ciąg dalszy - Serwis Elektroniki

Praktyczny miernik parametrów kondensatorów elektrolitycznych
Praktyczny miernik parametrów kondensatorów
elektrolitycznych
Edward Bitner
Miernik parametrów kondensatorów elektrolitycznych, którego schemat przedstawiono na rysunku 1, pozwala na bezb³êdn¹ ocenê ich przydatnoœci. Wykonuje on pomiar pojemnoœci oraz jego sprawnoœci w warunkach zbli¿onych do naturalnych. Po ka¿dym pomiarze pojemnoœci, gdy spadek jej wartoœci jest ma³y lub nie odbiega od nomina³u, nale¿y przeprowadziæ pomiar sprawnoœci. I tu parê praktycznych wskazówek
- wychylenie wskaŸnika dla dobrych kondensatorów impulsowych nie powinno przekraczaæ:
a) dla pojemnoœci 1µF - 80%, 2.2µF- 65%, 4.7µF - 35%, 10µF
- 25% (przy czym wychylenia dla kondensatorów na napiêcia pracy wiêksze od 100V mog¹ byæ trochê wiêksze),
b) dla pojemnoœci 22µF -13 %, 33µF - 11%, 47µF - 9%, 100µF
- 7%, 220µF - 6%, 470µF - 5% i kondensatory wiêksze 4% (w tym przedziale pojemnoœci wp³yw napiêcia pracy
jest niewielki, choæ niew¹tpliwie wystêpuje),
c) wychylenie wskaŸnika sprawnoœci du¿o powy¿ej tych wartoœci dyskwalifikuje taki kondensator do pracy w zasilaczach
impulsowych.
Jak mo¿na zauwa¿yæ, wychylenie wskaŸnika sprawnoœci
zale¿y zarówno od pojemnoœci nominalnej, jak i od dopuszczalnego napiêcia pracy, szczególnie przy ma³ych pojemnoœciach. St¹d na skali wskaŸnika sprawnoœci ka¿da typowa pojemnoœæ nominalna powinna mieæ naniesiony swój punkt odniesienia.
Generalnie przy pomiarach kierujemy siê prost¹ zasad¹ je¿eli wystêpuje zauwa¿alny spadek pojemnoœci nominalnej
oraz du¿o, du¿o wiêksze wychylenie wskaŸnika sprawnoœci
poza punkt zarezerwowany dla tej wartoœci kondensatora, to
mierzony kondensator jest wadliwy.
1N4007
1
2
3
2x1N4007
1
220V/50Hz
W praktyce serwisowej pomiar kondensatorów elektrolitycznych nale¿y ju¿ do rutynowej czynnoœci. Oceniaj¹c przydatnoœæ mierzonego kondensatora, ka¿dy z nas u¿ywa mniej
lub bardziej skomplikowanych przyrz¹dów pomiarowych.
Wszystko staje siê jasne, gdy taki kondensator posiada zwiêkszon¹ up³ywnoœæ, zwarcie lub gdy omomierz pozwala wykryæ
brak zdolnoœci gromadzenia ³adunku elektrycznego (ca³kowity brak pojemnoœci). Do pomiaru czêœciowej utraty parametrów kondensatora u¿ywamy miernika pojemnoœci lub niekiedy oscyloskopu. Tu tak¿e nie ma problemu, gdy pojemnoœæ
wskazywana znacznie odbiega od pojemnoœci znamionowej, a
oscyloskop pokazuje przebiegi wyraŸnie odbiegaj¹ce od przebiegów standardowych.
