аккумуляторам, чтобы вставить их в разъем. Наконечники щупов подпружинены и хорошо зажимают выводы радиокомпонентов.
Но есть и претензии к щупам – они могли бы быть и одного цвета с проводами. Позже, когда проводил тесты, испытывал дискомфорт от этого. Оно может и не имеет значения – тестеру все равно какой контакт детали, в какой контакт колодки вставлен. Он сам разберется, но все же когда внимание сосредоточено на приборе/щупах/измерениях, то лишний отвлекающий фактор не к месту (а может и придираюсь).

Конденсатор на 10 мкф*25 вольт и красный светодиод положили в качестве бонуса, а вызвавшие сначала недоумение неразрезанные контакты, позже пригодились для калибровки тестера – да, есть тут и такая задекларированная в инструкции процедура.
С самого начала прибор вызвал интерес тем, что у него приличный корпус, ничего делать как в случае с бескорпусным вариантом LC тестера Т4 не нужно. В руке лежит удобно.

Излишество или хороший тон, но экран закрыт транспортировочной пленкой.
К номерным контактам разъема подключаются любые контакты радиодеталей, кроме стабилитронов. Для стабилитронов предусмотрены контакты разъема КАА (катод, анод, анод).
В инструкции указано, что не следует одновременно в номерные контакты вставлять, например, транзистор, а в контакты для стабилитронов стабилитрон – будет проводиться тест только компонента в номерных контактах.
Рядом с разъемом расположено окно инфракрасного датчика для проверки и декодирования сигналов пультов ДУ.
Все управление прибором производится одной кнопкой, которая в инструкции обзывается многофункциональной. Под «много» имеется ввиду, краткое нажатие для активации прибора и начала теста, после установки компонента в разъем и длительное нажатие для принудительного выключения прибора. Как и в Т4 здесь не забыли про автоотключение после 25 секунд бездействия. Кому этого времени покажется много, тот может воспользоваться информацией из инструкции, вскрыть прибор и установить паяльником перемычку, задав нужный период до отключения от 10 до 25 секунд.
На задней стороне прибора находится разъем microUSB и светодиод. Во время зарядки он светится красным, а по ее окончании привычно зеленым цветом.

Дальняя и нижняя сторона корпуса

Размеры корпуса

Как и все приборы, содержащие аккумулятор, тестер перед использованием рекомендуется зарядить. Максимальный ток зарядки составляет 0,44 Ампера.

С описанием внешнего вида и характеристикам всё и можно переходить к тестированию радиокомпонентов.
Для включения тестера кратко нажимаем кнопку и видим следующее на экране:

Прибор пишет, что не обнаружил тестируемый компонент или компонент поврежден.
Выпрямительный диод 1N4007, диод Шоттки SR504, сдвоенный диод Шотки SBL2040CT.

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается. Во время теста светодиод начинает мерцать.

Стабилитроны на разное напряжение:

Транзисторы структуры npn: BC547C, МJE1309, КТ312Б, КТ315Б

MJE13003С с защитным диодом и составной транзистор КТ827А

Транзисторы структуры pnp: МП40А, ВС557В, S8550

Полевые транзисторы: APM3055L – N-канальный MOSFET и LD1010D – N-канальный JFET с PN диодом:

Из имеющихся у меня под рукой компонентов тестер не совсем точно отобразил N- канальный MOSFET К3742. Его он показал как IGBT:

P-канальный MOSFET BSS92

А вот IGBT транзистор G20N50C тестер отобразил как N канальный MOSFET, но тут есть оговорка: по одному даташиту он N-канальный MOSFET, а по другому N-канальный IGBT и обозначения немного разные.


Не смотря на «путаетесь в показаниях») нужно сказать, что тестер суть компонента определил – будь транзистор пробитым или оборванным, мы бы увидели совсем иную картинку.
Последние две фотки снимались по случаю на телефон на радиорынке так, как в наличии P-канальных MOSFET и IGBT в наличии не было. Не обессудьте.
Следующими в очереди были симисторы MAC97A8 и BT134600E

В инструкции к прибору говорится, что тестер способен тестировать тиристоры и симисторы с током управляющего электрода до 6 mA, но у MAC97A8 этот параметр равен 7 mA, а у BT134600E — 25 mA. Выходит или в инструкции ошибка или прибор лучше). С конденсаторами такая же история – до 100 mF. Микро или мили? Учитывая, что тестер измеряет конденсаторы емкостью больше 100 мкФ, то тогда в инструкции имеются в виду миллиФарады, а это 100 000 микроФарад. Но вернемся к тестированию.
Измерение индуктивности:

Тестер умеет распознавать сигналы пультов дистанционного управления и декодировать их. Но касается это только пультов работающих в IR формате Hitachi. Из таковых оказался только ПДУ от ДВД плейера BBK. При нажатии кнопок на пульте картинка на дисплее тестера менялась.


В случае с остальными пультами на зеленом поле экрана мигала красная крупная точка, просто сигнализируя о том, что пульт работает и что то излучает.
Насколько полезная данная функция судить не берусь, но пусть лучше будет.
Сопротивление тестер измеряет в диапазоне 0,01 Ом — 50 Мом. Не всё нашлось в закромах, но общий вывод – справляется. Погрешность есть, как, впрочем, и у всякого измерительного прибора. В инструкции, кстати, она не указана.

На резисторах провел сравнительные замеры тремя приборами:

Как говорится, придраться к каждому можно. И в то же время каждый не далеко ушел от соседа. Где то больше, где то меньше, но все равно достаточно точно.
Проверку конденсаторов провел по той же схеме. Расхождения между приборами присутствуют, но иное представить трудно.

Опять же сравнительные замеры тремя приборами:

Примечательный факт — конденсаторы были разные — керамика, лавсан и другие, но с МБМ не смог справиться ни один из приборов. При этом, обозреваемый ТС-1 показал лишь на 35 % больше от номинала. Два других дали погрешность почти на +80 %).

Как уже говорил, важным параметром электролитических конденсаторов является ESR – эквивалентное последовательное сопротивление. Его возрастание приводит к некорректной работе схем. Не лишним будет знать и Vloss конденсатора – напряжение утечки, измеряющееся в процентах и показывающее, сколько процентов заряда теряет конденсатор через одну секунду после прекращения процесса заряда. При его значении в несколько процентов конденсатор лучше отложить в сторону.
Измеренные величины ESR сравниваются с табличными, обязательно следует учитывать напряжение, на которое рассчитан конденсатор.

Сначала фото приличных конденсаторов. Номиналы на фото написаны желтым цветом.

Пара сравнительных фото с мультиметром.
Тот же конденсатор 47 мкф*160 вольт и 2200 мкф*25 вольт.

Результаты сравнения показаний емкости трех приборов такие же как и в случае с резисторами и неэлектролитическими конденсаторами – плюс/минус, но все рядом.
В завершении конденсаторной главы несколько фото негодных конденсаторов.
4,7*25 В, 100 мкф*10 В, 10 мкф*50 В:

4,7 мкф*400 В, 22 мкф* 250 В, 470 мкф * 25 В

Следуя инструкции и по опыту угробленного Т4, скажу что перед проверкой конденсаторов их следует обязательно разрядить.
Кроме всего вышеперечисленного ТС-1 позволяет так же проверять напряжение элементов питания с напряжением до 4,5 Вольт.

Последним пунктом из функционала тестера остается калибровка. Тут, как в случае с Т4, не требуется конденсатор. Здесь для калибровки достаточно вставить в колодку те самые неразрезанные контакты из комплекта, что при распаковке удивили своим наличием в комплекте, и нажать кнопку.
После этого на экране появится сообщение о самотестировании и ниже шкала с процентами его выполнения.

На уровне 22 процентов тестер попросит извлечь замкнутые контакты и тест продолжится.

На этом повествование о богатом функционале маленького прибора можно заканчивать и переходить ко всем любимой разборке и тесту аккумулятора.
Разбирается прибор просто, для этого нужно лишь открутить четыре самореза. Аккумулятор приклеен на двухсторонний прозрачный скотч. Теперь ищу такой же – еле оторвал аккумулятор, пришлось поддевать пластикой картой. Если кто знает, прошу дать ссылку. Приклеено было так хорошо, что при отрывании аккумулятора обертка слегка поменяла рельеф, но с самим аккумулятором все в порядке.

Мозговым центром тестера является микроконтроллер Atmega 324PA, надпись на втором чипе старательно затерта.


Обратите внимание на область платы в красном прямоугольнике – замкнув контакты на массу можно изменить время до отключения тестера. С завода перемычек нет и установлено время 25 секунд. Добавив перемычки можно установить 10,15,20 секунд.

С обратной стороны платы все так же аккуратно и без следов флюса, а плата экрана припаяна через пины (надеюсь правильно назвал), что куда надежнее, чем шлейф, как в Т4.


Тест аккумулятора провел из спортивного интереса аж тремя способами: зарядка-разрядка iMax B6 (током 0,2 А), зарядка-разрядка EBD-USB (током 0, 18 А) и зарядка через USB-тестер. И на удивление все три теста дали практически одинаковый результат – аккумулятором прибор укомплектован качественным.



Под финал изучения тестера под руку попались динисторы DB3. С ними, не смотря на напряжение пробоя по даташиту от 28 до 32 вольт, тестер тоже как-то справился.

Подводя черту, по традиции и правилам сайта отмечу минусы и плюсы.
Минусы (или пожелания): прибору следует немного добавить точности измерений, вопросы по определению некоторых MOSFET и IGBT транзисторов и хотелось бы щупы и провода одного цвета.
Плюсы: многофункциональность, компактность и законченный вид благодаря корпусу, внутренний качественный аккумулятор, щупы, простая калибровка, цветной дисплей.
P.S. Из имеющихся теперь тестеров T4 и ТС-1 предпочту пользоваться обозреваемым.

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

мультифункциональный тестер радиодеталей • Проверено лично!

