В радиоэлектронной аппаратуре часто причиной отказа в работе являются дефекты оксидных конденсаторов. И если обрыв, пробой или потерю емкости определить несложно, то  увеличенное внутреннее сопротивление (ESR) определить без специального прибора невозможно. Предлагается один из вариантов такого прибора.

При ремонте радиоэлектронной аппаратуры иногда бывают случаи, когда, казалось бы, вполне исправный электролитический конденсатор (пробой отсутствует, емкость соответствует, утечки нет), тем не менее, в схеме не работает. Причина тому – увеличенное внутреннее сопротивление конденсатора (ESR), определить которое без специального прибора невозможно. В литературе существует много различных схем приборов для проверки ESR оксидных конденсаторов. Автором был сделан обзор, и проверка некоторых из них в работе. Однако ко всем схемам были замечания, которые не удовлетворяли. Для проверки были выбраны две наиболее приемлемые схемы. Первая схема [1] заработала сразу, шкала примененного прибора типа М476 растянута на малых величинах ESR, что удобно. Однако следует отметить, что часто применяемые в схемах приборов для проверки оксидных конденсаторов индикаторы М476 от магнитофонов (торцевое расположение шкалы), имеют неприятный эффект - из-за электризации пластикового корпуса, стрелка прибора в начале шкалы произвольно отклоняется от исходного положения (такое наблюдается и в тестерах с измерительной головкой в пластиковом корпусе). Так как показания малых сопротивлений находятся в начале шкалы, где ток отклонения стрелки прибора минимален, считать реальные показания величины ESR становится невозможным. Имеющийся в наличии прибор с фронтальным расположением шкалы использовать не удалось, так как ток полного отклонения оказался 700мкА, схема не позволяла достичь отклонения стрелки прибора до конца шкалы. Вторая собранная схема [2] также показала хорошие результаты. Здесь показания малых сопротивлений находятся в конце шкалы, где ток отклонения стрелки прибора максимален, в результате стрелка прибора менее подвержена воздействию статики корпуса. Также благодаря низкоомному мосту, возможно использование приборов с током отклонения до 1 мА. Недостаток – в отличие от первой схемы большой ток потребления от источника питания – до 50 мА. В результате было решено собрать прибор, объединив из этих конструкций лучшие схемные решения. Взяв за основу измерительный узел схемы [1], и генератор схемы [2], была собрана новая схема (рис.1), с помощью которой удалось  добиться тока полного отклонения прибора 700мкА при значительно меньшем токе потребления от источника питания.

При использовании приборов с меньшим током отклонения, сопротивление резистора R4 необходимо увеличить, чтобы была возможность установить стрелку прибора PA1на конец шкалы. При подключении к отдельному источнику питания при напряжении 9 В ток потребления составил 12 мА, при 5 В - всего лишь 8.8 мА. Меньший ток потребления измерительного узла позволил заменить транзисторы VT1,VT2 на менее мощные КТ315А, КТ361А. При проверке конденсатора, в случае наличия пробоя, стрелка прибора отклонится к нулевой отметке, что может определяться, как отличное его состояние. Предлагаемое схемное решение [1] для определения пробоя конденсатора требовало переключения режима измерения, что не совсем удобно. Чтобы определить пробой без переключений, прибор был дополнен схемой автоматического контроля наличия пробоя конденсатора на транзисторе VT3 (рис.1). В схеме [1] проверяемый конденсатор шунтировался первичной обмоткой I трансформатора T1, что не позволяло в режиме измерения  определить пробой проверяемого конденсатора. Чтобы устранить это, дополнительно был установлен разделительный конденсатор C4 1мкФ, что позволило контролировать проверяемый конденсатор на предмет пробоя в режиме измерения ESR, не влияя на работу прибора. Схема контроля наличия пробоя собрана на транзисторе VT3, в цепи коллектора которого включен светодиод HL1 через резистор R6, ограничивающий ток, протекающий через светодиод. База транзистора через резистор R5 подключена к источнику питания, а через диод VD3 – к клемме подключения проверяемого конденсатора. Наличие защитных диодов VD1, VD2, защищающих прибор от возможного подключения к заряженному конденсатору, не влияет на работу схемы контроля пробоя конденсатора. При отсутствии пробоя проверяемого конденсатора транзистор VT3 открыт, горит светодиод HL1. Если же конденсатор пробит, напряжение на базе VT3 снижается до величины падения напряжения на переходе VD3, что приводит к запиранию транзистора VT3, и погасания светодиода HL1. Наличие диода VD3 задает некоторый порог контроля, индикатор начинает плавно уменьшать яркость свечения при сопротивлении проверяемой цепи менее 300 Ом, не реагируя на большие сопротивления цепи. Однако уменьшение яркости не мешает отличить КЗ проверяемой цепи от утечки. Благодаря низкому напряжению на измерительных клеммах, схема позволяет производить проверку конденсаторов, не выпаивая  их из схемы. Для уменьшения тока потребления прибора в целом, в схеме используется импортный слаботочный светодиод HL1 красного цвета, который при токе 0.8 мА обеспечивает достаточную яркость свечения. Калибруется прибор с помощью резисторов известного номинала, находящихся в диапазоне допустимых величин ESR. Получившаяся шкала изображена на рис2.