Problemy zaczynaj¹ siê w sytuacji, gdy powy¿sze pomiary
pozwalaj¹ uznaæ dany kondensator za pe³nosprawny - a naprawiane urz¹dzenie niestety nie chce pracowaæ lub nadal ulega
katastroficznym uszkodzeniom. Wiêkszoœæ z nas stosuje wówczas metodê wymiany wszystkich kondensatorów elektrolitycznych w naprawianym zasilaczu lub bloku i po problemie. W
ten sposób jednak nigdy nie poznamy sprawcy uszkodzenia, a
ponadto w naprawach sprzêtu elektronicznego nie chodzi przecie¿ o to, by wymieniæ po³owê urz¹dzenia, nie dbaj¹c o czas i
koszt naprawy.
Wróæmy jednak do tematu. Wymienione na wstêpie przyrz¹dy pozwalaj¹ na statyczny pomiar pojemnoœci, który jak
dobrze wiemy, daleko odbiega od dynamicznych warunków
pracy kondensatorów - zw³aszcza kondensatorów elektrolitycznych pracuj¹cych w zasilaczach impulsowych. Kondensatory
pracuj¹ce w tych uk³adach podlegaj¹ intensywnemu ³adowaniu i roz³adowywaniu du¿ymi pr¹dami (³adunkami) z du¿¹ czêstotliwoœci¹ o bardzo stromych zboczach. Wymagania stawiane takim kondensatorom s¹ bardzo wysokie i nie koñcz¹ siê
tylko na doborze odpowiedniej pojemnoœci. Elektrolityczny
kondensator impulsowy oprócz pojemnoœci powinien posiadaæ bardzo du¿¹ sprawnoœæ gromadzenia i oddawania ³adunku
przy du¿ych czêstotliwoœciach pracy (ten parametr w przybli¿eniu opisuje impedancja Z).
Teraz wiemy dlaczego pozornie sprawny kondensator elektrolityczny (o pojemnoœci równej znamionowej) mo¿e byæ z³y.
Taki kondensator, zw³aszcza przy niskich temperaturach pracy, traci nie pojemnoœæ a sprawnoœæ gromadzenia i oddawania
³adunku. Zewnêtrznym objawem utraty tego parametru jest
postêpuj¹ce intensywne nagrzewanie siê takiego kondensatora w czasie normalnych warunków jego pracy. Niejednokrotnie zastanawiamy siê dlaczego zasilacz odbiornika tu¿ po w³¹czeniu urz¹dzenia wykazuje usterki, a po kilku minutach pracy jest ju¿ sprawny. To jeden z kondensatorów elektrolitycznych pracuj¹cych w jego obwodzie, w wyniku coraz wy¿szej
temperatury uzyskuje na tyle wysok¹ sprawnoœæ, ¿e pozwala
na prawid³ow¹ pracê zasilacza. St¹d, gdy mierzymy parametry kondensatorów elektrolitycznych pracuj¹cych w warunkach
impulsowych, zadbajmy o ich nisk¹ temperaturê w czasie pomiaru (wówczas b³êdy pomiarowe bêd¹ wykluczone).
TS5/6
we
2,2µF
50V
UL wy
7505
8,5k* Prze³. zakr.
240R*
3
18R/2W
15R* 80µA
Prze³.
Cx/Zx
1a
2a
3a
12V/50Hz
12V/16kHz
5V/50Hz/16kHz
260R*
9,1nF*
BA159
2
0,6mA
22nF
15V/16kHz
2x
AAP155
Cx/Zx
+
* - wartoœci dobierane zgodnie z uwagami w tekœcie
1b Prze³.
2b
3b Cx/Zx
Rys.1. Schemat miernika parametrów kondensatorów
elektrolitycznych.
SERWIS ELEKTRONIKI
Chemia techniczna w serwisie
Dodatkowym potwierdzeniem wady kondenstora jest to, ¿e
w czasie pomiaru sprawnoœci, wychylenie wskaŸnika ci¹gle
spada i to o znaczn¹ wartoœæ, nie osi¹gaj¹c wychylenia zarezerwowanego dla dobrego kondensatora.
