|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Sonde de condensateurs à oxyde. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure Lors de la réparation d'appareils électroménagers modernes, l'un des processus défectologiques les plus difficiles consiste à déterminer l'état de fonctionnement des condensateurs. Et ils « vieillissent » beaucoup plus vite que les autres radioéléments. Cet article est consacré au problème de l'identification rapide et fiable d'un élément défectueux lors d'une réparation. La fiabilité des dispositifs semi-conducteurs dans les équipements modernes a tellement augmenté que les condensateurs électrolytiques à oxyde ont pris la première place en termes de nombre de défauts [1]. Cela est dû à la présence d'un électrolyte en eux. L'exposition à des températures élevées, la dissipation des pertes de puissance dans le condensateur, la dépressurisation des joints du boîtier entraînent le dessèchement de l'électrolyte. Un condensateur idéal, lorsqu'il fonctionne dans un circuit à courant alternatif, n'a qu'une résistance réactive (capacitive). Le condensateur réel, pour le cas considéré ci-dessous, peut être représenté comme un condensateur idéal et une résistance connectée en série avec lui. Cette résistance est appelée résistance série équivalente du condensateur (ci-après dénommée ESR, dans la littérature anglaise on peut trouver un terme similaire avec l'abréviation ESR - Equivalent Series Resistance). Au stade initial de l'apparition de défauts dans les condensateurs à oxyde, l'ESR du condensateur est surestimé. De ce fait, la perte de puissance augmente, chauffant le condensateur de l'intérieur. Cette puissance est directement proportionnelle à l'ESR du condensateur et au carré de son courant de recharge. À l'avenir, le processus progresse rapidement, jusqu'à une perte totale de capacité du condensateur. L'apparition de défauts dans les produits utilisant des condensateurs à oxyde peut se situer à différentes étapes de ce processus. Tout dépend des conditions de fonctionnement du condensateur, notamment de ses modes électriques et des caractéristiques de l'appareil lui-même. La difficulté de diagnostiquer de tels défauts réside dans le fait que les mesures de capacité avec des instruments conventionnels ne donnent dans la plupart des cas pas de résultats, car la capacité se situe dans la plage normale ou n'est que légèrement sous-estimée. Les alimentations avec convertisseurs haute fréquence, où ces condensateurs sont utilisés comme filtres, et dans les circuits de commutation d'éléments de puissance à des fréquences allant jusqu'à 100 kHz, sont particulièrement exigeantes en matière de qualité des condensateurs à oxyde. La capacité de mesurer l'ESR permettrait à la fois l'identification des condensateurs défaillants (à l'exception des courts-circuits et des fuites) et le diagnostic précoce des défauts des dispositifs qui ne sont pas encore apparus. Pour ce faire, vous pouvez mesurer sa résistance complexe à une fréquence suffisamment élevée, à laquelle la capacité est nettement inférieure à l'ESR admissible. Par exemple, à une fréquence de 100 kHz, un condensateur d'une capacité de 10 µF a une résistance de capacité d'environ 0,16 Ohms, ce qui est déjà une valeur assez faible. Si un signal d'une telle fréquence est appliqué via une résistance de réglage du courant à un condensateur contrôlé, la tension aux bornes de ce dernier sera proportionnelle au module de sa résistance complexe. La source de signal peut être n'importe quel générateur approprié, et la forme du signal ne joue pas de rôle particulier, et l'impédance de sortie du générateur peut servir de résistance. Un oscilloscope ou un millivoltmètre CA peut être utilisé pour mesurer la tension aux bornes d'un condensateur. Ainsi, avec un niveau de signal de sortie du générateur de 0,6 V, une résistance de 600 Ohm sur un condensateur avec un ESR égal à 1 Ohm, la tension mesurée sera d'environ 1 mV, et avec une résistance de 50 Ohm - 12 mV. La pratique consistant à diagnostiquer les défauts des condensateurs à oxyde en mesurant l'ESR a montré que dans la grande majorité des cas, dans les condensateurs