Скажу сразу, я очень поверхностный радиолюбитель. Я могу собрать готовую схему, умею пользоваться мультиметром и паяльником, в целом понимаю принцип действия основных радиодеталей, но профессионалом назвать меня сложно. Я не смогу создать схему усилителя для бытового использования или рассчитать полосу пропускания частотного фильтра, но мне в жизни это ни разу и не потребовалось. Я умею читать даташиты и вполне смогу собрать тот же усилитель из TDA2050 и готовой платы питания, которую можно за копейки купить на Алиэкспресс, а простейший ремонт всяческой радиотехники — это вообще та область, с которой мне приходится сталкиваться постоянно. Заменить сгоревший транзистор в блоке питания (а заодно найти причину поломки) при наличии Гугла и паяльника я могу. Или переделать питание настольной лампы под светодиод на 12 вольт. Но иногда у меня появляются задачи посложней, в частности, недавно мне принесли нерабочий киловаттный автомобильный инвертор, который я решил восстановить (и при возможности сделать его более надежным). Для упрощения диагностики я решил приобрести мультифункциональный ESR тестер LCR-T4. Собственно говоря, я не подозревал о его существовании, готовился выпаивать всё подряд и прозванивать обычным тестером, но Алиэкспресс услужливо подсунул мне рекламу, и после небольшого знакомства с сутью этого ценного прибора, я его заказал. Тестер по отзывам вполне работоспособный, убедиться в этом мне помогла переведенная с немецкого документация разработчика данного прибора. Инструкцию по использованию lcr-t4 можно скачать тут. Там же есть схемы измерения и описание исходников прошивки.

Что понимает это чудо техники:

  • Резисторы;
  • Полярные и неполярные конденсаторы;
  • Катушки индуктивности;
  • N-P-N и P-N-P биполярные транзисторы;
  • MOSFET транзисторы P- и N-канальные;
  • JFET транзисторы;
  • Диоды;
  • Двойные диоды;
  • Тиристоры;
  • Симисторы.

Вариантов комплектации тестера LCR-T4 на Алиэкспрессе не так много. Тестер продается в виде платы с экраном и разъемом для батарейки 9 Вольт (типа «Крона»). По большому счету выбор сводится к тому, купите ли вы просто LCR-T4, а к нему отдельно корпус, или купите тестер LCR-T4 вместе с корпусом одним лотом. В любом случае, собирать его вам придется самостоятельно. Я выбрал второй вариант, тестер с коробкой, это получилось дешевле, поскольку в стоимость включена одна доставка, а не две, как если бы я покупал их по отдельности.

Ждать пришлось недолго, уже через 15 дней в дверь позвонил почтальон. Вот так выглядит то, что пришло в посылке.

Часть 9 — Параметры испытаний и электрические свойства

Добро пожаловать в серию «Основы работы с конденсаторами», где мы расскажем вам обо всех особенностях микросхем конденсаторов — их свойствах, классификации продукции, стандартах испытаний и сценариях использования — чтобы помочь вам сделать обоснованные решения о правильных конденсаторах для ваших конкретных приложений. После описания классификации диэлектриков в нашей предыдущей статье давайте обсудим условия испытаний конденсаторов и их электрические свойства.

Электрические характеристики конденсаторов с керамической микросхемой сильно зависят от условий испытаний, в первую очередь от температуры, напряжения и частоты.Эта зависимость от параметров испытаний более очевидна для сегнетоэлектрических диэлектриков класса II и пренебрежимо мала или более легко предсказуема для составов класса I. Поэтому были установлены определенные отраслевые стандарты измерений, которые устанавливают соответствующие пределы производительности для любых заданных электрических свойств и диэлектрических характеристик.

Температурная зависимость

Температурный коэффициент (зависимость емкости и температуры)

Как правило, материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью K при 25 ° C демонстрируют большее изменение при изменении температуры.Температурный коэффициент емкости (T CC или TC) измеряет отклонение емкости от температуры и выражается в единицах ppm / ° C (частей на миллион на градус Цельсия) для конденсаторов класса I и% ΔC (изменение емкости в процентах. ) от измерения комнатной температуры для конденсаторов класса II.

Диэлектрические потери и температура

Диэлектрики класса I демонстрируют лишь незначительное изменение коэффициента рассеяния (DF) с температурой в стандартном температурном диапазоне от -55 ° C до 125 ° C, тогда как диэлектрики класса II демонстрируют общее уменьшение DF с температурой (особенно в точке или около точки Кюри). материала).При комнатной температуре 25 ° C отраслевые стандарты требуют, чтобы DF для стандартных диэлектриков класса I (например, C0G-NP0) не превышал 0,1%, тогда как DF для диэлектриков класса II Mid-K (например, X7R) не должен превышать 2,5. %, а DF диэлектриков High-K класса II (таких как Z5U и Y5V) не должен превышать 3,0%.

Рисунок 1. Кривые коэффициента диэлектрических потерь в зависимости от температуры

Сопротивление изоляции и температура

Емкость конденсатора обратно пропорциональна его сопротивлению изоляции (IR), которое является мерой способности материала выдерживать утечку тока.Поскольку тепловая энергия увеличивает диффузию носителей заряда, утечка тока увеличивается с температурой. Обычно ИК-излучение большинства диэлектриков при 125 ° C уменьшается на один-два порядка величины по сравнению с измерением при 25 ° C. Отраслевые стандарты требуют, чтобы показания ИК-излучения при 125 ° C превышали 100 Ом-Фарад (ΩF).

Диэлектрическая прочность и температура

Диэлектрическая прочность изоляторов обратно пропорциональна температуре, так как тепло снижает собственное сопротивление материала.Как правило, правильно спроектированный конденсатор прочной конструкции должен выдерживать нормальное диэлектрическое напряжение 25 ° C, выдерживающее импульсное напряжение, даже при температуре 125 ° C.

Зависимость от напряжения постоянного тока

Коэффициент постоянного тока (зависимость емкости и постоянного напряжения)

При подаче постоянного напряжения все сегнетоэлектрические составы класса II в конечном итоге испытывают снижение диэлектрической проницаемости, и это воздействие более серьезное для диэлектриков с более высокой диэлектрической проницаемостью.Такое поведение объясняется ограничением постоянного напряжения на реакцию поляризационных механизмов, которые приводят к увеличению диэлектрической проницаемости материала.

Как видно на рисунке 2, ожидаемая емкость изменяется с увеличением напряжения смещения постоянного тока вольт / мил. Толщина отдельных диэлектрических слоев определяет нагрузку вольт / мил устройства во время работы. Следовательно, конденсаторы с одинаковым значением емкости и номинального напряжения могут вести себя по-разному в зависимости от внутренней конструкции конденсаторов.

Рисунок 2. Коэффициенты напряжения для смещения постоянного тока

Этот эффект имеет большое значение в конструкции конденсаторов, предназначенных для удовлетворения характеристик, которые требуют, чтобы комбинированные коэффициенты температуры и напряжения (TVC) не превышали определенного ΔC в рабочем диапазоне температур при рабочем напряжении. Предполагая, что диэлектрик доступен с T.C. характеристики находятся в пределах максимального ΔC ± 15%, производителю обычно нужно обращать внимание только на отрицательный вклад коэффициента напряжения.

Например, давайте рассмотрим конденсатор X7R емкостью 0,1 мкФ, рассчитанный на 50 В постоянного тока. Этот многослойный керамический конденсатор (MLCC) состоит из 30 слоев толщиной 1,5 мм, что означает, что диэлектрические слои испытывают только 33 В / мм при работе при 50 В постоянного тока. Следовательно, согласно рисунку 2, коэффициент напряжения (VC) составляет всего -15%. Если T.C. диэлектрика составляет ± 7% ΔC, а VC составляет -15% ΔC, тогда максимальное TVC составляет + 7% -22% ΔC.

Преобразование напряжения и старение
Диэлектрики

класса II испытывают эффект ускоренного старения при воздействии постоянного напряжения даже при комнатной температуре, и этот эффект еще сильнее проявляется при более высоких напряжениях и с диэлектриками с повышенной диэлектрической проницаемостью.При производстве диэлектриков Mid-K или высоковольтных устройств с жестким допуском (± 5%) продукт обычно повторно нагревается после испытания на выдерживаемое ИК-излучение или напряжение диэлектрика, чтобы сохранить допуск по емкости и установить новый цикл старения. Блоки X7R могут снизить емкость до 3% после испытания выдерживаемым постоянным током при 300 вольт / мил.

Коэффициент рассеяния и напряжение постоянного тока
Диэлектрики

класса II уменьшают диэлектрические потери с увеличением напряжения. Фактически, DF может быть уменьшен на 75% при смещении 100 вольт / мил для диэлектриков X7R.

Зависимость от переменного напряжения

Коэффициент переменного напряжения (зависимость емкости и переменного напряжения)

У конденсаторов класса II диэлектрическая проницаемость всегда увеличивается с изменением испытательного напряжения переменного тока (более высокие диэлектрики K реагируют быстрее) до тех пор, пока не будет достигнуто некоторое пороговое значение напряжения, при котором эффект обратится. Диэлектрики класса I, работающие в параэлектрическом состоянии, демонстрируют незначительную или ограниченную реакцию на смещение переменного тока.

Отраслевые стандарты определяют испытательное напряжение 1.0 ± 0,2 В среднеквадратичное значение для всех диэлектриков, за исключением некоторых менее стабильных корпусов класса II High-K, которые обычно указываются производителями на 0,1 или 0,5 В среднеквадратичное значение . Таким образом, применение этих материалов при других напряжениях представляет проблемы корреляции даже при низком напряжении напряжения (менее 5 В rms / мил), как показано на рисунке 3. Как и в случае с коэффициентом постоянного напряжения, ситуация еще больше осложняется добавлением переменной конструкция конденсатора (т.е. толщина диэлектрика отдельных слоев).

