Prvo ispirke na dosta dugoj pauzi, upao sam u neplanirane obaveze...
Danas ćemo malo o parametrima, poglavito ESRu i načinu mjerenja. U sljedećem postu će napokon shema.
Za današnji post preporučam istu literaturu kao prošli put (
http://www.cde.com/catalogs/AEappGUIDE.pdf), tko ju je već prolistao može preskočiti dio teksta. U postu neću navoditi sve detalje, tako da koga zanima više svakako neka prolista.
Kako idealni kondenzator ne postoji potrebno je napraviti model realnog kondenzatora kako bi se moglo opisati njegovo ponašanje. Model realnog elektrolitskog kondenzatora prikazan je na slici:
Zenerovom diodom se modelira ponašanje kondenzatora pri prekoračenju dozvoljenog napona i pri pogrešnom spajanju polariteta napona. Naravno oba ova stanja će trajati kratko prije nego dođe do uništenja kondenzatora.
Rp je ekvivalentni paralelni otpor i on predstavlja struju curenja/gubitke izolatora.
Ls je ekvivalentni serijski induktivitet.
Rs je naravno naš famozni ESR ili ekvivalentni serijski otpor.
Osim parametara kojima se modelira nadomjesna shema postoji još cijeli niz dodatnih (najčešće izvedenih) parametara. Ja ću izdvojiti/ spomenuti samo kut gubitka (Loss Angle, δ), faktor disipacije (Dissipation Factor, tan(δ)), te faktor kvalitete (Quality Factor, Q).
Za detaljniji pregled parametara, te njihovih karakteristika pročitati linkani pdf.
ESR: Što sam ja i o čemu ovisim?
ESR (Rs na nadomjesnoj shemi) predstavlja sve omske gubitke kondenzatora. Vrijednost mu je obrnuto proporcijalna frekvenciji i temperaturi.
Povećavanjem radnog napona kondenzatora povećava se i vrijednost ESRa. Kod kondenzatora istih napona vrijednost mu se mijenja obrnuto proporcijalno vrijednosti kapaciteta (povećanjem kapaciteta ESR se smanjuje).
Osim toga njegova vrijednost ovisi i o tehnici izrade kondenzatora, tako da proizvođači kondenzatora mogu imati više klasa (modela) kondenzatora kod kojih se vrijednosti ESRa za istovjetne kondenzatore uvelike razlikuju. Vrijednosti ESRa kod istih kondenzatora različitih proizvođača također se mogu drastično razlikovati.
Jedini pravi način za točno određivanje koliki bi ESR nekog kondenzatora trebao biti jest nalaženje podatka u datasheetu za baš taj kondenzator.
ESR se obično kreće od milioma pa do par desetaka oma.
Kako odrediti ispravnost elektrolitskog kondenzatora?
Mjerenje kapaciteta ispada kao logičan način provjere ispravnosti kondenzatora, pogotovo s obzirom da dosta multimetara ima opciju mjerenja istog.
Za ispitivanje keramičkih i blok kondenzatora se može iskoristiti ova metoda (najčešće stradaju praskom ili da odu u kratki spoj pa je mjerenje često nepotrebno), no problemi se javljaju pri ispitivanju elektrolitskih kondenzatora.
Naime, osim što kondenzatori imaju široku toleranciju (i više od 20%) može doći i do djelomičnog isušivanja elektrolita i povećavanje ESRa bez da se promijeni kapacitet kondenzatora.
Posljedica toga će biti degradacija određenih parametara, te smanjena mogućnost filtracije što može rezultirati kvarom i neispravnim radom uređaja. Drugim riječima, elektrolitski kondenzator može biti neispravan bez da mu se promijeni kapacitet (da je još u granicama tolerancije).
Mjerenje ESRa je najčešća metoda određivanja ispravnosti elektrolitskih kondenatora. Izmjerenu vrijednost je potrebno usporedti s vrijedosti iz datasheeta ili, ukoliko on nije dostupan, s tipičnom vrijednosti ESRa za kondenzator istog kapaciteta i napona. Druga metoda je prilično neprecizna jer razlike između ESRa različitih kondenzatora mogu biti poprilične, ali pomaže činjenica da ESR kod kvara najčešće drastično naraste (bude nekoliko puta veći no što bi trebao).
