Mạch kiểm tra rò rỉ tụ điện - Tìm tụ điện bị rò rỉ nhanh chóng

Máy kiểm tra tụ điện đơn giản này có khả năng kiểm tra các tụ điện bị rò rỉ trong phạm vi từ 1uf đến 450uf. Nó có thể kiểm tra các tụ điện khởi động và chạy lớn cũng như các tụ điện thu nhỏ 1uf được đánh giá ở 10v. Khi bạn hiểu chu kỳ thời gian, bạn có thể kiểm tra xuống 0,5uf và lên đến 650uf.

Bởi Henry Bowman

Cách tạo Máy đo điện dung này

Mạch kiểm tra rò rỉ tụ điện được làm từ một số bộ phận rác mà tôi có trong tay cũng như một vài op-amps và bộ đếm thời gian 555. Thử nghiệm dựa trên chu kỳ sạc được định thời gian, trong đó hai bộ so sánh điện áp cho biết 37% và 63% sạc.

Đề cập đến sơ đồ, tụ điện được kết nối với các đầu cuối có nhãn C. Một bên là đất và bên kia được kết nối với một công tắc chọn xoay và cũng với đầu vào của hai op-amps. Vị trí “G” trên công tắc xoay là mặt đất có điện trở thấp để phóng điện các tụ điện khi được kết nối. Các tụ điện có giá trị lớn phải luôn được xả trước khi kết nối.

Sơ đồ mạch

Zener 12 volt cũng là để bảo vệ điện áp. Nếu tụ điện được đánh dấu cực tính, dấu chấm màu đỏ, hoặc + phải được kết nối với dây dẫn thử nghiệm dương. Công tắc bộ chọn cũng phải ở vị trí “G” khi kết nối. S2 phải ở vị trí 'xả'.

Kích thước điện trở của công tắc quay được xác định bằng cách đảo ngược công thức T = RC, sao cho R = T / C. Mỗi giá trị của điện trở trên công tắc xoay được chọn để cung cấp thời gian sạc gần đúng là 5,5 giây. Thời gian sạc trung bình thực tế mất 4,5 đến 6,5 giây.

Dung sai điện trở và sự khác biệt nhỏ về giá trị tụ điện tạo ra sự khác biệt trong thiết kế 5,5 giây. Điện áp cung cấp cần phải rất gần với 9 volt. Bất kỳ điện áp nào thấp hơn hoặc cao hơn sẽ ảnh hưởng đến điện áp tại các bộ phân kháng ở chân đầu vào IC 2 và IC 3.

Làm thế nào để kiểm tra

Điện áp từ phích cắm bộ chuyển đổi ac / dc cao hơn mức 9 volt được nêu. Tôi đã sử dụng một điện trở giảm 110 ohm mắc nối tiếp để đưa nó xuống 9v. Khi tụ điện được kết nối với các đầu nối thử nghiệm, công tắc bộ chọn phải được chuyển từ “G” sang cùng giá trị hoặc giá trị gần nhất của tụ điện để kiểm tra .

Khi cho S2 hoạt động để tích điện, 9 vôn được đặt trên điện trở công tắc bộ chọn qua cần gạt nước chung vào tụ điện để bắt đầu nạp điện cho tụ điện. 9 volt cũng được đặt trên bộ phát Q1, một bóng bán dẫn có độ lợi dòng cao. Q1 sẽ ngay lập tức dẫn điện và cấp nguồn cho 555 vì chân đế của Q1 ở điện trở nối đất từ ​​chân ra 6 của IC 3.

Bộ hẹn giờ 555 bật sáng 2, mỗi giây một lần, cho đến khi đạt được 63% mức sạc. Hai op-amps được định cấu hình làm bộ so sánh điện áp. Khi đạt đến 37% (3.3v) điện tích, đầu ra của IC2 tăng cao, đèn led chiếu sáng 3.

Khi đạt đến 63% điện tích (5,7 volt), IC 3 lên mức cao, dẫn sáng led 4 và cũng dừng Q1 cấp nguồn cho bộ đếm thời gian. Hoạt động S2 để phóng điện cung cấp mặt đất thông qua cùng một điện trở đã tích điện cho tụ điện.