Рисунок 3. Коэффициенты переменного напряжения

Коэффициент рассеяния и напряжение переменного тока

Увеличение диэлектрической проницаемости при испытательном напряжении переменного тока сопровождается заметным увеличением коэффициента рассеяния, как показано на рисунке 4. Поскольку MLCC построены с тонкими диэлектрическими слоями, они не идеальны для использования схем с большим переменным напряжением и большим током. , поскольку диэлектрические потери становятся весьма значительными при напряжении от 5 до 20 В rms / мил.

Рис. 4. Влияние смещения переменного тока на диэлектрические потери

Частотная зависимость

Ранее мы обсуждали тесную взаимосвязь частоты, диэлектрической поляризации и диэлектрических потерь. По сути, увеличение частоты приложенного поля приводит к уменьшению измеренного значения емкости. Некоторые поляризационные процессы имеют более медленное время реакции, которое не может угнаться за высокочастотным изменением полярности поля, что приводит к снижению диэлектрической проницаемости и увеличению диэлектрических потерь.

Эти эффекты являются общими для всех диэлектрических групп, но более преобладают в сегнетоэлектрических составах, которые демонстрируют большую ионную поляризацию. Типичные кривые зависимости емкости и коэффициента рассеяния от частоты показаны на рисунках 5 и 6.

Рисунок 5. Зависимость емкости от частоты

Рисунок 6. Коэффициент рассеяния в зависимости от частоты

Старение и зависимость от времени

Как обсуждалось в части 5 нашей серии статей, сегнетоэлектрические диэлектрики проявляют старение, когда происходит потеря емкости, когда ионы в кристаллической решетке смещаются и стабилизируются в положениях с более низкой потенциальной энергией.Ограничения на процентные потери емкости за декаду-час скорости старения обычно устанавливаются пользователями микросхем конденсаторов.

Ожидается, что

X7R будет стареть менее 2,5% за декаду час, и большинство диэлектриков с этой характеристикой обычно имеют скорость старения от 0,8% до 2,0% за декаду час. Спецификация старения High-K по необходимости более либеральна; нормальным считается скорость старения 5% за декаду час. Многие диэлектрики класса II могут также демонстрировать старение коэффициента рассеяния, что более характерно для составов с высоким содержанием K.

Надеюсь, часть 9 дала вам лучшее понимание параметров диэлектрических испытаний и того, как их результаты могут повлиять на ваше конкретное приложение. В части 10 мы подробно рассмотрим отраслевые стандарты тестирования. Также ознакомьтесь с нашими конденсаторами Knowles Precision Devices, чтобы ознакомиться с полным ассортиментом нашей продукции.


Чтобы узнать больше о конденсаторах, загрузите нашу электронную книгу «Руководство по выбору правильного конденсатора для вашего конкретного применения».

Конденсаторы — Потери (ESR, IMP, DF, Q) — Блог о пассивных компонентах

C1.3 УБЫТКИ

C 1.3.1 Импеданс и ESR

Конденсатор создает в цепях переменного тока сопротивление, емкостное реактивное сопротивление (формула C1-3). В конденсаторе также есть определенная индуктивность. В цепях переменного тока он создает индуктивное сопротивление , которое пытается нейтрализовать емкостное. Наконец, конденсатор имеет резистивных потерь . Вместе эти три элемента создают импеданс Z.

.

Если мы подаем переменное напряжение на конденсатор, его потери выделяют тепло.Их можно рассматривать как резистивную часть импеданса, то есть как резистивные элементы, распределенные в разных частях компонента, например в соответствии с эквивалентной схемой на рисунке С1-16.

Рисунок C1-16. Принципиальная схема конденсатора
  • C = емкость
  • IR = сопротивление изоляции (IR >> Rs)
  • Rs = последовательные потери
  • L = индуктивность в подводящих проводах

R s состоит из сопротивления в подводящих проводах, контактных поверхностях и металлизированных электродах, где такие элементы встречаются, а также из диэлектрических потерь.Если мы подадим на конденсатор постоянное напряжение, генератор «почувствует» чисто резистивные потери, в которых преобладает ИК-излучение. Но из-за высокого значения ИК тепловыделение будет незначительным. Если вместо этого мы переключимся на переменное напряжение и позволим частоте повышаться, ток будет пропорционально увеличиваться и в конечном итоге будет выделять значительное тепло в R s . Если мы преобразуем IR в небольшое последовательное сопротивление с помощью формулы C1-14 и объединим его с R s , мы получим общее последовательное сопротивление, называемое ESR (эквивалентное последовательное сопротивление, иногда называемое эффективным последовательным сопротивлением).Последовательный импеданс Zs на рисунке C1-16 можно записать в виде:

.

В качестве среднеквадратичного значения получаем формулу:

(Ом) ……………………… [C1-9]

Емкостное реактивное сопротивление, 1 / ωC, в приведенной выше формуле уменьшается с частотой до того уровня, на котором преобладает индуктивное реактивное сопротивление L. Это происходит на резонансной частоте конденсатора fo, где 1 / ωC = L. Выше резонансной частоты конденсатор является индуктивным. Точно на резонансной частоте остается сопротивление Z только резистивного ESR (рисунок C1-17).Определяя потери на резонансной частоте, мы получаем точность. Но есть условие такой точности. Нам необходимо знать частотную зависимость ESR, которая в значительной степени обусловлена ​​материалом диэлектрика. В одних материалах она незначительна, в других — значительна. Некоторое руководство можно получить с помощью частотных диаграмм, которые иногда приводятся в этой книге для некоторых диэлектрических материалов, для которых эта информация важна.

Рисунок C1-17. Диаграмма импеданса конденсатора

Выражение для емкости в формуле для Z s выше можно упростить до последовательной емкости C s .Если C означает номинальную емкость, то мы получаем C с как

.

………………………… [C1-10]

и

………………………… [C1-11]

Эквивалентная принципиальная схема будет выглядеть так, как на Рисунке C1-18.

Рисунок C1-18. Эквивалентная последовательная принципиальная схема конденсатора. Действительно на более высоких частотах

Импеданс около резонансной частоты

На рисунке C1-17 показан пример диаграммы импеданса вокруг резонансной частоты.Мы продолжим рассуждать дальше.

Из-за приближений, использованных при выводе формулы C1-10, она применяется только намного ниже резонансной частоты, f 0 . Однако там это может вызвать заметные отклонения от истинного значения. Уже при 0,2 x f 0 C s будет примерно на 4% больше номинального значения C.

Часто выражение для C s используется, когда частотная зависимость емкости показана на диаграммах.Это означает, что емкость, вопреки физическим и электрическим законам, начинает расти с более высокими частотами. Соответственно, объяснение следует искать в ошибках метода измерения.

За исключением электролитических и других конденсаторов с высокими потерями, кривая сопротивления обычно имеет вид кривой, показанной на рисунке C1-19.

Рисунок C1-19. Внешний вид кривой зависимости полного сопротивления от частоты вокруг резонансной частоты в конденсаторах с малыми потерями

Острый острие на резонансной частоте характерно для конденсаторов со сравнительно небольшими потерями.В этом диапазоне частот вклад в полное сопротивление от ESR меньше, чем от емкостного и индуктивного реактивных сопротивлений. Когда уменьшающееся емкостное реактивное сопротивление достигает тех же величин, что и возрастающее индуктивное реактивное сопротивление, последнее будет возрастать. Это снижает емкостное реактивное сопротивление и в конечном итоге устраняет его. Кривая изгибается острым концом. Дно изгиба определяется ESR.

В конденсаторах с относительно высокими потерями, например электролитических, кривые импеданса достигают этих потерь и на них влияют задолго до того, как мы достигаем резонансной частоты.Частотно-зависимое уменьшение емкости также может играть определенную роль в частотном диапазоне. Кривая импеданса будет отклоняться от начальной кривой реактивного сопротивления и выровняться в гибком изгибе на вкладе ESR, высоко над точкой пересечения между емкостной и индуктивной ветвями. Это явление проиллюстрировано на Рисунке C1-20.

Рисунок C1-20. Внешний вид кривой зависимости полного сопротивления от частоты вокруг резонансной частоты конденсаторов с высокими потерями

С 1.3.2 Снижение номинальных значений в зависимости от убытков

Тепловыделение от приложений переменного тока ограничивает температурный диапазон, например, бумажных конденсаторов, где потери значительно повышают внутреннюю температуру. В то время как приложения постоянного тока, например, допускают +85 или + 100 ° C, приложения переменного тока уже при 50 Гц могут потребовать ограничения до +70 ° C.

Более высокие частоты требуют дальнейшего снижения номинальных характеристик из-за соответствующего возрастания тока. R.M.S. Кроме того, значение переменного напряжения снижается в соответствии с допустимым значением постоянного тока не только в отношении пикового значения и повышения температуры, но также из-за дополнительной деформации, которую каждая реполяризация оказывает на диэлектрик.Чем выше номинальное напряжение, тем выше степень снижения номинальных характеристик.

Пример: AC / DC = 40/63, 63/100, 125/250, 220/400, 300/630, 500/1000, 660/1600. Но, пожалуйста, всегда проверяйте, что указано в соответствующих технических паспортах.


C 1.3.3 Коэффициент рассеяния (DF) / Tanδ

Потери на рисунке C3-18 сосредоточены в ESR, которое, следовательно, становится значительным, когда мы покидаем низкочастотный диапазон. Для высокочастотных микросхем и компонентов с высокими потерями, например электролитических, часто указывается ESR в технических паспортах.Если информация о ESR отсутствует, вы всегда найдете для всех типов компонентов заданное значение рассеяния , коэффициент (DF), tanδ (рисунок C1-21).

Рисунок C1-21. Определение Tanδ в последовательной цепи

Следовательно, на более высоких частотах применяется последовательная схема согласно рисунку C1-18. Есть

……………… .. [C1-12]

Tanδ обычно выражается в%.