défectueux d'une capacité de 10 à 100 μF, elle dépasse sensiblement 1 Ohm. Ce critère n'est pas strict et dépend de plusieurs facteurs. Il est généralement admis que les bons condensateurs ont une ESR comprise entre 0,3 et 6 Ohms, en fonction de la capacité et de la tension de fonctionnement [2]. La précision des mesures ne joue pas un rôle particulier dans la détermination des condensateurs défectueux. Une erreur allant jusqu'à 1,5...2 fois peut être considérée comme tout à fait acceptable. Ces données ont été utilisées dans le développement du dispositif décrit ci-dessous. De plus, il est très important de pouvoir mesurer sans retirer les condensateurs de l'appareil. Pour ce faire, il faut que le condensateur commandé ne soit pas shunté par des éléments ayant une résistance proche des valeurs ESR mesurées, ce qui est fait dans la plupart des cas. Les dispositifs à semi-conducteurs n'affectent pas les résultats de mesure, car la tension de mesure sur le condensateur est des unités et des dizaines de millivolts. Il est également souhaitable de limiter la tension maximale sur les sondes de l'appareil à 1...2 V et le courant qui les traverse à 3...5 mA, afin de ne pas désactiver d'autres éléments de l'appareil. Quant à la conception de l’appareil, il doit évidemment être auto-alimenté et de petite taille. Les conducteurs de connexion et les pinces pour la connexion aux condensateurs testés ne sont pas souhaitables. Lorsque vous travaillez avec eux, les deux mains sont occupées, vous avez besoin d'un endroit pour placer l'appareil lui-même et vous devez constamment regarder des points de mesure à l'indicateur de l'appareil. Ces exigences sont satisfaites par une petite sonde avec des sondes pointues. Principales caractéristiques techniques
De plus, la sonde peut être utilisée pour évaluer la capacité des condensateurs électrolytiques - dans la version originale, de 15 à 90 μF. Le schéma de principe de la sonde est illustré à la fig. une.
L'élément DD1.1 du microcircuit numérique contient un générateur d'impulsions rectangulaires (éléments de réglage de fréquence R2, C2). Les sorties des éléments restants sont combinées pour augmenter la capacité de charge. Les résistances R3, R4 et la résistance interne des éléments fixent le courant à travers le condensateur testé Cx, à partir duquel un signal de niveau proportionnel à l'ESR du condensateur contrôlé est fourni à l'entrée du préamplificateur sur le transistor VT1. La diode Zener VD1 limite les impulsions de tension lors de la connexion des sondes de l'appareil à des condensateurs non déchargés. Les tensions résiduelles ne dépassant pas 25... 50 V ne sont pas dangereuses pour l'appareil. La puce DA1 contient un indicateur de niveau LED à cinq niveaux ; cette puce est utilisée dans certains magnétoscopes. Le microcircuit comprend un amplificateur de signal d'entrée, un détecteur linéaire, des comparateurs avec stabilisateurs de courant aux sorties. Les rapports des niveaux de signal d'entrée auxquels le prochain comparateur est activé correspondent à -10 ; -5 ; 0 ; 3 ; 6 dB. Ainsi, toute la plage d'indication couvre 16 dB. Pour allumer toutes les LED, un signal d'un niveau d'environ 1 mV doit être fourni à l'entrée de la puce DA8 (broche 170). Le circuit RC connecté à la broche 7 détermine la constante de temps de son détecteur. La résistance R12 limite le courant consommé par les LED. Les critères de choix de sa valeur sont : la luminosité requise des LED d'une part et le courant consommé par la source d'alimentation d'autre part. Les éléments R6, C6 et R11, C7 sont des filtres dans les circuits de puissance des nœuds correspondants. La possibilité d'utiliser le microcircuit à des fréquences allant jusqu'à 100 kHz a été déterminée expérimentalement. La valeur minimale certifiée de la tension d'alimentation du microcircuit est de 3,5 V, cependant, des tests sur plusieurs exemplaires ont montré leurs performances jusqu'à une tension de 2,7 V ; avec une nouvelle diminution de la tension, les LED cessent de briller. L'appareil affiche la valeur ESR contrôlée selon le principe : plus la résistance est faible, plus le nombre de LED allumées