ИЗМЕРИТЕЛЬ ЭКВИВАЛЕНТНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ (ESR) НА PIC16F873

Абрамов Сергей    г.Оренбург

 Опытные радиолюбители знают, что прежде чем устанавливать в прибор электролитический конденсатор неплохо бы убедиться в его исправности. Особенно это важно если конденсатор был демонтирован с ранее отработавшей свое техники. Проверка омметром не дает полной картины исправности конденсаторов, с его помощью можно лишь констатировать короткое замыкание и приблизительную емкость. А такой параметр как эквивалентное последовательное сопротивление напрямую влияющее на качество конденсатора определить не удастся.
 И так что такое эквивалентное последовательное сопротивление. Электролитические конденсаторы представляют из себя сложные электрохимические устройства внутри которых находится жидкий электролит и фольга к которой при помощи клепки и точечной сварки присоединяются химически несовместимые выводы. Так вот с течением времени и под действием химических процессов и токов протекающих через конденсатор, контакт в месте точечной сварки нарушается и увеличивается его сопротивление до десятков Ом. Это аналогично присоединению последовательно с конденсатором активного сопротивления, а значит и ухудшению его зарядно-разрядных характеристик. Вследствие чего возрастает нагрев конденсатора и происходит дальнейшее увеличение сопротивления. Данные неисправности часто возникают если конденсатор работает на высоких частотах, например в преобразователях напряжения.
 Измерять эквивалентное сопротивление необходимо на частотах порядка 50-100 кГц так как
на данной частоте емкость конденсатора практически не влияет на сопротивление измеряемой цепи. На данных частотах прибор определит сопротивление в области контакта с обкладками, так как реактивное сопротивление емкости на этих частотах имеет практически нулевое значение.
 Важным параметром измерителя является определение  эквивалентного сопротивления конденсатора в цепи прибора без его выпаивания. Это легко решается если в измерительной цепи напряжение не будет превышать порога открывания транзисторов и диодов и находиться в пределах 0,2-0,4 вольта.
 Схема измерителя приведена на Рис1 и представляет из себя цифровой омметр работающий на переменном напряжении частотой 100кГц и позволяет измерять сопротивления  от 0 до 25,5Ом. Он состоит из блока питания  Т1,VD1-VD4,D1,C2,C5,C6, кварцевого генератора ZQ1,C7,C8 на частоту 20мГц, источник опорного напряжения D2,R2, усилитель выходного тока VT1,VT2, ограничителя амплитуды VD5,VD7, повышающего трансформатора Т2, однополупериодного выпрямителя VD6,C3, микроконтроллера D3 и схемы индикации HG1,VT3-VT5,R5-R15.
 После подачи питания, вывод RA0 микроконтроллера настраивается как вход аналого-цифрового преобразователя, с индикацией на трехразрядную светодиодную матрицу HG1. С выхода RC2 микроконтроллера выдается меандр с частотой 100кГц который через резистор R3 подается на усилитель тока на VT1,VT2 нагрузкой которого является резистор R1, а также диоды VD5,VD7, включенные встречно-параллельно  для ограничения амплитуды на измеряемой емкости. Далее меандр пройдя через емкость С1 и измеряемую емкость Cx подается на первичную обмотку повышающего трансформатора Т2. Со вторичной обмотки импульсы выпрямляются диодом VD6 и сглаживаются конденсатором С3. Затем постоянное напряжение подается через делитель R4 на вход аналого-цифрового преобразователя находящегося в микроконтроллере D3. Емкость С9 необходима для фильтрации высокочастотных выбросов и помех.

  
Рис1.

О деталях: Трансформатор T1 мощностью 2-3 ватта и вторичной обмоткой 9-12 вольт. Т2 намотан на ферритовом кольце марки М2000НМ и размером К10х6Х3. Первичная обмотка намотана проводом диаметром 0,26мм, и состоит из 42 витков. Вторичная обмотка содержит 700витков провода диаметром 0,08мм. Резистор R4 типа СП5-3. Конденсаторы C6-C9 любые керамические. С1,С4 типа К73-17 но в крайнем случае можно поставить и электролитические. Электролитические конденсаторы типа К50-35. Источник опорного напряжения TL431 с напряжением стабилизации 2,5 вольта, в крайнем случае можно заменить подстроечным резистором 10ком один вывод подключают к +5в другой к 0в, а центральный к RA3 и выставляют на нем 2,5в.
 Налаживание: подключаем к клемам Сх резистор номиналом 1-5 Ом и подстройкой резистора R4 добиваемся соответствия на индикаторе.
Прошивка программы находится в таблице1. программа на асемблере здесь
В заключение следует заметить, что измеряемые емкости должны быть разряжены иначе возможен выход из строя микроконтроллера.

Табл1.
020000040000FA
:020000001C28BA
:020008000900ED
:100020008A0182073F3406345B344F3466346D34C2
:100030007D3407347F346F348312031385018601C6
:100040008701970191018316313092008312183095
:1000500095008B0183160B30850000308600003040
:1000600087008C018D018030810005309F00831254
:100070008C010C3097000430920000309000013069
:10008000A1006400722081309F0072201F1564005F
:100090001F1947281E08FE218A017720211C592894
:1000A0008712220810207F39860087172110A1149B
:1000B0007128A11C65288713230810207F3986002A
:1000C00086170717A11021157128211D7128071304
:1000D000240810207F3986008613871621112114E9
:1000E000892041283C30A500A50B74280800A200F7
:1000F000A301A4010A302202031C8128A200A30A42
:100100007A280A302302031C8828A300A40A812825
:0401100008000800DB
:0403FC008A148207D6
:10040000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3454
:10041000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3444
:10042000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3434
:10043000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3424
:10044000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3414
:10045000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3404
:10046000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34F4
:10047000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34E4
:10048000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34D4
:10049000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34C4
:1004A000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34B4
:1004B000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34A4
:1004C000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3494
:1004D000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3484
:1004E000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3474
:1004F000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3464
:10050000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3453
:10051000FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF34FF3443
:10052000FF34FD34FA34F534F034EB34E634E1349E
:10053000DC34D734D234CD34C834C534C234BE34BC
:10054000BB34B834B434B134AF34AD34AA34A73486
:10055000A534A334A0349D349B3499349634933419
:1005600091348F348C3489348734853482347F34A9
:100570007D347B3478347534733471346E346C3438
:100580006A3468346634643461345F345D345A34B8
:10059000583456345434523450344E344C344A3433
:1005A0004834463445344334413440343E343C349A
:1005B0003B343934373435343434323430342E34F7
:1005C0002C342A342834263425342334223420345D
:1005D0001F341E341D341C341A34193417341534A6
:1005E00014341334123410340F340E340D340B34ED
:1005F0000A3409340834073406340534033400342B
:02400E00460F5B
:00000001FF

Литература
1.  Омельяненко А. Измеритель ESR электролитических конденсаторов, РЭТ, 2002, N2