- Pengukuran ESR Kapasitor
- Daftar Bagian
- Diagram Sirkuit
- Menghitung ESR Kapasitor
- Contoh: Mengukur ESR untuk Kapasitor Elektrolit 100uf
Kapasitor tampak baik-baik saja sampai Anda mencapai titik di mana catu daya gagal atau menolak untuk bekerja secara optimal. Dan jika masalahnya adalah kebisingan, ada perbaikan sederhana, Anda tinggal menambahkan lebih banyak kapasitor. Tapi itu tidak menyelesaikannya. Apa yang salah?
Masalahnya muncul dari asumsi naif bahwa kapasitor (sebagian besar) adalah perangkat 'ideal', padahal sebenarnya bukan. Efek yang tidak diinginkan tersebut karena sesuatu yang disebut resistansi internal atau Equivalent Series Resistance (ESR). Kapasitor memiliki resistansi internal terbatas karena bahan yang digunakan dalam konstruksinya. Kami telah menjelaskan ESR dan ESL di kapasitor secara rinci di artikel sebelumnya.
Jenis kapasitor yang berbeda memiliki rentang ESR yang berbeda. Misalnya, kapasitor elektrolitik pada umumnya memiliki ESR yang lebih tinggi daripada kapasitor keramik. Untuk banyak aplikasi, menjadi penting untuk mengukur resistansi internal kapasitor. Dan hari ini di artikel ini kita akan membangun ESR Meter dan belajar bagaimana mengukur ESR kapasitor menggunakan IC IC 555 Timer dan Transistor.
Pengukuran ESR Kapasitor
Pada awalnya, Pengukuran ESR mungkin tampak seperti tugas yang mudah.
Resistensi dapat dengan mudah ditentukan dengan menerapkan arus konstan dan mengukur penurunan tegangan pada Perangkat yang sedang diuji.
Bagaimana jika kita menerapkan arus konstan ke kapasitor? Tegangan naik secara linier dan mengendap pada nilai yang ditentukan oleh tegangan suplai, yang (untuk tujuan kami) tidak berguna.
Pada titik ini sekarang saatnya untuk kembali ke sesuatu yang kita pelajari di sekolah- " Kapasitor memblokir DC dan lulus AC"
Setelah membuat beberapa kesimpulan yang menyederhanakan, kami memahami bahwa kapasitor pada dasarnya adalah korsleting pada frekuensi tinggi dan bagian kapasitif 'disingkat' dari rangkaian dan semua tegangan jatuh melintasi resistansi internal.
Keuntungan dari metode ini adalah kita bahkan tidak perlu mengetahui arus jika kita mengetahui resistansi internal dari sumber sinyal yang digunakan, karena sekarang ESR dan resistansi internal (dari sumber) membentuk pembagi tegangan, rasio resistansi adalah rasio penurunan tegangan, dan mengetahui tiga kita dapat dengan mudah menentukan yang lainnya.
Osiloskop digunakan untuk mengukur bentuk gelombang pada input dan kapasitor.
Daftar Bagian
Untuk Osilator:
1. Pewaktu 555 - CMOS dan bipolar akan berfungsi dengan baik, tetapi CMOS disarankan untuk frekuensi tinggi
2. Potensiometer 100K - digunakan untuk penyetelan frekuensi
3. Kapasitor 1nF - timing
4. kapasitor keramik 10uF - decoupling
Panggung Kekuatan:
1. Transistor bipolar BC548 NPN
2. Transistor bipolar PNP BC558
Catatan singkat tentang pilihan transistor - transistor sinyal kecil apa pun dengan gain tinggi (300 ke atas) dan arus yang agak besar (50mA +) akan berfungsi dengan baik.
3. resistor dasar 560Ω
4. resistor keluaran 47Ω - ini bisa apa saja dari 10Ω sampai 100Ω.
Diagram Sirkuit
Di bawah ini adalah diagram rangkaian untuk rangkaian Penguji Kapasitor ESR ini -
Ini meter Sirkuit ESR dapat dibagi menjadi dua bagian, timer 555 dan tahap output.
1. Osilator 555:
Sirkuit 555 adalah multivibrator astabil konvensional yang mengeluarkan gelombang persegi dengan frekuensi beberapa ratus kilohertz. Pada frekuensi ini, hampir semua kapasitor bertindak seperti short. Pot 100K memungkinkan penyetelan frekuensi untuk mendapatkan tegangan serendah mungkin di seluruh tutup.
2. Tahap Kekuatan:
Ini adalah solusi untuk masalah lain. Kita dapat langsung menghubungkan kapasitor ke keluaran timer 555, tetapi kemudian kita perlu mengetahui impedansi keluaran secara akurat.
Untuk menghilangkan ini, tahap keluaran dorong-tarik dengan resistor seri digunakan. Resistor memberikan impedansi keluaran.
Berikut tampilan lengkap hardware dari rangkaian ESR Meter ini:
Menghitung ESR Kapasitor
Dari persamaan pembagi tegangan, kami memperoleh rumus berikut:
ESR = (V CAP • R OUTPUT) / (V OUTPUT - V CAP)
Di mana ESR adalah resistansi internal kapasitor, V CAP adalah sinyal melintasi kapasitor (diukur pada simpul CAP +), R OUTPUT adalah resistansi keluaran dari tingkat daya (di sini, 47 Ohm) dan V OUTPUT adalah tegangan sinyal keluaran sebagai diukur pada titik A di sirkuit.
Saat menggunakan rangkaian ini, disarankan untuk mengatur probe lingkup ke 1X untuk meningkatkan sensitivitas dan menurunkan bandwidth untuk menghilangkan beberapa noise untuk membuat pengukuran yang akurat.
Pertama, tegangan puncak ke puncak diukur pada titik A, di depan impedansi dan dicatat. Kemudian kapasitor dipasang. Perbesar hingga Anda melihat gelombang persegi. Putar-putar pot sampai bentuk gelombang tidak menjadi lebih kecil.
Bergantung pada jenis kapasitor, tegangan puncak ke puncak dari bentuk gelombang yang dihasilkan harus berada dalam urutan beberapa puluh atau ratusan milivolt.
Contoh: Mengukur ESR untuk Kapasitor Elektrolit 100uf
Berikut adalah bentuk gelombang keluaran mentah dari power stage:
Dan inilah tegangan pada kapasitor. Catat semua noise yang ada pada sinyal - hati-hati dengan pengukuran.
Dengan memasukkan nilai ke dalam rumus, kita mendapatkan ESR 198mΩ.
ESR kapasitor adalah parameter penting saat merancang rangkaian daya dan di sini kami telah membangun alat pengukur ESR sederhana berdasarkan timer 555.