Питание прибора определило наличие подходящего по размерам корпуса (фото1), в котором был отсек для двух пальчиковых элементов типа АА.

Для получения напряжения, необходимого для питания схемы, использован DC-DC преобразователь, повышающий напряжение от двух пальчиковых элементов АА (3 В), до 5 В. Суммарный ток потребления от двух пальчиковых элементов АА в таком варианте составил 18 мА. Схему можно питать и от батареи типа “Крона” либо напрямую (при этом сопротивление резистора R4 необходимо увеличить до 330-470 Ом, ток потребления составит 12 мА), либо через микросхему - стабилизатор 78L05. При питании схемы непосредственно от батареи типа “Крона”, для коррекции показаний прибора при снижении напряжения на батарее, резистор R4 выведен на переднюю панель прибора. Трансформатор T1 намотан на ферритовом кольце с наружным диаметром 17мм с магнитной проницаемостью 2000НМ. Первичная  обмотка трансформатора T1 содержит 10 витков провода диаметром 0.5мм в ПВХ - изоляции, вторичная – 200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0.2мм. Конденсаторы C3,C4 должны быть хорошего качества, в схеме использованы конденсаторы типа К10-17. Схема собрана на печатной плате размером 35х90мм. Рисунок печатной платы не приводится, так как размер и форма платы были определены наличием свободного места в используемом корпусе. На фото2 изображена собранная плата прибора. Рядом с платой прибора вертикально расположен DC-DC преобразователь.

Для удобства пользования, на нижней стороне корпуса наклеена таблица (фото3) с максимально допустимыми значениями ESR (Ом).

При проверке конденсаторов в схеме с использованием щупов, провода щупов должны быть по возможности короткими и достаточного сечения, так как сопротивление проводов будет учитываться в оценке величины ESR. Для этого перед измерением необходимо замкнуть провода щупов, полученное показание прибора необходимо вычитать из показаний ESR проверяемого конденсатора.

Литература

1. Г. В. Величко. Измеритель ESR оксидных конденсаторов // Радиоаматор. – 2006. - №8. – с.20.

2. С. М. Абрамов. Переносный измеритель внутреннего сопротивления конденсаторов // Радиоаматор. -2004. - №6.- с.23

3. В. Васильев. Прибор для проверки оксидных конденсаторов // Радио. - 2005. - №10. – с.24

4. Ю. Куракин. Индикатор ЭПС оксидных конденсаторов // Радио. – 2008. - №7. – с.26.

5. В.Кандауров. Прибор для проверки ESR оксидных конденсаторов // Радиолюбитель. - 2020. - с.14.