Comments 52
Я вам открою страшный секрет - модуль сопротивления конденсатора не равно ESR )
Вы про реактивное сопротивление (также реактанс)? Да. Этот момент я не учёл. А вообще, какова методика определения ESR? Если замерять реактанс на нескольких частотах, то они должны ложиться в одну кривую с известной формулой, и у этой кривой будет смещение на значение ESR вверх. Вроде как...
Если коротко, все Rlc meter измеряют комплексное сопротивление между двумя зажимами (модуль и фазу), и исходя из модели замещения конденсатора вычисляют С и ESR.
"измеряют" - не объясняет "как".
Курите даташит http://www.cyrustek.com.tw/en/產品資訊/?main_type=LCR
Похоже, что в микроконтроллерных аппаратах никто не заморачивается с измерением активной и реактивной мощности (как по научному бы надо), а измеряют по косвенным признакам, типа такого: https://studfile.net/preview/6215405/page:20/
Кстати, посчитал Xc для данного конденсатора на частоте 1кГц = 1 / (2 * 3.1415 * 1000Hz * 0.00051F = 0.312Ом. Т.е. значительно меньше того, что вышло в эксперименте. Выходит, что это именно ESR стал настолько большим, что реактанс оставил далеко позади по значимости. Кстати, в даташите ESR считается через тангенс фи и он там порядка 20% от реактанса.
Обычно меряют на 10-100кГц, это решает проблему реактивного сопротивления. Да и на практике у меня лично измерение ESR ни разу не пригодилось, даже с внутрисхемным низковольтным измерителем, всегда достаточно было глаз...
Уже после написания последнего PSS я перемеривал на 10кГц и на 80кГц (больше приборчик не даёт). Порядок величин тот-же, но слегка меньше. Т.е. с частотой ESR всё-же падает. Не так значительно, как для реактивного сопротивления, но падает. Средний ESR для данного кондёра вышел порядка трёх Ом. Если не секрет, как именно "на глаз"? На что смотрели?
На симптомы неисправности или уже надувшийся конденсатор)
Исторически ESR метры делались на аналоговой головке и на низких частотах на фоне реактивного сопротивления небольших конденсаторов ESR будет просто не видно.
Ну, надувшийся и неисправность - это зачастую слишком поздно ) Как я понимаю, измерялка ESR в современных условиях нужна чаще всего не при ремонте, а при "утилизации" старой техники (комп. блоков питания и т.п) радиолюбителями, с точки зрения - что бы из неё этакого полезного выпаять и дать ума в другом устройстве.
Ну пока оно не сломалось - все в порядке) Просто применимость трухольных компонентов в последнее время сократилась помоему даже у радиолюбителей, элементарно плату сделать под SMD проще и компактнее, сверлить не надо. При заказе плат - опять же площадь. Керамика и высокочастотные ШИМки вытеснили мелкие вечно дохнущие электролиты... А крупные чтоб померли - это надо постараться, вроде огромных нагрузок, засунуть конденсатор между радиаторами итп. Вот лежат советские, старше меня (те самые, которые по легендам с конвейера уже неисправны) выдранные из измериловки, по параметрам лучше новых TDK, Jamicon...
Вы меня простите, но ровно каждая написанная фраза - неверна.
1) Попробуйте на диджикее или маузере найти керамический смд конденсатор, скажем, 220uf 35V. Посмотрите цену ))
2) Причина выхода из строя почти 80% импульсных блоков питания - именно электролиты. Причём механизм саморазгоняющийся - у электролита больше esr, чем в среднем - больший нагрев - срок службы обратно пропорционален нагреву - имеем замену электролитов по кругу в БП через 3-5 лет вместо 10-15 по даташиту.
А как это связано с измерением (оценкой) ESR?
А, понял, вы оппонируете Arhammon. В том смысле, что натаскать дефицитных кондёрчиков проще с дохлых БП и проверить, не дохлые ли кондёрчики. Согласен. Заказывать и дольше и геморнее.