Neki LCR podržavaju mjerenje i drugih parametara, kao što s kut gubitka ili faktor disipacije te se i njihove vrijednosti mogu koristiti za određivanje ispravnosti. Vrijednost faktora disipacije je dana u većini datasheeta.
ESR: Kako me mjeriti?
ESR se u laboratorijskim uvjetima mjeri tako da se na kondenzator narine izmjenični sinusni napon amplitude do 1V frekvencije naješće 120Hz ili 100kHz. Struja koja poteče se tada razdvaja na vektorske komponente. Vrijednost one komponente struje koja je u fazi s naponom predstavlja ESR. Uređaji koji mjere na ovaj način su izuzetno skupi!
Jeftiniji uređaji koji mjere PRAVI ESR također na kondenzator spajaju izmjenični napon poznate amlitude i frekvencije. Valni oblik je ili sinusni ili pravokutni (puno lakše generiranje pravokutnog valnog oblika). Kako bi se izbjeglo razlaganje struje na komponente ovakvi uređaji koriste sinkronizirani detektor. Koga zanimaju detalji neka progugla, a može mi se i javiti na PM pa probam nać par linkova koje sam proučavao.
Zadnja metoda je i najčešća metoda pogotovo kod jeftinih uređaja. OVA METODA NE MJERI PRAVI ESR, VEĆ MJERI IMPEDANCIJU (Z)!
Riječ je o instrumentu koji se ponaša zapravo kao izmjenični ohmmetar.
Kod ove metode se na kondenzator koji se testira (DUT- Device Under Test) narine poznati (konstantni) napon ili se pak kroz njega propusti konstantna struja.
Bilo da koristimo napon ili struju ove veličine moraju biti IZMJENIČNE. Koriste se naješće pravokutni ili sinusni valni oblik i FREKVENCIJA OD 100kHz.
Mjerni član uređaja mjeri napon ili struju na kondenzatoru ovisno o tome koju smo veličinu narinuli. Ta veličina će biti proporcijalna s IMPEDANCIJOM uređaja.
Zbog velike je frekvencije mjerne veličine (100kHz) reaktivna komponenta (Xc) zanemarivo mala tako da je izmjerena impedancija približna ESRu na frekvenciji 100kHz.
Ovom se metodom ne može mjeriti ESR kondenzatora malih kapaciteta (ispod uF), jer se smanjenjem kapaciteta povečava utjecaj reaktivne komponente na mjerni rezultat.
One kojima je preciznost bitna razveseliti će činjenica da mnogi proizvođači kondenzatora u datasheet daju podatak i o impedanciji na 100kHz, a ova metoda upravo nju i mjeri.
Detaljnije o ovoj metodi u budućim postovima pošto ovaj instrument koristi upravo nju.
In Circuit mjerenje
Opcija koju cijeni svaki serviser.
Da bi instrument mogao mjeriti komponentu u sklop (na pločici) mora mjeriti na taj naćin da ostale komponente ne utječu na mjerenje.
Kako paralelno elektrolitskom kondenzatoru gotovo nikad neće biti spojen otpornik čija je vrijednost manja od ESRa (vrijednost otpora otpornika će biti par redova veličine veća) on neće utjecati na mjerni rezultat.
Ako mjerimo direktno na izvodima kondenzatora neće biti niti serijski spojenih komponenti koje mogu utjecati na mjerenje.
Jedini će nam problem zapravo predstavljati poluvodičke komponente.
One neće utjecati na mjerenje ako ne vode stoga amplituda mjernog signala mora biti manja od napona koljenja PN spoja. On kod schottky dioda može biti samo 0,2V.
Utjecaj paralelno spojenih kondenzatora na mjerenje ne možemo spriječiti stoga kod mjerenja u krugu treba paziti da kondenzator koji mjerimo nema paralelno sebi spojen još koji kondenzator (čest slučaj u napajanjima!).
Ukoliko imamo više istovjetnih kondenzatora spojenih paralelno i samo jedan od njih je ispravan pri mjerenju u krugu će svi oni izgledati ispravni!
.
.
. Tako da kad naiđe netko tko je tek ušao u te "vode" stekne neki dojam o tom instrumentu. 
?
.
.