Если частота падает до нуля, цепь становится резистивной, как показано на рисунках C1-10 и -16, без какой-либо емкости, и потери ограничиваются IR.Также на очень низких частотах преобладает IR, но здесь он должен быть дополнен потерями, зависящими от переменного тока, до эквивалентного сопротивления потерь R p . Схема на рисунке C1-16 теперь может быть упрощена до параллельной цепи с емкостью C p (рисунок C1-22).

Рисунок C1-22. Эквивалентная параллельная схема конденсатора. Применяется на низких частотах

Если мы опишем импеданс в параллельной цепи в соответствии с рисунком C1-22, легко показать, что его коэффициент рассеяния, который применяется на низких частотах, может быть записан как

…………………………… [C1-13]

Разница между C s и C p обычно незначительна в зависимости от значения импеданса — см. Примечание ниже.Вернемся к связям в некоторых формулах. Если приравнять формулу C1-10 к C1-11, получим

…………………………… [C1-14]

Давайте закончим обсуждение потерь в конденсаторах, выделив различные типы потерь, как показано на следующем рисунке C1-23.

Рисунок C1-23. Эквивалентная диаграмма с обозначением диэлектрических потерь
  • R d = диэлектрические потери
  • R s = потери в подводящих проводах, соединениях и металлизации электродов
  • ESR = R s + R d
  • C = C 1 + C 2 .

CS, RS или CP, Rp? Что использовать для установки моста для измерения импеданса?

Анализатор импеданса может измерять емкость как параллельно, так и последовательно. Лучше всего подходит модель схемы в зависимости от величины емкости конденсатора.

Когда C мало, а полное сопротивление высокое, параллельное сопротивление между C и Rp станет значительно выше, чем Rs. Таким образом, настройка измерителя для измерения емкости должна быть Cp. Когда C велик, а импеданс мал, параллельный импеданс для C и Rp не так важен.Следовательно, Cs следует использовать для настройки измерителя для измерения емкости.

Хорошее практическое правило для выбора настройки импеданса — использовать Cp для значений импеданса конденсатора более 10 кОм и Cs для менее 10 Ом.

СОЭ или DF?

Другой практический выход — подумать, какой параметр лучше подходит для описания потерь в конденсаторе — ESR или DF? С точки зрения чистой физики это не имеет значения, поскольку вместе со вторым параметром (емкостью или импедансом) оба параметра описывают одну и ту же ступень конденсатора.В то время как ESR — это информация только о реальных потерях, DF объединяет информацию о реальных потерях и реактивных потерях (но нам в любом случае нужен второй параметр, чтобы точно описать конденсаторный каскад).

То же самое и с частотной зависимостью ESR / DF. Не имеет значения, использую ли я характеристики ESR или DF для описания на низких или высоких частотах из базовой физики. ОДНАКО в отрасли принято использовать пеленгатор для характеристики низких частот (120 Гц или 1 кГц), где преобладают диэлектрические потери, и ESR для более высоких частот (100 кГц), где потери резистивного соединения являются основной частью потерь.Вы можете найти значения как DF, так и ESR в технических описаниях производителя со ссылкой на эти частоты.

Пример: , вы можете услышать, как представители отрасли говорят: «Этот конденсатор имеет высокий DF», что означает, что конденсатор имеет высокие потери в зоне более низких частот (120/1 кГц), что может указывать на некоторые проблемы с диэлектрическим материалом ( примеси, расслоение…). и, конечно, ESR на 120 Гц / 1 кГц также будет высоким. То же самое и с ESR — когда кто-то говорит: «ESR конденсатора является проблемой», он / она обычно имеет в виду ссылку на стандартную измерительную частоту 100 кГц, указывающую на проблемы с резистивными потерями (проблемы с межсоединениями, плохие сварные швы и т. Д.)… И, конечно, DF на 100 кГц также будет высоким.


C 1.3.4 Значение Q

Иногда встречаются выражения Q или Q value, особенно в высокочастотных приложениях. Вместо того, чтобы описывать потери в конденсаторе как DF (Tanδ), мы скорее укажем отсутствие потерь в конденсаторе, его добротность и значение Q. Он определяется как

……………………. [C1-15]

Типичные значения добротности керамических диэлектриков класса 1 находятся в диапазоне от 200 до 2000 при 100 МГц и сильно зависят от частоты.

Мы будем использовать значение Q для описания связи между величинами в последовательной и параллельной цепях на рисунках C1-18 и -20. Изобразив выражения для импеданса и значений добротности этих цепей и уравняв действительную и мнимую части импеданса, мы можем показать, что

C 1.3.5 Зависимость потерь от частоты Рисунок C1-24. Дипольные потери в зависимости от частоты

На рисунке C1-24 показано поведение различных диэлектрических диполей при воздействии на них переменного поля.Они будут колебаться с той же частотой, что и поле, если позволит время их реакции. Каждое вращательное движение требует энергии, а выполняемая работа выделяет тепло. Наиболее инертные диполи будут реагировать на очень низкие частоты и здесь будут вносить вклад в потери. Но по мере увеличения частоты различные типы диполей не смогут реагировать достаточно быстро, один за другим, как показано на рисунке.

Как раз в диапазоне, где время реакции диполей и период частоты совпадают, возникает своего рода резонанс, который заставляет дипольные типы реагировать с пиком потерь (Рисунок C1-24).

Обратите внимание, что на рисунке C1-24 показаны потери на диполе , , ничего больше. Есть и другие диэлектрические материалы, у которых нет молекулярных диполей. Их называют неполярными, а остальные — полярными. Это не имеет ничего общего с полярной зависимостью электролитов.

Сумма потерь в полярном и неполярном конденсаторах может выглядеть так, как показано на рисунке C1-25.

Рисунок C1-25. Полные потери в зависимости от частоты в полярном и неполярном диэлектрическом материале

Следует помнить, что диэлектрические потери (диэлектрическая проницаемость материала) могут быть частотно-зависимыми, и согласно расчету основной емкости это единственный параметр, отвечающий за частотную зависимость конденсатора в идеальном конденсаторе (с учетом площади поверхности электродов и толщины диэлектрической стабильной конструкции).Реальный конденсатор может иметь дополнительную лестничную структуру RLC, которая ограничивает его резонанс и максимальную рабочую частоту.

Зависимость емкости (диэлектрической проницаемости) и ESR от частоты также может быть хорошим инструментом для анализа отказов, который может определить, есть ли дополнительная (неправильная) поляризация, вызванная пустотами, примесями или какая часть конструкции конденсатора соответствует более высоким потерям и т. Д.


ABC CLR: Глава C Конденсаторы

Потери конденсатора (ESR, IMP, DF, Q)

Лицензионный контент EPCI:

[1] EPCI Эксперты Европейского института пассивных компонентов оригинальные статьи
[2] Справочник по пассивным компонентам CLR от P-O.Фагерхольт *

* используется под авторским правом EPCI от CTI Corporation, США

Содержание этой страницы находится под международной лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0.

Ухудшение характеристик конденсатора, потеря емкости в процентах как …

Контекст 1

… идеальный конденсатор не будет оказывать сопротивления протеканию тока по его выводам. Однако электролит (оксид алюминия), заполняющий пространство между пластинами и электродами, создает небольшое эквивалентное внутреннее последовательное сопротивление (ESR). ESR рассеивает часть накопленной энергии в конденсаторе. Несмотря на наличие диэлектрического изоляционного слоя между пластинами конденсатора, между пластинами протекает небольшой ток «утечки». Для исправного конденсатора, работающего номинально, этот ток не имеет большого значения, но он становится больше по мере разрушения оксидного слоя во время работы.Известно, что высокое электрическое напряжение усиливает деградацию оксидного слоя из-за локальных пробоев диэлектрика на оксидном слое (Иконописов, 1977; Wit & Crevecoeur, 1974). Литература по деградации конденсаторов показывает прямую связь между уменьшением электролита и увеличением ESR конденсатора (Kulkarni, Biswas, Koutsoukos, Goebel, & Celaya, 2010b). Увеличение ESR означает большее рассеивание и, следовательно, медленное уменьшение среднего выходного напряжения на выводах конденсатора.Другой механизм, происходящий одновременно, — это повышение внутреннего давления из-за увеличения скорости химических реакций, которые объясняются повышением внутренней температуры в конденсаторе. Во время экспериментов, как обсуждалось ранее, конденсаторы характеризовались через регулярные промежутки времени. ESR и емкость — два основных предвестника отказа, которые определяют текущее состояние работоспособности устройства. Значения ESR и емкости были рассчитаны после определения характеристик конденсаторов. Поскольку устройства деградируют из-за различных механизмов отказа, мы можем наблюдать уменьшение емкости и увеличение ESR.Значения ESR и емкости оцениваются путем идентификации системы с использованием модели общих параметров, согласованной с последовательной емкостью и ESR, как показано на рисунке 3. Частотная характеристика импеданса конденсатора (измеренная с помощью электроимпедансной спектроскопии) используется для измерения оценка параметров. Следует отметить, что модель с сосредоточенными параметрами, используемая для оценки ESR и емкости, не является моделью, которая будет использоваться в алгоритме прогнозирования; это только позволяет нам оценить параметры, которые указывают на процесс деградации во времени.Такие параметры, как ESR и емкость, сложно оценить на основе измерений напряжения и тока на месте с помощью испытания на ускоренное старение. На рисунке 4 показано процентное увеличение значения ESR для всех шести тестируемых конденсаторов за период времени. Это значение ESR рассчитывается на основе измерений импеданса после определения характеристик конденсаторов. Точно так же на рис. 5 показано процентное уменьшение значения емкости по мере того, как конденсатор деградирует в течение периода, описанного в условиях испытания EOS.В соответствии со стандартами MIL-C-62F (2008) конденсатор считается неисправным, если в электрическом режиме его ESR увеличивается на 280-300% от исходного значения или емкость уменьшается на 20% ниже исходного значения. Из графиков на рисунке 4 мы видим, что за время, в течение которого проводились эксперименты, среднее значение ESR увеличилось на 54% — 55%, в то время как за тот же период времени средняя емкость уменьшилась более чем на 20% (пороговая отметка для исправного конденсатора) (см. рисунок 5).В результате процент потери емкости выбирается в качестве переменной, предваряющей отказ, которая будет использоваться при разработке модели деградации, представленной далее. Представлен алгоритм прогнозирования на основе модели, основанный на фильтре Калмана и основанной на физике эмпирической модели деградации. Этот алгоритм может прогнозировать оставшийся срок службы конденсатора на основе ускоренной деградации …

