Кондесатор-check
Когда старая электронная железка начинает глючить, первым делом стоит проверить конденсаторы. Если они вызывают ассоциации с яйцами чужих из одноименной киноэпопеи, то все ок - заменили и радуемся. А если ничего подозрительного нет и прозвонка мультиметром не показывает КЗ? На помощь приходит прибор под названием измеритель ESR (эквивалентного последовательного сопротивления). Прибор позволяет измерять названный параметр в схеме, не выпаивая конденсаторы. Заводского изготовления стоит дороговато (от 2к руб.), но идея там простая, схема тоже - все легко сделать своими руками.
Немного теории из Википедии (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%AD%D0%BB%D0%B5%D0%BA%D1%82%D1%80%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BD%D0%B4%D0%B5%D0%BD%D1%81%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80):
Эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС (англ. ESR), внутреннее сопротивление) обусловлено, главным образом, электрическим сопротивлением материала обкладок и выводов конденсатора и контакта(-ов) между ними, а также учитывает потери в диэлектрике. Обычно ЭПС возрастает с увеличением частоты тока, протекающего через конденсатор, вследствие поверхностного эффекта.
В большинстве практических случаев этим параметром можно пренебречь, но, иногда (напр., в случае использования электролитических конденсаторов в фильтрах импульсных блоков питания), достаточно малое его значение существенно для надёжности и устойчивости работы устройства. В электролитических конденсаторах, где один из электродов является электролитом, этот параметр при эксплуатации со временем деградирует, вследствие испарения растворителя из жидкого электролита и изменения его химического состава, вызванного взаимодействием с металлическими обкладками, что происходит относительно быстро в низкокачественных изделиях.
Некоторые схемы (например, стабилизаторы напряжения) критичны к диапазону изменения ЭПС конденсаторов в своих цепях. Это связано с тем, что при проектировании таких устройств инженеры учитывают этот параметр в фазочастотной характеристике (ФЧХ) обратной связи стабилизатора. Существенное изменение со временем ЭПС применённых конденсаторов изменяет ФЧХ, что может привести к снижению запаса устойчивости контуров авторегулирования, и, даже, к самовозбуждению.
Вывод прост: ESR - штука важная. Потому приступаем к разбору схемы.
Здесь С1 - фильтр питания. На транзисторах VT1, VT2 (все, что левее R3) собран генератор импульсов частотой около 130 кГц. VT3, VT4 работают в качестве усилителей, VD1, VD2 выполняют функцию защиты амперметра. Резистором Rн подбирается коэффициент усиления транзистора VT4.
В качестве VD1, VD2 в оригинальной схеме использовались диоды Д9 на 100кГц. Я взял то, что было под рукой на 1 кГц и какой-то разницы не увидел, что объяснимо. Диоды будут работать только в случае превышения амплитуды импульса напряжения их открытия (около 0,5 В), что в исправном приборе и при проверке разряженных конденсаторов случиться не должно.
В качестве VT4 в оригинальной схеме используется КТ315Г, но он там работает на пределе и часто вылетает. Потому лучше ставить что-то похожее по вольтажу и коэффициенту усиления, но на больший ток. У меня под рукой оказался одноамперный КТ506А.
В качестве измерительного прибора можно использовать любой аналогичный амперметр. В принципе, пойдет даже цифровой, проверено опытным путем.
При включении прибора, импульсы частотой 130 кГц попадают на анод HL1 (загорается светодиод) и, через несколько емкостей, резисторов и транзисторов, попадают на амперметр. Стрелочка на нем отклоняется до максимального значения. При первом включении необходимо настроить отклонения стрелки резистором Rн. Настройку нельзя начинать с нуля, ибо сгорит VT4 (горький опыт, да)! Нужно последовательно с подстроечником включать хотя бы 1 кОм.
Если мы закоротим щупы, подключенные к клеммам Cx, то импульсы будут полностью гаситься на С4, и стрелка прибора покажет ноль. Если же щупы посадить на конденсатор, то сопротивление нагрузки будет считаться так:
здесь С- емкость подключенного к Сх конденсатора, а f - частота сигнала. Для примера возьмем 10 мкФ и наши 130 кГц.
Считаем: Xc = 1 / (2 * 3,14 * 13 * 10^4 * 10^(-5)) = 0.1 Ом. Т.е. практически КЗ и стрелка отклонится до нуля. Это вариант исправного конденсатора. Для неисправного, вследствие описанных в вики-статье выше процессов старения, сопротивление увеличивается, т.е. стрелка либо вообще не отклонится от максимума, либо отклонится не полностью. Если так - на помойку объект исследования и запаиваем новый.
Платка рисовалась в SprintLayout, наносилась методом лазерного утюга, травилась хлорным железом. Собрано это дело в корпусе дохлого копеечного мультиметра.
Четырехпиновый молекс заюзан, т.к. использую компьютерный БП в качестве лабораторного. Для удобства работы выдран кусок платы мультиметра с контактами под щупы. Мощность используемых резисторов избыточна, но других под нужные номиналы не нашлось. Если использовать SMD-компоненты, можно было бы обойтись вчетверо меньшей платой и уместить сюда еще и родную девятивольтовую батарейку с пятивольтовым стабилизатором (благо кушает всего 15-30 мА). Но мне было лень заморачиваться. Может быть когда-нибудь потом.
Результат:
В качестве испытания, сразу же был проверен и зачинен БП Thermaltake (дохлый конденсатор 1 мкФ 50 В).