В некоторых ATX видел шунтирование электолитов (по крайней мере — выходных) керамикой.
Кстати, интересная тема - включение параллельно разных конденсаторов. В данном случае, полагаю, керамика нужна для поглощения ВЧ помех, которые электролит может и "не заметить" ) (гипотеза)
На эту тему написаны умные книжки, гуглить power distribution network
На мой взгляд — она берёт на себя часть пульсаций тока нагрузки (да, преимущественно на более высоких частотах) и снижает нагрев электролитов (Iripple² * ESR).
Стандартная практика при использовании старинной быстродействующей логики ТТЛ.
Электролит всегда шунтировался керамикой.
Построил мат. модель шумодава на двух кондёрчиках - электролит + плёнка (или керамика). Таки нашёл зачем это делается - как раз в ESR и дело. У электролита ESR обычно в разы выше, чем у плёнки, соотв. надо рассматривать цепь, в которой имеется этот эквивалентный резистор. А что делает резистор? - Он ограничивает ток. В какой момент появляется ток через конденсатор? - В момент изменения напряжения, т.е. помехи или пульсации. Если помеха имеет низкую частоту, т.е. фронт её нарастания не очень крутой, то и ток, проходящий через конденсатор невелик. А вот в случае крутого фронта, ток должен был бы скачком возрасти для "удержания" напряжения, но он не может - ему мешает этот виртуальный резистор, т.е. напряжение растёт (или падает), а это значит, что помеха проходит дальше не "съеденная", а чуть просаженная. Если же рядом стоит плёнка, пусть даже малой ёмкости, то ток пойдёт через неё и таки сгладит короткий но крутой импульс.
А индуктивности паразитные у вас есть в модели?
https://www.signalintegrityjournal.com/articles/1589-the-myth-of-three-capacitor-values
Нет, индуктивностями я пренебрёг. Индуктивность проводников проявляет себе уж на совсем высоких частотах. Это может быть актуально для микропроцессорной техники на мега и гига частотах, а в рассматриваемом случае - частоты до мегагерца не дотягивают. УЗЧ и блоки питания - основной "клиент" наших поломок и проверок.
А когда перед этим стоит стабилизатор, всё становиться ещё сложнее
https://www.signalintegrityjournal.com/articles/1017-vrm-modeling-a-strategy-to-survive-the-collision-of-three-worlds
1) Какой процент применимости 35 вольтовых конденсаторов в современной технике? И зачем на высокочастотной шимке 220мкф, нолик лишний?
2) Путаете причину и следствие, если кому то вдруг приходит гениальная идея заменить 90Вт БП, на 65Вт, а потом в 65Втном заменить входной конденсатор 120мкф450В на 100/400 и еще компактной серии в полностью закрытом, жарящимся в собственном соку, БП, то внезапно оказывается что БП и года может не прожить...
Боже, ну возьмите вы блок питания от монитора, например, и посмотрите, сколько в нём электролитов и каких номиналов.
Брал буквально неделю назад плату от своего моника, менял там лопнувший выходной 470на35. Там еще 2 таких, но они уже входные для понижающих преобразователей. Мне для того чтоб знать их состояние не нужен ESRметр...
Радиолюбитители практически не работают с такими конденсаторами. Они им не нужны, собрать импульсник с напряжениями 24 и выше всё таки требует каких-никаких знаний во избежание дырки в ключе. А линейному БП в общем пофиг на ESR.
В бытовой технике они и остались в мониках, да теликах. В тех же смартах не уверен, что даже 1 полимерник удастся найти, сплошь керамика.
Ну нет кейсов где ESR метр работает, да я знаю один случай на миллион где нашли неисправный полимерник с ESR на 0,01 больше чем у остальных и он был проблемой. Но это тот самый 1 случай на миллион. И тот требует уже довольно серьёзное оборудование.