Контекст 2

… идеальный конденсатор не будет оказывать сопротивления протеканию тока по его выводам.Однако электролит (оксид алюминия), заполняющий пространство между пластинами и электродами, создает небольшое эквивалентное внутреннее последовательное сопротивление (ESR). ESR рассеивает часть накопленной энергии в конденсаторе. Несмотря на наличие диэлектрического изоляционного слоя между пластинами конденсатора, между пластинами протекает небольшой ток «утечки». Для исправного конденсатора, работающего номинально, этот ток не имеет большого значения, но он становится больше по мере разрушения оксидного слоя во время работы.Известно, что высокое электрическое напряжение усиливает деградацию оксидного слоя из-за локальных пробоев диэлектрика на оксидном слое (Иконописов, 1977; Wit & Crevecoeur, 1974). Литература по деградации конденсаторов показывает прямую связь между уменьшением электролита и увеличением ESR конденсатора (Kulkarni, Biswas, Koutsoukos, Goebel, & Celaya, 2010b). Увеличение ESR означает большее рассеивание и, следовательно, медленное уменьшение среднего выходного напряжения на выводах конденсатора.Другой механизм, происходящий одновременно, — это повышение внутреннего давления из-за увеличения скорости химических реакций, которые объясняются повышением внутренней температуры в конденсаторе. Во время экспериментов, как обсуждалось ранее, конденсаторы характеризовались через регулярные промежутки времени. ESR и емкость — два основных предвестника отказа, которые определяют текущее состояние работоспособности устройства. Значения ESR и емкости были рассчитаны после определения характеристик конденсаторов. Поскольку устройства деградируют из-за различных механизмов отказа, мы можем наблюдать уменьшение емкости и увеличение ESR.Значения ESR и емкости оцениваются путем идентификации системы с использованием модели общих параметров, согласованной с последовательной емкостью и ESR, как показано на рисунке 3. Частотная характеристика импеданса конденсатора (измеренная с помощью электроимпедансной спектроскопии) используется для измерения оценка параметров. Следует отметить, что модель с сосредоточенными параметрами, используемая для оценки ESR и емкости, не является моделью, которая будет использоваться в алгоритме прогнозирования; это только позволяет нам оценить параметры, которые указывают на процесс деградации во времени.Такие параметры, как ESR и емкость, сложно оценить на основе измерений напряжения и тока на месте с помощью испытания на ускоренное старение. На рисунке 4 показано процентное увеличение значения ESR для всех шести тестируемых конденсаторов за период времени. Это значение ESR рассчитывается на основе измерений импеданса после определения характеристик конденсаторов. Точно так же на рис. 5 показано процентное уменьшение значения емкости по мере того, как конденсатор деградирует в течение периода, описанного в условиях испытания EOS.В соответствии со стандартами MIL-C-62F (2008) конденсатор считается неисправным, если в электрическом режиме его ESR увеличивается на 280-300% от исходного значения или емкость уменьшается на 20% ниже исходного значения. Из графиков на рисунке 4 мы видим, что за время, в течение которого проводились эксперименты, среднее значение ESR увеличилось на 54% — 55%, в то время как за тот же период времени средняя емкость уменьшилась более чем на 20% (пороговая отметка для исправного конденсатора) (см. рисунок 5).В результате процент потери емкости выбирается в качестве переменной, предваряющей отказ, которая будет использоваться при разработке модели деградации, представленной далее. Представлен алгоритм прогнозирования на основе модели, основанный на фильтре Калмана и основанной на физике эмпирической модели деградации. Этот алгоритм может прогнозировать оставшийся срок службы конденсатора на основе ускоренной деградации …

Микроволны101 | Эффекты ESR конденсатора

Щелкните здесь, чтобы перейти на нашу главную страницу, посвященную схемам стабилизации питания

Нажмите здесь, чтобы перейти на страницу главного конденсатора

Щелкните здесь, чтобы перейти на страницу математических вычислений конденсаторов

Щелкните здесь, чтобы сравнить работу в импульсном и непрерывном режимах

Новое за декабрь 2018 г .: вот новая страница, на которой представлен обновленный расчет рассеяния накопления заряда.Возникли проблемы с методом, представленным на этой странице.

Эта страница покажет вам, почему вам нужно беспокоиться об эквивалентном последовательном сопротивлении (ESR) конденсаторов накопления заряда в импульсных приложениях. В некоторых случаях необходимое количество конденсаторов зависит от нагрева, а не от падения напряжения. СОЭ — это один из паразитарных элементов, другие обсуждаются здесь.

Посетите нашу сопутствующую страницу о зарядно-накопительных конденсаторах

В случае электролитических конденсаторов, питающих импульсный передатчик, ESR одного 4.Конденсатор емкостью 7 мкФ может быть порядка одного Ом. Эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора может сильно зависеть от напряжения в керамических конденсаторах, но почти постоянно в электролитических. Часто в импульсных передатчиках вам необходимо разработать схему модулятора, которая подает высокие пиковые токи на усилители мощности с быстрым нарастанием и спадом. Источник питания будет расположен достаточно далеко от усилителя / модулятора, чтобы он не мог передавать импульсы тока. Это когда зарядно-накопительные конденсаторы берут на себя тяжелую работу.

На диаграмме ниже мы исследуем систему накопления заряда (да, нам тоже нужно опубликовать схему!), В которой ток от источника питания эффективно развязан от батареи накопительных конденсаторов. Колпачки расположены рядом со схемой модулятора, которая включает передатчик на 10 мксек, а затем выключает на 40 мксек (рабочий цикл 20%). Источник питания подает постоянный ток 0,2 А (пиковый ток x коэффициент заполнения). Колпачки питают остальные 0,8 А во время импульса и заряжаются при -0.2 ампера, когда передатчик выключен (так что зарядка = зарядка).

Проблема с этим анализом заключается в следующем: Суммарный бросок и скачок заряда (ток x tine) конденсатора должны быть равны. По сюжету вы видите, что это не так. Действительно, ток конденсатора не будет постоянным при перезарядке крышки. Перейдите сюда, чтобы лучше проанализировать это.

Эффект падения напряжения

Напряжение, которое подает батарея зарядно-накопительных конденсаторов, уменьшается на эквивалентное ей последовательное сопротивление.Для определения чистого ESR банка вы должны вычислить ESR всех конденсаторов параллельно. Обычно предполагается, что все они одинаковы (но на самом деле это не так). Но конденсаторы обычно указываются с максимальным ESR, поэтому этот расчет будет немного пессимистичным и даст вашему дизайну некоторый запас.

В приведенном выше примере, если накопитель заряда составляет 1 Ом ESR, он будет способствовать падению напряжения в системе на одно вольт; таким образом, если вы хотите, чтобы импульсный сток GaAs-усилителя составлял 8 вольт, вам понадобится источник питания на 9 вольт.Следующая часть этой страницы объяснит, как рассчитывается рассеиваемая мощность из-за ESR.

Эффект рассеивания мощности

Мощность, рассеиваемая на резисторе, равна среднеквадратичному значению сигнала импульсного тока, умноженному на сопротивление. Для конденсаторов N, подключенных параллельно, разделите значение ESR для одной конденсатора на N.

.

Затем нам нужно вычислить среднеквадратичный ток сигнала.

Искусство вычисления без вычислений…

Чтобы вычислить среднеквадратичный ток, необходимо вычислить средний по времени квадрат тока, а затем извлечь квадратный корень из результата. Чаще всего на этом этапе ваш инструктор по СВЧ прибегает к интегральным знакам. Но для прямоугольных импульсов тока это можно сделать почти в уме, и вам не нужно прибегать к расчетам! Будем следовать примеру Брюса Ли:

Искусство сражаться без боя из Enter the Dragon

Во время импульса тока, если источник питания полностью отделен от накопителя заряда, конденсаторный источник пиковый ток минус средний ток (I1):

Когда передатчик выключен, конденсаторы заряжаются током I2:

Теперь мы просто усредняем по времени квадрат формы сигнала тока, чтобы получить среднеквадратичный ток.Приведенные ниже уравнения показывают пошаговый расчет.

Теперь, когда вычислен среднеквадратичный ток, мы можем рассчитать рассеивание из-за ESR:

Наконец, давайте посмотрим на среднеквадратичный ток в процентах от пикового тока. При полностью включенном или выключенном передатчике (DF = 100% или DF = 0%) конденсаторы подают нулевой ток. Максимальный ток возникает при DF = 50% (прямоугольная волна). При 25% или 75% DF соотношение составляет 3/16.

Если кому-то нужна электронная таблица, которая выполнила этот расчет, просто спросите.

Теперь рассчитаем рассеиваемую мощность на примере. Пиковый ток на 1 А, DF на 20% и ESR на 1 Ом, конденсаторные источники 0,32 А (среднеквадратичное значение). Его рассеиваемая мощность составляет 102 мВт, в этом случае проблем быть не должно. Если вы попросите этот единственный конденсатор подать пик 10 ампер, держите огнетушитель под рукой, он рассеивает 10 ватт!