555 không hoạt động trong khi phóng điện. Led 4 sẽ tắt đầu tiên cho biết điện áp đã giảm xuống dưới 63%, sau đó led 3 cũng sẽ tắt sau khi điện áp giảm xuống dưới 37%. Dưới đây là các chỉ báo sự cố cho các bài kiểm tra tụ điện sau khi xác minh rằng bạn đã chọn phạm vi phù hợp và cực tính được kết nối chính xác ::

Mở tụ điện : Đèn led 3 và 4 sẽ sáng ngay sau khi công tắc sạc hoạt động. Không có dòng điện chạy qua tụ điện, vì vậy cả hai bộ so sánh sẽ cung cấp đầu ra cao ngay lập tức.

Tụ điện ngắn : led 3 và 4 sẽ không bao giờ sáng. Đèn led hẹn giờ 2 sẽ nhấp nháy liên tục.

Điện trở cao ngắn hoặc thay đổi giá trị: 1. led 3 có thể sáng và led 4 không sáng. 2. cả hai đèn led 3 và 4 có thể sáng, nhưng với thời gian sạc lớn hơn hoặc nhỏ hơn thời gian sạc thiết kế. Thử một tụ điện tốt đã biết và thử lại.

Tôi có một tụ điện có nhãn 50uf mất 12-13 giây để sạc đến 63%. Tôi đã thử nghiệm nó bằng máy kiểm tra tụ điện kỹ thuật số và nó cho thấy giá trị thực tế là 123 uf!

Nếu bạn có tụ điện nằm trong khoảng giữa giữa hai giá trị capicator, hãy kiểm tra trên cả hai giá trị. Mức trung bình giữa khoảng thời gian sạc cao và thấp nên nằm trong khoảng 4,5-6,5 giây.

0,5 uf sẽ có thời gian sạc là 2,5-3 giây ở vị trí 1uf. Ngoài ra, thử nghiệm một tụ điện 650 uf ở vị trí 450 uf sẽ cung cấp thời gian sạc là 8 - 10 giây. Một thay thế cho công tắc xoay sẽ là công tắc spst cho mỗi điện trở. Sử dụng ohm kế kỹ thuật số để xác minh điện trở của mỗi điện trở trước khi lắp đặt. Điện trở 6K và 3,4K được sử dụng trong mạng phân áp opamp nên được chọn để có dung sai thấp. Điện áp 3 vôn và 6 vôn trên các bộ chia sẽ đủ gần cho chu kỳ sạc.

Một bộ kiểm tra tụ điện đơn giản khác

Thiết kế tiếp theo là một mạch kiểm tra rò rỉ tụ điện đơn giản. Khá nhiều tụ điện bị rò rỉ có điện trở bên trong bị lệch theo sự thay đổi nhiệt độ và / hoặc điện áp.

Sự rò rỉ bên trong này có thể hoạt động giống như một biến trở được đặt song song với một tụ điện định thời.

Trong khoảng thời gian cực kỳ nhanh chóng, kết quả của tụ điện bị rò rỉ có thể là danh nghĩa, nhưng khi khoảng thời gian kéo dài, dòng điện rò rỉ có thể dẫn đến mạch hẹn giờ thay đổi đáng kể hoặc có thể hỏng hoàn toàn.

Dù là gì đi nữa, một tụ điện định thời gian không thể đoán trước có thể biến mạch hẹn giờ âm thanh hoàn hảo thành một thứ rác rưởi không đáng tin cậy.

Cách hoạt động của mạch

Hình dưới đây là sơ đồ của máy dò rò rỉ điện phân của chúng tôi. Trong mạch này, một bóng bán dẫn PNP đa năng 2N3906 (Q1) được nối với thiết lập mạch dòng điện không đổi, theo đó dòng điện sạc 1 mA được cấp cho tụ điện thử nghiệm.

Mạch đo sáng dải kép được sử dụng để hiển thị điện tích và dòng điện rò của tụ điện. Một vài pin cung cấp năng lượng cho mạch.

Một điốt Zener 5 V (D1) cố định chân đế của Q1 ở điện thế 5 V không đổi, đảm bảo điện áp giảm không đổi xung quanh R2 (điện trở phát của Q1) và dòng điện không đổi trên tụ điện được thử nghiệm (được hiển thị dưới dạng Cx).

Khi đặt S1 ở vị trí 1, điện áp sử dụng trên Cx bị giới hạn khoảng 4 V còn S1 ở vị trí 2, điện áp trên tụ điện tăng lên khoảng 12 V. Có thể mắc thêm một pin nối tiếp với B1 và ​​B2 để tăng cường điện áp sạc xấp xỉ 20 V.