Przy skalowaniu wskaŸników najlepiej jest trochê poæwiczyæ maj¹c pod rêk¹ sprawne kondensatory „wzorcowe” i takie,
które zosta³y wymienione (uznane za z³e). Pos³ugiwanie siê tym
przyrz¹dem pozwoli stwierdziæ, ¿e w nowych kondensatorach
elektrolitycznych wystêpuje doœæ du¿y rozrzut parametrów, a
estetycznie wygl¹daj¹ce kondensatory nie maj¹ nic wspólnego
z dobr¹ ich jakoœci¹ (sprawnoœci¹). W ten sposób ocenimy przy
okazji stan naszych zapasów (zdarzaj¹ siê z³e ca³e partie). Wówczas w naszych zasobach czêœci zamiennych bêdziemy posiadaæ tylko takie, dla których wskaŸnik sprawnoœci wychyli siê
zgodnie z naniesion¹ podzia³k¹ - pozosta³e uznamy za nie nadaj¹ce siê do zastosowañ w zasilaczach impulsowych.
Budowanie tego niezast¹pionego przyrz¹du polecam tym,
którzy potrafi¹ przeskalowaæ wskaŸniki analogowe (szczególnie chodzi o wskaŸnik pojemnoœci, który powinien posiadaæ
dwie skale wartoœci) oraz tym, którzy chc¹ pos³ugiwaæ siê naprawdê skutecznym przyrz¹dem pomiarowym. Wartoœæ rezystora 8.5k* nale¿y dobraæ tak, by przy pomiarze pojemnoœci
20000µF wychylenie wskaŸnika by³o maksymalne, a wartoœæ
rezystora 240R* tak, by maksymalne wychylenie wyst¹pi³o
przy pojemnoœci 12µF (równolegle po³¹czone kondensatory
10µF i 2.2µF). Je¿eli wychylenia bêd¹ za ma³e, nale¿y zwiêkszyæ wartoœæ rezystora 15R*.
W mierniku pojemnoœci polecam u¿ycie wskaŸnika analogowego, który posiada zawieszenie strunowe (bez ³o¿ysk rubinowych) oraz wyposa¿onego w mo¿liwie du¿¹ skalê z lusterkiem (nie dotyczy to wskaŸnika sprawnoœci). Zastosowany w
mierniku kondensatorów elektrolitycznych stabilizator UL7505
nie jest wra¿liwy na zwarcie koñcówek pomiarowych i zapewnia du¿¹ dok³adnoœæ (powtarzalnoœæ) pomiarów. Wra¿liwy jest
on natomiast na pod³¹czenie do koñcówek pomiarowych kondensatora na³adowanego do du¿ego napiêcia - jak ka¿dy miernik pojemnoœci, ten równie¿ tego nie znosi (mo¿e wówczas
nast¹piæ uszkodzenie tego uk³adu - gdyby zasz³a koniecznoœæ
jego wymiany, nie ma potrzeby ponownego skalowania wskaŸników). W tym przypadku, zabezpieczanie koñcówek pomiarowych uk³adami pó³przewodnikowymi mija siê z celem.
Zasilacz miernika sprawnoœci to zasilacz impulsowy, który
powinien poprawnie pracowaæ z obci¹¿eniem rzêdu 3-5W.
Mo¿na taki zasilacz zbudowaæ od podstaw (tak uczyni³em osobiœcie), mo¿na równie¿ zaadoptowaæ gotowy zasilacz impulsowy z uszkodzonego VCR lub uszkodzonego tunera satelitarnego (o ile jego czêstotliwoœæ pracy bêdzie zbli¿ona do 16kHz).