Основные параметры алюминиевых электролитических конденсаторов SMD

Все актуально, требование ESR ниже, тем лучше.Когда номинальное напряжение фиксировано, чем больше, тем меньше емкость ESR. Когда емкость фиксирована, различные варианты выбора высокого номинального напряжения могут снизить ESR. Когда высокая частота, когда СОЭ, высокая частота, низкая СОЭ, высокая температура приведет к повышению СОЭ. Эквивалентное последовательное сопротивление ESR многих марок доступно по спецификациям. Частотная характеристика алюминиевого электролитического конденсатора: с увеличением частоты общая закономерность снижения электрической емкости электролитических конденсаторов.Потеря емкости алюминиевых электролитических конденсаторов под действием электрического поля, внутренняя энергия, потребляемая лихорадкой в ​​единицу времени, называется потерей. Все виды емкости определяют величину потерь в определенном диапазоне частот, потери емкости в основном состоят из диэлектрических потерь, потерь проводимости и емкости, вызванных сопротивлением металлических частей. Под действием постоянного поля, потери в электролитическом конденсаторе из-за потери формы утечки, обычно небольшой, под действием переменного электрического поля потеря емкости связана не только с направляющей утечки, но и связана с периодическим процессом поляризации.Ток пульсации алюминиевого электролитического конденсатора, ток пульсации для цепи фильтра каменной машины, является очень важным параметром. Пульсации тока очень высоки. Это связано с рабочей частотой: чем выше частота, тем больше ток пульсаций, тем меньше ток пульсаций частоты. Традиционно считается, что нам нужна низкая частота может иметь высокий пульсирующий ток, чтобы получить хорошую характеристику разряда при большом токе, сделать низкую частоту более сильной полной упругостью и хорошей характеристикой привода управления; На самом деле, в высокочастотном высокочастотном пульсационном токе, чтобы звучать положительная помощь, большая, может уменьшить высокую частоту, имеет лучшее расширение и грубое ощущение.Ток утечки алюминиевого электролитического конденсатора имеет утечку, это определяется физической структурой. Что и говорить, ток утечки, конечно, минимален. Чем выше электролитическая емкость, тем больше ток утечки; Уменьшение рабочего напряжения может уменьшить ток утечки. В свою очередь, выбор более высокого давления также поможет снизить ток утечки. Комбинируя два вышеуказанных параметра, один и тот же приоритетный выбор в условиях высокого давления действительно является хорошим простым и осуществимым методом; Уменьшите внутреннее сопротивление, чтобы уменьшить ток утечки, уменьшить угол потерь и увеличить срок службы.Хорошего много, только цена будет выше. Есть поговорка, электролитический конденсатор при работе намного ниже номинального рабочего напряжения, не может быть достаточно эффективным для поддержания эффекта деполяризации между электродом и электролитом, может привести к поляризации, а электролитические конденсаторы для уменьшения тока пульсаций, увеличения ESR, таким образом раннее старение. Но это предположение «намного ниже номинального напряжения» с учетом некоторого многолетнего практического опыта, выбор номинального рабочего напряжения номинального значения примерно на две трети от нормального рабочего напряжения является более разумным *.Любительские случаи тока утечки электролитических конденсаторов приблизительно оценивают. Такая же емкость электролитического конденсатора должна быть выполнена в соответствии с номинальным напряжением при зарядке, помещенном через период времени для обнаружения на концах падения напряжения электролитического конденсатора. Пониженное напряжение меньше тока утечки. Номинальный параметр алюминиевого электролитического конденсатора указан числом на статической емкости корпуса (1) электролитического конденсатора с указанием мкФ. (2) рабочее напряжение ( рабочее напряжение) Обозначается как ‘WV, это номинальное TVC, которое применяется в цепи, не должно превышать номинальное напряжение.(3) температура: наиболее распространенная — 85 градусов, 105 градусов. В условиях высокой температуры ( Например, усилители чистого класса а) Выбрать 105 градусов номинала. В целом оптимизация для улучшения работы других параметров с высоким температурным коэффициентом также имеет положительный эффект.
Shenzhen Shen MaoXin Electronics Co., Ltd. очень усердно работает, чтобы понять ваши цели, а затем создать программу, которая поможет вам их достичь.
Shenzhen Shen MaoXin Electronics Co., Ltd. смиренно просит вас опробовать этот продукт в ваших центрах, и мы заверяем вас, что вы будете очень довольны результатами.
Наша приверженность обеспечению равной занятости и разнообразия носит глобальный характер, поскольку мы обслуживаем клиентов и нанимаем людей по всему миру. Компания Shenzhen Shen MaoXin Electronics Co., Ltd. считает это обязательным условием ведения бизнеса, необходимым для процветания на конкурентном глобальном рынке.
дает вам дополнительный выбор поставщиков электролитических конденсаторов для ваших поставщиков электролитических конденсаторов, будь то поставщики электролитических конденсаторов, поставщики электролитических конденсаторов или поставщики электролитических конденсаторов.Посетите Shenmao Capacitors и получите дополнительную информацию.

Объяснение смещения постоянного тока MLCC с высоким напряжением постоянного тока и потери емкости при старении

MLCC Емкость при температуре

В зависимости от типа диэлектрика емкость изменяется в зависимости от температуры — см. Рис.2. Это четко определено международными стандартами, и даже класс диэлектрической проницаемости указывает на температурную стабильность, включая поле допуска, как показано в таблице 1.

MLCC Класс II Емкость с постоянным током смещения

Некоторые диполи BaTiO3 блокируются постоянным напряжением, и они не могут двигаться дальше при небольших изменениях переменного напряжения, что приводит к потере емкости.Емкость

Потери

из-за смещения постоянного тока являются наиболее важным фактором, влияющим на реальное значение емкости в рабочих условиях.

Уровень Потери емкости (количество заблокированных диполей) пропорционален полю постоянного тока (В / м м), , таким образом, конденсатор с более тонким диэлектриком и более высоким напряжением на воздействие толщины диэлектрика будет демонстрировать более высокие потери емкости с постоянным током смещения. Тип и структура диэлектрика (размер зерен, форма, распределение, примеси) также могут иметь значительное влияние на уровень потерь емкости.

Как следствие, уровень потерь емкости может увеличиваться с более высокой плотностью CV (высокая емкость при малых размерах), и это может быть номер детали и конкретный производитель . См. Рисунок 3. ниже в качестве примера потери емкости корпуса 10 мкФ, 6,3 В MLCC X7R 0805 с различиями смещения постоянного тока между тремя производителями. Потери при номинальном напряжении могут варьироваться от -35% до -65%, и даже при более вероятных условиях пониженного напряжения при 3,3 В они могут составлять от -12 до -32%, что может привести к довольно значительным внутрисхемным характеристикам у различных производителей. .

Оценка таких характеристик может иметь решающее значение при квалификации альтернативного производителя MLCC в текущей ситуации на рынке с ограниченным предложением.

Падение емкости из-за смещения постоянного тока происходит не сразу, но иногда требуется для полной блокировки более медленных диполей. Таким образом, мы можем видеть некоторое быстрое немедленное падение емкости в момент времени, близкое к нулю после подключения напряжения постоянного тока, и некоторое дополнительное падение в пределах от десятых минут до часа (часов), чтобы достичь окончательного уровня падения емкости.См. Рисунок 4.

После того, как все диполи заблокированы, больше не будет значительного влияния постоянного напряжения в более длительном временном интервале. Значение емкости все еще продолжает уменьшаться за декаду из-за спонтанной поляризации, как описано в главе 1., но это явление не связано с приложенным постоянным напряжением. Производители MLCC используют, чтобы говорить о поведении конденсатора в течение десятилетий… Итак, что происходит в первое десятилетие, второе десятилетие и т. Д., Поскольку это напрямую связано с физическими механизмами и его влиянием на общую производительность.

Пример падения емкости с течением времени можно увидеть на рис. 4. Источник: Panasonic в их примере стабильности емкости танталового полимера по сравнению с MLCC.

Потери емкости из-за эффекта смещения постоянного тока можно уменьшить за счет использования корпуса большего размера, который уменьшает электрическое поле В / мм, воздействующее на диэлектрик. См. Рис. 5 в качестве примера потери емкости при сравнении напряжения смещения постоянного тока на 10 мкФ 6,3 В X5R в корпусах типоразмеров 0805 и 0603. Другой вариант, если это применимо, — использовать материал диэлектрического типа более высокого качества, такой как переход от X5R к X7R или X7R на X8R, или более жесткое поле допуска e.грамм. переход от типов X7R к типам X7P (согласно таблице 2). См. Рис. 6 в качестве примера сравнения потерь емкости при смещении постоянного тока на конденсаторе 1 мкФ 6,3 В 0402 между типами X5R и X7R.

MLCC Класс II Емкость при переменном напряжении

Сегнетоэлектрические материалы (BaTiO3) демонстрируют некоторый гистерезис поляризации в зависимости от электрического поля, что вызывает зависимость емкости MLCC также от переменного напряжения. Уровень зависит в основном от типа диэлектрика, как показано на рисунке 7.

Стандартные условия измерения напряжения переменного тока на конденсаторе устанавливаются на 1 В среднеквадратичное значение при 1 кГц и комнатной температуре. Тем не менее, существует ряд применений конденсаторов MLCC, которые работают при значительно более низком напряжении переменного тока, таком как 10 мВ. В этом случае можно ожидать падения емкости из-за небольшого напряжения переменного тока в диапазоне от -5 до -15%.

«Гистерезис переменного напряжения» также можно «перенастроить» путем нагрева конденсатора до температуры Кюри.

Пьезошум MLCC

Рис. 8. Иллюстрация пьезоэффекта MLCC, источник: Panasonic

MLCC II BaTiO3 сегнетоэлектрический диэлектрик с высокой диэлектрической проницаемостью проявляет пьезоэффект. Молекула титана колеблется под действием внешних напряжений вперед и назад. Электрические сигналы могут механически деформировать диэлектрик. Это искажение или движение создает характерный «жужжащий» шум. Эффект используется для микрофонов, пьезодатчиков и т. Д., Но он нежелателен для конденсаторов, где он может ухудшить чистоту сигнала или создать дополнительный шум.Пьезоэффект увеличивается с увеличением напряжения смещения постоянного тока и напряжения поля постоянного тока (в / мм). (таким образом, детали с наибольшими потерями в конденсаторе смещения постоянного тока могут также демонстрировать более сильный пьезошум). Наихудший частотный диапазон для возникновения пьезоэффекта составляет от 1 до 10 кГц, что типично, например, для драйверов светодиодной подсветки, где использование MLCC с высоким CV необходимо тщательно оценивать.