Мне для того чтоб знать их состояние не нужен ESRметр...
И каким же образом вы их состояние определяете?
Эмпирически. Если 1 из 3 конденсаторов стоящих в одной цепи, одного номинала, одного производителя, одной даты выпуска ~15 лет назад, вскрылся, то остальные тоже свой ресурс отработали. Дальше 3 пути:
-забить на данный факт, поменять непосредственно неисправный.
-для зачистки совести померять что-нибудь, поменять по результату.
-заменить все.
В случае ремонтника, это больше вопросы моральные, бизнесовые. Кому-то норм брать с бабушки деньги каждый месяц, меняя по 1 диоду в подсветке, а кто-то купил пакет диодов, конденсаторов оптом и не заморачиваясь регламентно меняет всё...
Вот допустим в ситуации выше 1 конденсатор в обрыве, 1 штука ESR 0,5 ом 1 штука 0,15ом. Сколько конденсаторов поменяете?
Понятно. Вы никода не видели внешне абсолютно нормальных , "невскрытых" конденсаторов с завышенной ESR?
Когда-то давно собирал ESR метр и еле нашел ОДИН просто для проверки и тот с 5Ом прекрасно работал в устройстве... так что с кейсом выше, сколько менять будем?))
Если интересно, что было бы если конденсатор не вскрылся в ситуации когда на мониторе периодически исчезает изображение - то подрубил бы ослик на питач и по пульсациям было бы видно состояние...
Внешний блок звуковой карты EMU1616m, пришлось поменять штук 30 в каждом, 4-5 разных номиналов в шунтах питания ОУ, АЦП и ЦАП и фильтрации опоры, карта при этом работала, но например SFDR АЦП был -80дб вместо -110 по паспорту. Внешне все выглядели абсолютно нормально, при измерении ESR завышен в 2-3 раза, ёмкость занижена во столько же.
Импульсный БП какого-то самсунговского монитора, кроме вздувшихся основных банок на выходе вторичного питания, примерно 10-15 мелких электролитов в цепях управления, другой серии и ёмкости, такие-же. Перед началом любого ремонта взять в руки LCR-метер и проверить все электролиты на плате - сильно экономит время и деньги.
Да и ещё, если ESR на фоне Xc не видно - это замечтательно! Значит - кондёрчик рабочий ) А при указанном способе оценки по Vpp даже на 1кГц оно будет выглядеть, почти как КЗ - ровная линия. Жаль, но частоту генератора ниже 1кГц в режиме осциллографа установить не получается - ограничения интерфейса данного прибора.
Ничего подобного. Берём типичный. RLCmeter https://www.rlocman.ru/op/tovar.html?di=62513&/BR2822 и видим частоты 100, 120Гц, 1кГц, 10кГц. Мерить надо на частоте, близкой к рабочей для данного применения, если конденсатор стоит после мостика в линейном блоке питания - то на 100Гц, потому что ESR есть функция частоты. Измерения ESR нужны для определения исправности конденсаторов или в том случае, если не удалось найти даташит.
Ага. Спасибо за информацию. 1кГц там есть, значит - уже хорошо. Лучше бы измерять синусоидой, но если цель - выяснить исправность, то задранный ESR будет видно и на меандере. Какая разница, если он окажется "неточным". Я тут глянул на нормативы, там указано, что ESR не должен быть больше 50% от Xc (для большинства случаев). Больше - уже устройство будет работать криво (или вообще не будет).
Коротить выход генератора на конденсатор:
- Моветон;
- Необходимость изготовления и поверки калибровочной таблицы к каждому прибору.
Про сдвиг фаз — написали в первом ответе.
Среди неисправностей импульсных блоков питания — конденсаторы и их ESR на первом месте.
https://habr.com/ru/post/716730/ - вторая часть
Как измерить ESR конденсатора при помощи FNIRSI DSO-TC2