Với S2 ở vị trí thường đóng (như đã minh họa), đồng hồ được nối dây song song với R3 (điện trở shunt của đồng hồ), cho phép mạch có màn hình hiển thị toàn thang đo 1 mA. Khi suy giảm S2 (mở), dải đo sáng của mạch giảm xuống 50 uA toàn thang.

Thiết lập mạch

Các mạch trong Hình. 2 và 3 chứng minh một số cách chọn điện trở shunt (R3 trong Hình 1) để tăng phạm vi của M1 từ phạm vi 50 µA mặc định của nó lên 1 mA.

Giả sử bạn có một vôn kế thích hợp có thể đo 1 V, thì bạn có thể sử dụng mạch điện trong Hình 2 để xác định R3.

Trong quy trình này, điều chỉnh R1 (chiết áp 10k) đến mức điện trở cao nhất và điều chỉnh R3 (chiết áp 500 ohm) về mức độ thấp nhất.

Gắn pin theo chỉ dẫn và tinh chỉnh R1 để có số đọc 1 V trên M1. Cẩn thận tăng giá trị đặt trước R3 cho đến khi M2 (đồng hồ đo hiện tại) hiển thị độ lệch quy mô đầy đủ. Chỉ kiểm tra R1 trong khi bạn thay đổi cài đặt trước R3 để duy trì đọc 1V trên M1.

Trong khi M1 chỉ 1 vôn và M2 hiển thị toàn thang đo, thì chiết áp được thiết lập ở đúng giá trị điện trở cần thiết cho R3. Bạn có thể làm việc với một chiết áp cho điện trở shunt hoặc chọn một giá trị tương đương từ hộp điện trở của bạn. Ngoài ra, nếu bạn có một ampe kế chính xác có thể kiểm tra 1 mA, bạn hãy thử mạch trong Hình 3.

Bạn có thể thực hiện chính xác các quy trình tương tự như đã thực hiện cho Hình 2 và tinh chỉnh R1 để có màn hình 1 mA.

Cách sử dụng

Để áp dụng mạch thử nghiệm rò rỉ tụ điện được đề xuất, hãy bắt đầu với S1 ở vị trí tắt. Đưa tụ điện cần thử nghiệm qua các đầu nối, sử dụng phân cực chính xác.

Di chuyển S1 đến vị trí 1 và bạn sẽ thấy đồng hồ (tùy thuộc vào giá trị tụ điện) đọc toàn thang đo trong một khoảng thời gian ngắn và sau đó trở lại số đọc dòng điện bằng không. Trong trường hợp tụ điện bị đoản mạch bên trong hoặc bị rò rỉ cao, bạn có thể thấy đồng hồ hiển thị liên tục số đọc thang đo đầy đủ.

Trong trường hợp đồng hồ trở về 0, hãy thử nhấn S2 và đồng hồ có thể không dịch chuyển lên trên thang đo để tìm tụ điện tốt. Trong trường hợp định mức điện áp của tụ điện trên 6 vôn, hãy di chuyển S1 đến vị trí 2 và bạn sẽ thấy kết quả tương tự đối với tụ điện tốt.

Nếu đồng hồ hiển thị độ lệch tăng, tụ điện có thể không phải là một triển vọng tốt để áp dụng trong mạch hẹn giờ. Có thể, một tụ điện có thể không đạt yêu cầu thử nghiệm nhưng vẫn là một thiết bị tốt.

Nếu một tụ điện không được sử dụng hoặc không được sạc trong một thời gian dài, điều này có thể dẫn đến dòng điện rò rỉ cao khi một điện áp được đặt vào ban đầu nhưng khi điện áp vẫn được kết nối qua tụ điện trong một khoảng thời gian hợp lý, thiết bị có thể thường được tái tạo năng lượng.

Mạch thử nghiệm có thể được áp dụng để thiết lập lại tụ điện bằng cách theo dõi các kết quả trên đồng hồ M1 một cách thích hợp.

Điện trở
(Tất cả các điện trở cố định là 1/4-watt, 5% đơn vị.)
R1-2,2k
R2-4,7k
R3 — Xem văn bản
Chất bán dẫn
Q1-2N3904 bóng bán dẫn silicon NPN đa năng
D1 — IN4734A Điốt Zener 5,6 volt

Điều khoản khác
MI- 50 uA mét
B1, B2-9-volt pin bán dẫn-radio
Công tắc SI-SP3T
S2-Công tắc nút thường đóng