Краткое описание поведения потерь емкости MLCC класса II в рабочих условиях

Конденсаторы

MLCC класса II предлагают очень высокий уровень плотности энергии при миниатюрных размерах, что позволяет использовать широкий спектр современных цифровых устройств.С другой стороны, высокая плотность емкости «компенсируется» низкими электрическими параметрами, которые могут быть или не иметь решающего значения в конкретной области применения.

Имеется эффект умножения рабочих условий, который может вызвать значительную потерю емкости конденсаторов MLCC класса II в реальных условиях эксплуатации.

, например — если вы выберете конденсатор X5R 0805 10 мкФ 6,3 В в качестве соединительного конденсатора 5 В в операционном усилителе, конденсатор может иметь (в зависимости от производителя):

  • -60% падение емкости из-за постоянного напряжения 5 В, близкого к 6.Максимальное номинальное напряжение 3 В (согласно типичным данным, предоставленным производителем)
  • — Падение емкости на 15% из-за переменного напряжения 10 мВ (согласно типовым данным, предоставленным производителем)
  • -10% падение емкости из-за рабочей температуры (согласно спецификации)
  • Падение емкости на 5% при каждой декаде (согласно спецификации)

Общее значение емкости при фактических условиях затем определяется как произведение коэффициентов падения емкости.

C фактическое = C номинальное * F падение постоянного напряжения * F падение переменного тока * F падение температуры * F падение температуры

В примере выше

C фактическое = 10 мкФ * 0,4 * 0,85 * 0,9 * 0,95 = 2,9 мкФ

Ожидается, что фактическое значение емкости конденсатора 10 мкФ 6,3 В MLCC X5R в указанных выше условиях эксплуатации составит 2,9 мкФ.

Однако в таких условиях эксплуатации реальное значение емкости может составлять всего 10% в зависимости от конкретной конструкции PN и производителя.Разработчики электронных устройств должны учитывать такое поведение, и всегда рекомендуется проверять технические характеристики производителя, моделирование и его подробные спецификации. Ведущие производители MLCC предоставляют сложные интерактивные имитационные модели, в которых проектировщики могут ввести условия эксплуатации, а программное обеспечение сгенерирует типовые графики для выбранной детали.

Насколько достоверны данные моделирования производителей?

Этот подраздел следует за экспериментальной работой И.Новак в пер. [2] был реализован в 2011 году у нескольких поставщиков MLCC X5R и X7R.

Рис. 7. сравните данные поставщиков MLCC 1 мкФ 0603 X5R и X7R 16 В с данными измерений в стандартных условиях, смещение переменного тока 500 мВ (среднеквадр.) При 100 Гц и комнатной температуре.

Не все производители указывают условия (температура, смещение переменного тока, частота) для своих данных смещения постоянного тока, но наши данные смещения переменного тока 500 мВ (среднеквадр.), Похоже, с большей вероятностью соответствуют условиям поставщика, чем набор данных 10 мВ среднеквадр.

Поставщик-B и поставщик-C имеют очень хорошее согласие между измеренным и прогнозируемым поставщиком падением емкости.Данные для поставщика-A и поставщика-F показывают большие различия, и оба прогноза недооценивают потери емкости.

В качестве важного примечания следует добавить, что производители постоянно улучшают свои программные инструменты моделирования и их точность. Данные, представленные на Рисунке 9, отражают текущую ситуацию в 2011 году.

Рис. 9. Сравнение емкости в% и смещения 1 мкФ 0603 X5R и X7R 16 В при 100 Гц и 500 мВ переменного тока. Зеленые треугольные маркеры обозначают данные поставщика; синяя линия показывает измеренные данные.Источник: И. Новак; electric-integrity.com, 2011

Как это может повлиять на конструкцию электронного оборудования

Керамические конденсаторы широко используются в современных электронных схемах. Многие из них находят применение в сетях преобразования и распределения энергии. В высокоскоростных каналах передачи данных они используются в качестве конденсаторов блокировки по постоянному току, а иногда и как часть RC-заделки. Аналоговые схемы также используют их для синхронизации и блокировки по постоянному току.

Конденсаторы в блоках питания

Силовые электронные системы требуют некоторого минимального значения емкости для безопасного режима работы ИС.В случае падения напряжения ниже значения отсечки это может привести к сбоям в работе источника питания и критическим сбоям при потере мощности. Это очень важно, особенно для приложений, критичных к безопасности.

Конденсаторы

MLCC X5R или X7R являются предпочтительным выбором для многих миниатюрных силовых конструкций из-за их уменьшенных размеров, низкого ESR, низкого ESL и высокой способности к току пульсаций. Однако потеря емкости из-за воздействия старения смещения постоянного тока может привести к значительной потере значения емкости. Это явление зависит от различных параметров, влияющих на внутреннюю напряженность электрического поля, и, следовательно, от PN и от производителя.

Аттестация нового поставщика, использование квалифицированной детали в различных условиях применения без каких-либо предварительных знаний и данных может привести к катастрофическим сбоям системы. На рисунке 10 показан пример падения емкости во времени у трех разных производителей одной и той же PN. Синие и черные поставщики изначально были квалифицированы конечным пользователем, красные поставщики были добавлены из-за риска остановки линии из-за ситуации на рынке нехватки MLCC, что привело к системным сбоям.

Конденсаторы, включенные параллельно (источник: [2])

Приложение, в котором может потребоваться учитывать зависимость MLCC от смещения постоянного и переменного тока, — это когда мы используем параллельно MLCC с разными значениями емкости (рисунок 11).

Если предполагается, что конденсаторы идеальны, как показано слева на рисунке, все, что нам нужно сделать, это просуммировать различные емкости по мере их изменения смещения постоянного и переменного тока. Если также учитывать их паразитные свойства, необходимо также учитывать изменения последовательного и параллельного резонансов. Изменение емкостей приведет к сдвигу последовательного и параллельного резонансов в сторону более высоких значений, а добротность также может немного измениться. Если относительная скорость изменения емкости одинакова для всех конденсаторов, мы получаем в основном сдвиг профиля импеданса в сторону более высоких частот и более высокой добротности на резонансах.

Наихудший случай имеет место, когда часть параллельной емкости уменьшается, а некоторые другие либо не увеличиваются, либо фактически могут увеличиваться, возможно, из-за условий смещения переменного тока.

Такой сценарий проиллюстрирован данными измерений на Рисунке 12. Два конденсатора были подключены параллельно в испытательном приспособлении: X7R емкостью 1 мкФ 0603 16 В от одного производителя и компонент X5R размером 6,3 В емкостью 47 мкФ 1206 от другого поставщика. Минимум около 1 МГц — это частота последовательного резонанса части 47 мкФ.Минимум около 7 МГц — это последовательная резонансная частота части 1 мкФ. Пик около 4 МГц — это антирезонанс между емкостью 1 мкФ и индуктивностью 47 мкФ. Обратите внимание, что все три резонанса перемещаются в сторону более высоких частот, указывая на то, что емкости обеих частей уменьшаются с увеличением смещения постоянного тока.

Конденсаторы в LC-фильтрах (источник: [2])

Вероятно, одна из худших ситуаций — это когда несколько компонентов, объединенных в одну сеть, реагируют на смещения постоянного и переменного тока в противоположных направлениях.Типичный сценарий такого рода — использование последовательных катушек индуктивности или ферритовых шариков для усиленной фильтрации, за которыми следуют шунтирующие конденсаторы.

Если эта схема фильтра должна выдерживать значительный постоянный ток, а индуктивный элемент не имеет надлежащего размера, его индуктивность может упасть из-за постоянного тока, протекающего через деталь. Если в то же время отфильтрованное постоянное напряжение снижает емкость MLCC-части на выходе фильтра, мы получаем уменьшенную индуктивность и уменьшенную емкость, что приводит к значительному сдвигу частоты среза фильтра.Этот эффект был протестирован на схеме, показанной на Рисунке 13.

Испытуемая схема представляла собой простой фильтр PI, состоящий из двух байпасных конденсаторов и ферритовой бусины. Конденсатор C1 на входной стороне фильтра представлял собой конденсатор большой емкости электролитического типа емкостью 390 мкФ 16 В с небольшой или нулевой зависимостью от смещения постоянного и переменного тока, чтобы имитировать низкое значение входного импеданса питания. Конденсатор C2 на выходе представлял собой MLCC размером 47 мкФ 6.3V X5R 1206. Элемент серии L1 представлял собой коммерчески доступный ферритовый шарик, рассчитанный на максимальный ток 2 А.

График на Рисунке 14 показывает все кривые измеренных данных. На графике слева напряжение смещения постоянного тока и ток ограничены разумными диапазонами 0–4 В и 0–1 А соответственно. Пределы смещения постоянного тока 4 В и 1 А составляют 63% и 50% от номинальных пределов 6,3 В и 2 А соответственно.

На графике по двум осям отмечены два диапазона: диапазон изменения величины передаточной функции на частоте 260 кГц составляет 50 дБ; диапазон изменения частоты на уровне -50 дБ составляет примерно 3.2: 1. На графике справа показаны все кривые для полных измеренных диапазонов напряжения смещения 0–16 В и тока смещения 0–1,5 А. На этом графике также отмечены два диапазона: на частоте 260 кГц изменение величины передаточной функции составляет 68 дБ; диапазон изменения частоты на уровне -50 дБ составляет примерно 7,2: 1.