est faible. Lorsque les contacts de l'interrupteur SA1 sont fermés, le condensateur C2 est également connecté en parallèle avec le condensateur C1. Dans ce cas, la fréquence du générateur sera réduite à environ 1200 Hz, le niveau du signal aux bornes du condensateur testé dépendra donc principalement de sa capacité. Plus la capacité est élevée, moins le nombre de LED allumées est important. L'appareil utilise des résistances à puce et des condensateurs, mais d'autres petits peuvent être utilisés. Les condensateurs C3-C5, C8, C10 sont en céramique importée de petite taille. Leur capacité n'est pas critique. Les LED VD2-VD6 sont micro-consommatrices, elles brillent assez fort même à un courant de 0,5... 1 mA. Vous pouvez utiliser d'autres LED rouges qui répondent aux exigences spécifiées, par exemple KIPD-05A. L'interrupteur SA1 est un interrupteur à glissière de petite taille, SB1 est un interrupteur à bouton-poussoir, sans verrouillage en position enfoncée. Le transistor VT1 peut être remplacé par KT315, KT3102 (avec n'importe quelle lettre d'index) avec un coefficient de transfert de courant supérieur à 100. La source d'alimentation de la sonde est constituée de deux éléments alcalins LR44 (357, G13) d'une taille standard de 11,6x5,4 mm. La fréquence de fonctionnement du générateur est contrôlée par la résistance R3. Il devrait être compris entre 60 et 80 kHz. Si nécessaire, il est installé en sélectionnant les éléments R2 ou C2. La tension au collecteur du transistor VT1 doit être comprise entre 1,0... 1,7 V, elle est réglée en sélectionnant la résistance R8. La sonde est calibrée en connectant des résistances non inductives (sans fil) aux sondes en mode de mesure ESR et en sélectionnant la résistance R3. La plage requise de contrôle de capacité en position fermée des contacts de l'interrupteur SA1 est établie en sélectionnant le condensateur C1, en connectant des condensateurs de capacité connue aux sondes.
L'apparence de la sonde est illustrée à la fig. 2.
Les sondes sont constituées de fil d'acier rigide d'un diamètre de 1 mm, les extrémités sont légèrement recourbées et pointues. La distance entre les sondes est de 4 mm, cela permet, compte tenu de la taille des plages de contact du circuit imprimé, de tester des condensateurs avec une distance entre les cordons de 2,5 à 7,5 mm. L'inconvénient apparent lié à l'orientation de l'appareil par rapport aux bornes du condensateur disparaît au bout de quelques jours d'utilisation. Pendant les mesures, le produit testé doit être mis hors tension et les condensateurs, qui peuvent contenir des tensions dangereuses, doivent être déchargés. Les sondes de sonde doivent être appuyées contre les plages de contact de la carte, à laquelle le condensateur testé est soudé, et appuyer sur le bouton d'alimentation. En raison de processus transitoires, toutes les LED clignotent brièvement, après quoi l'état du condensateur peut être évalué par le nombre de LED allumées. Ainsi, le temps d'allumage de la sonde pour tester un condensateur ne dépasse pas 1 s. Pour les bons condensateurs d'une capacité de 10 µF et plus pour des tensions de fonctionnement jusqu'à 100 V, toutes les LED doivent s'éteindre. Les condensateurs de plus petite capacité et de tension de fonctionnement plus élevée ont un ESR plus élevé, donc 1 à 2 LED peuvent s'allumer. Les critères d'évaluation de l'adéquation des condensateurs à oxyde dépendent des fonctions qu'ils remplissent dans les composants de l'appareil, des modes électriques et des conditions de fonctionnement. Les composants les plus critiques : le circuit de commande du transistor clé dans les alimentations avec conversion haute fréquence, les filtres dans ces sources, y compris celles alimentées par un transformateur à balayage horizontal pour téléviseurs et moniteurs, un filtre dans le circuit d'alimentation pour le « boost » " du transistor à balayage horizontal, etc. Plus la fréquence de fonctionnement et les courants de recharge sont élevés, meilleure est la qualité des condensateurs utilisés. Dans les circuits ci-dessus, il convient d'utiliser des condensateurs avec une plage de température allant jusqu'à 105 ° C, qui ont un ESR nettement inférieur et une fiabilité plus élevée à des températures élevées. Si de tels éléments ne sont pas disponibles, il est conseillé de contourner les condensateurs à oxyde par des condensateurs céramiques d'une capacité de 0,33 à 1 μF. Parfois, ces condensateurs sont installés par le fabricant de l'appareil. Ils peuvent fausser les lectures de la sonde en mode de mesure ESR (la capacité d'un condensateur de 1 F à une fréquence de 80 kHz est d'environ 2 ohms). Il arrive que des condensateurs défectueux, après les avoir soudés hors de la carte, puissent être identifiés comme réparables par l'appareil lors de la numérotation. Apparemment, cela est dû à l’effet de la température élevée lors du démontage. Il ne sert à rien de réinstaller de tels condensateurs dans l'appareil - le défaut réapparaîtra tôt ou tard. C'est un argument supplémentaire en faveur du test des condensateurs sans les démonter. L'appareil a été créé comme un « bourreau de travail », facile à utiliser dans presque toutes les conditions, sans fioritures et destiné non pas tant aux mesures qu'à la détermination selon le principe « réussite ou échec ». Par conséquent, dans les cas douteux et particulièrement critiques, vous devez également vérifier les condensateurs à l'aide des méthodes disponibles ou les remplacer par des condensateurs en bon état. Le fonctionnement de la sonde dans un atelier de réparation de téléviseurs pendant 6 mois a montré l'optimalité de ses paramètres métrologiques et du type d'indication retenu. Les performances de diagnostic ont fortement augmenté, en particulier dans les appareils utilisés depuis plus de 5 à 7 ans, et il est devenu possible de diagnostiquer précocement les défauts associés à la détérioration progressive des condensateurs à oxyde. Il n'était pas nécessaire de changer les piles de la sonde pendant cette période. La plage de valeurs ESR surveillées de la sonde peut être étendue vers des résistances plus faibles en augmentant le courant traversant le condensateur testé. Pour ce faire, vous devez remplacer la puce DD1 par une KR1554TLZ, ce qui augmentera le courant de sortie du générateur en réduisant la résistance de la résistance R3. Il suffit d'utiliser un seul élément du microcircuit dans le générateur, en connectant sa sortie à gauche, selon le schéma, à la sortie de la résistance R3. Connectez les entrées des éléments inutilisés (broches 4, 5, 9, 10, 12, 13) à un fil commun. Le courant consommé par l'appareil augmentera. De cette façon, vous pouvez réduire la limite inférieure du contrôle ESR à 0,5... 1 Ohm. Pour couvrir la plage recommandée de valeurs ESR, vous devrez introduire un interrupteur de fin de course utilisant deux résistances commutables au lieu d'une résistance R3. Vous pouvez ajouter une autre plage de mesure de capacité en utilisant le commutateur SA1 sur trois positions et en ajoutant un autre condensateur similaire à C1. Plages recommandées : 7...40 et 40...220 µF (fréquence de l'oscillateur - environ 2400 et 550 Hz). En mode mesure de capacité, un signal audiofréquence est présent sur les sondes de l'appareil. Il peut être utilisé pour tester des émetteurs acoustiques ou pour vérifier la transmission du signal dans les amplificateurs 3H. littérature
Auteur : R. Khafizov, Sarapul, Oudmourtie
Cuir artificiel pour émulation tactile
15.04.2024 Litière pour chat Petgugu Global
15.04.2024 L’attractivité des hommes attentionnés
14.04.2024
▪ Optimisation de l'imagerie par résonance magnétique ▪ Le groupe sanguin est déterminé par pesée ▪ Capteur d'image CMOS grand format Sony IMX661
▪ section du site Application des microcircuits. Sélection d'articles ▪ article Ekranoplan. Histoire de l'invention et de la production ▪ article Pouvons-nous contrôler la faim et la soif ? Réponse détaillée ▪ article Travailler avec une pompe à eau. Instruction standard sur la protection du travail ▪ article Un petit coup d'oeil. Concentrer le secret
Page principale | bibliothèque | Articles | Plan du site | Avis sur le site
www.diagramme.com.ua |
Voir d'autres articles section 
Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :
Toutes les langues de cette page