Napiêcie wyjœciowe zasilacza dobraæ na takim poziomie, aby
po wyprostowaniu przez diodê BA159 nie przekracza³o szczytowej wartoœci 12V (musi byæ wyraŸnie widoczna i nie zniekszta³cona po³owa sinusoidy - jeœli przebieg bêdzie inny, zasilacz nie nadaje siê do wykorzystania). Wartoœæ rezytora 260R*
dobraæ na maksymalne wychylenie wskaŸnika. Je¿eli wychylenie bêdzie za ma³e, nale¿y zwiêkszyæ wartoœæ kondensatora
9.1nF*. Pomiary przebiegów napiêæ zasilaczy dokonywaæ bez
obci¹¿ania koñcówek pomiarowych budowanego przyrz¹du.
Mimo, ¿e wyniki pomiarów sprawnoœci kondensatorów s¹
wartoœciami przybli¿onymi - s¹ one bardzo istotne z serwisowego punktu widzenia (pomiar sprawnoœci równie¿ przebiega
w typowo dynamicznych warunkach). Pomiary parametrów
mo¿na przeprowadzaæ tylko po od³¹czeniu przynajmniej jednej
koñcówki kondensatora od obwodu naprawianego urz¹dzenia.
Na wynik pomiarów nie wp³ywa polaryzacja przy³o¿enia
koñcówek pomiarowych - mimo to zalecam pod³¹czanie zgodne
z biegunami. Niskie napiêcia pracy przyrz¹du zapewniaj¹ pe³ne bezpieczeñstwo u¿ytkownikowi, jak i blisko po³o¿onym elementom elektronicznym (w przypadku pomiaru dokonywanego bezpoœrednio na p³ycie naprawianego urz¹dzenia).
Opisywany przyrz¹d u¿ytkujê od 2 lat i nie zawiod³em siê
na jego wskazaniach (zwykle w naprawach wymieniam tylko
te kondensatory, dla których wyniki pomiarów wypad³y negatywnie). Je¿eli posiadamy dobry miernik pojemnoœci, to pozostaje tylko zbudowanie miernika sprawnoœci. Niemniej jednak
proponowany „zespó³” zapewnia bardziej wygodny pomiar
obydwu parametrów, a szybkie porównanie wskazañ, na „bardziej bezb³êdn¹” ocenê przydatnoœci mierzonego kondensatora. Przy budowie tego przyrz¹du nie zalecam stosowania wskaŸników cyfrowych, poniewa¿ orientacja wed³ug ich wskazañ
bêdzie bardzo utrudniona. Prze³¹cznik Cx/Zx powinien gwarantowaæ wyj¹tkow¹ trwa³oœæ oraz nisk¹ opornoœæ styków
zwiernych (ma to istotne znaczenie przy pomiarze sprawnoœci
kondensatorów o pojemnoœciach wiêkszych od 33µF).
}
Chemia techniczna w serwisie
Marek Pe³ka
Obok ró¿nego rodzaju sprzêtu pomiarowego, narzêdzi i
oprogramowania, w codziennej pracy serwisowej spotykamy
siê z potê¿nym narzêdziem serwisowym jakim jest chemia techniczna. Korzystamy z niej w postaci ró¿nych smarów, olei i
innych œrodków, które dozujemy jako pasty, p³yny i „spraye”.
Niewielu jednak serwisantów wie jak stosowaæ wszelkiego rodzaju preparaty, aby ich dzia³anie odnios³o po¿¹dany
skutek, a nie, jak to bywa w wielu przypadkach, straty lub
uboczne efekty.
Uwaga: Nawet najlepszy preparat mo¿e okazaæ siê bezskuteczny, je¿eli zostanie Ÿle zastosowany, a proste œrodki chemiczne odnios¹ ogromny skutek, je¿eli zostan¹ zastosowane zgodnie z ich przeznaczeniem.
Podczas wyboru preparatu nale¿y sprawdziæ, czy posiada
on znak bezpieczeñstwa i numer atestu PZH oraz ulotkê w jêzyku polskim, która mówi, jak go stosowaæ oraz sposób ochrony
w³asnego zdrowia, w przypadku kontaktu preparatu ze skór¹
SERWIS ELEKTRONIKI 10/2000
47