Как измерить емкость с помощью BIAS в массовом объеме

Очевидная задача проектировщиков состоит в том, чтобы получить наихудшее значение падения емкости MLCC класса II при стандартных условиях в качестве основы для их конструктивных соображений.Как упоминалось в предыдущих главах, производители постоянно совершенствуют онлайн-инструменты моделирования, где можно моделировать типичные графики в рабочих условиях, чтобы предоставить информацию о поведении конденсатора в требуемой среде.

Инструментов онлайн-моделирования может хватить для любых видов бытовой электроники, работающих в стандартной среде. Тем не менее, разработчики критически важных систем не могут полагаться на «типовые» графики данных и требуют 100% «гарантированной» точки значения емкости.Интерес к использованию MLCC с высоким CV в автомобилях безопасности, оборонных или медицинских системах возрастает в связи с постоянными требованиями к миниатюризации электроники.

Производители, с другой стороны, могут гарантировать только то, что они могут на 100% измерить при массовом производстве.

Существует два основных способа измерения емкости с помощью смещения постоянного тока: прямое и косвенное измерение емкости.

Прямое измерение емкости

Прямое измерение, которое сегодня используется в массовом производстве большинством производителей MLCC, основано на мостовых измерителях LCR, встроенных в 100% тестеры электрических параметров.Мосты, контактные системы и конструкция эл.тестера должны обеспечивать соответствующую точность, скорость, надежность и срок службы испытаний, чтобы иметь возможность измерять большое количество производимых конденсаторов MLCC всех типов и размеров.

Типичные мосты LCR, используемые производителями el.tester, относятся к классу измерительных мостов HP4263B (рис. 15), которые используются для измерения значений емкости, импеданса, пеленгации или ESR на частотах от 100 Гц до 1 МГц.

В то время как параметры измерения моста удовлетворяют потребности в быстром и надежном измерении электрических параметров, условия смещения постоянного тока ограничены максимумом 2 В.Это соответствует стандартным эталонным условиям емкости: Частота 1 кГц или 120 Гц Напряжение переменного тока: 0,5 или 1,1 В переменного тока и смещение 2 В постоянного тока.

Мосты LCR также могут принимать некоторый уровень внешнего смещения смещения, но в большинстве случаев его значение ограничено. В случае моста HP4263B максимальный уровень смещения составляет всего 2,5 В. Более дорогие мосты могут работать с более высокими внешними напряжениями, но часто ограничиваются максимумом 50 В.

Дополнительным фактором, усложняющим измерение емкости при более высоком смещении постоянного тока, является время зарядки.В зависимости от значения емкости измеряемой части иногда необходимо применять постоянную задержку перед измерением, чтобы позволить конденсатору полностью зарядиться. Это может быть другим осложнением для принятия измерения емкости в el.tester, поскольку для измерения может быть только несколько (десятых) миллисекунд, чтобы существенно не снизить скорость и пропускную способность тестера.

Косвенное (переходное) измерение емкости

Характеристики заряда и разряда конденсатора зависят от его емкости.Зарядный ток соответствует основному уравнению:

где, I = зарядный ток; dV / dt = увеличение напряжения; C = емкость

Таким образом, в случае стабильного увеличения напряжения, значение емкости dV / dt может быть рассчитано на основе измеренного значения тока.

Метод косвенной емкости во время переходного процесса, как показано на рисунке 16, теоретически может быть применим при измерении тока утечки при номинальном напряжении, которое обычно является частью 100% электрических измерений современных конденсаторов MLCC при массовом производстве.

Значения емкости

(и ESR) также можно оценить по характеристикам разряда, как показано на рисунке 17. [3]

При постоянном токе разряда значения емкости и ESR можно рассчитать по формулам:

Основной проблемой косвенного измерения емкости здесь будет оценка его корреляции с характеристиками емкости по сравнению с характеристиками смещения постоянного тока, применимыми к широкому диапазону типов и размеров корпусов. Также стоимость модификаций электрического тестера может быть рассмотрена для реалистичного внедрения в массовое производство.

Линейный или нелинейный конденсатор с дополнительными допусками, рабочими пределами и поведение при сбое

Описание

Блок Capacitor позволяет моделировать линейные, нелинейные (на основе таблицы) и частотно-зависимые конденсаторы, в том числе полярные. При желании вы также можете смоделировать следующие эффекты:

Эти параметры моделирования можно включать и выключать независимо друг от друга. Когда все дополнительные опции отключены, поведение компонента идентично Библиотека Simscape ™ Foundation Конденсаторный блок.

В своей простейшей форме конденсаторный блок моделирует линейный конденсатор, описываемый следующим уравнением:

где:

  • I — ток.

  • C — емкость.

  • В — напряжение.

  • т время.

Чтобы смоделировать нелинейный или полярный конденсатор, установите модель емкости Параметр в таблицу поиска и обеспечивает поиск таблица значений емкости-напряжения:

  • Для полярных конденсаторов, для которых эта справочная таблица асимметрична относительно приложенное напряжение на клеммах, установите таблицу симметричного C-V Параметр до Нет - использовать данные C-V как есть .

  • Для других типов нелинейных конденсаторов необходимо обеспечить симметрию емкости. относительно приложенного напряжения на клеммах, установив симметричный Таблица C-V от параметра до Да - использовать величину напряжения при вычислении C .

Чтобы смоделировать частотно-зависимый конденсатор с резистивными и диэлектрическими потерями, установите Модель емкости Параметр от до Диэлектрик расслабление (Дебай) .Модель релаксации Дебая рассматривает набор невзаимодействующих диполей в частотная область. Результат выражается в комплексной диэлектрической проницаемости. Реальные (𝜖 ′) и мнимые (𝜖 ′ ′) части комплексной диэлектрической проницаемости задаются уравнениями:

, где 𝜔 — радиальная частота, 𝜖 — реальная диэлектрическая проницаемость на очень высокой частоте, 𝜖 𝑠 — реальная диэлектрическая проницаемость на низкой частоте, а — постоянная времени релаксации.

Во временной области характеристическое уравнение конденсатора в модели Дебая равно

где 𝐶 𝑠 — низкочастотная емкость, 𝛼 = 𝜖 / 𝜖 𝑠 , 𝑞 — заряд, 𝑖 — ток, а 𝑣 — напряжение на конденсаторе.

В большинстве таблиц данных не указаны явные значения комплексной диэлектрической проницаемости или время релаксации; однако часто коэффициент рассеяния составляет два частоты.Параметры 𝛼 и 𝜏 могут быть получены из этих значений, как описано в уравнения:

, где 𝜔 1 и 𝜔 2 являются две разные частоты, и DF 1 и DF 2 — коэффициенты рассеяния рассчитаны на указанных частотах соответственно.

Аргумент квадратного корня должен быть положительным для правильной параметризации в Модель Дебая.

Допуски

Допуски можно применять к номинальному значению, которое вы предоставляете для Емкость параметр. Таблицы данных обычно содержат процент допуска для данного типа конденсатора. В таблице показано, как блок применяет допуски и рассчитывает емкость на основе выбранных Приложение допуска опция.

Опция Значение емкости

Нет - использовать номинальное значение

C

Случайный допуск

Равномерное распределение: C · (1 — тол + 2 · тол · rand )

Гауссово распределение: С · (1 + тол · рандов / nSigma )

Применить максимальный допуск значение

C · (1 + тол )

Применить минимальный допуск значение

C · (1 — тол )

В таблице

  • C — это параметр емкости значение, номинальная емкость.

  • tol — дробный допуск, Емкость допуск (%) /100.

  • nSigma — это ценность, которую вы предоставляете Число стандартных отклонений для указанного допуска параметр.

  • rand и randn стандартные MATLAB ® функции для генерации равномерного и нормального распределения случайные числа.

Примечание

Если вы выберете опцию Случайный допуск и вы находятся в режиме «Быстрый перезапуск», значение случайного допуска обновляется каждый симуляция, если хотя бы одно из значений дробного допуска, tol , или Число стандартных отклонений для указанный допуск , nSigma , установлен на время выполнения и определяется с помощью переменной (даже если вы не изменяете эту переменную).

Рабочие пределы

Вы можете указать рабочие пределы с точки зрения максимального рабочего напряжения и максимальная (мгновенная) рассеиваемая мощность в последовательном сопротивлении и в параллельная проводимость конденсатора.

Для полярных конденсаторов вы можете определить диапазон рабочего напряжения таким образом, чтобы блок выдает предупреждение или ошибку, если полярность приложенного напряжения становится неверным.

При превышении рабочего предела блок может генерировать предупреждение или остановить симуляцию с ошибкой.Для получения дополнительной информации см. Рабочие пределы.

Неисправности

Мгновенные изменения параметров конденсатора нефизичны. Поэтому, когда Блок конденсаторов переходит в неисправное состояние, переход емкости, сопротивления и проводимости к их значениям неисправности в течение период времени по следующей формуле:

Текущее значение = FaailedValue — ( Ошибка Неисправное значение ) · sech (∆t / τ) (1)

где:

Блок может инициировать начало перехода отказа:

Вы можете включать или отключать эти механизмы запуска по отдельности или использовать их вместе, если в моделировании требуется более одного спускового механизма.Когда больше задействован один механизм, первый механизм, запускающий переход неисправности имеет приоритет. Другими словами, компонент выходит из строя не чаще одного раза за симуляцию.

Вы также можете выбрать, выдавать ли подтверждение при возникновении ошибки, используя Сообщение при возникновении неисправности Параметр . Утверждение может принять форму предупреждения или ошибки. По умолчанию блок не выдает утверждение.

Переменные

Используйте раздел Переменные блочного интерфейса для установки приоритет и начальные целевые значения для переменных блока до моделирование. Для получения дополнительной информации см. Установка приоритета и начальной цели для блочных переменных.

Переменная Напряжение конденсатора позволяет указать высокоприоритетная цель для начального напряжения конденсатора в начале моделирования.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *