ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Đầu dò của tụ oxit. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Công nghệ đo lường Độ tin cậy của các thiết bị bán dẫn trong thiết bị hiện đại đã tăng lên rất nhiều đến mức các tụ điện oxit chiếm vị trí đầu tiên về số lượng khuyết tật [1]. Điều này là do sự hiện diện của chất điện phân trong chúng. Tiếp xúc với nhiệt độ cao, tiêu tán tổn thất điện năng trong tụ điện, giảm áp suất trong các vòng đệm vỏ dẫn đến làm khô chất điện phân. Một tụ điện lý tưởng, khi hoạt động trong mạch điện xoay chiều, chỉ có điện trở (điện dung) phản kháng. Tụ điện thực, đối với trường hợp được xem xét dưới đây, có thể được biểu diễn dưới dạng một tụ điện lý tưởng và một điện trở mắc nối tiếp với nó. Điện trở này được gọi là điện trở nối tiếp tương đương của tụ điện (sau đây gọi là ESR, trong tài liệu tiếng Anh, bạn có thể tìm thấy một thuật ngữ tương tự với chữ viết tắt ESR - Điện trở sê-ri tương đương). Ở giai đoạn ban đầu xảy ra các khuyết tật trong tụ điện oxit, ESR của tụ điện được đánh giá quá cao. Do đó, tổn thất điện năng tăng lên, làm nóng tụ điện từ bên trong. Công suất này tỷ lệ thuận với ESR của tụ điện và bình phương dòng điện nạp lại của nó. Trong tương lai, quá trình diễn ra nhanh chóng, cho đến khi tụ điện mất hoàn toàn điện dung. Sự xuất hiện của các khuyết tật trong các sản phẩm sử dụng tụ điện oxit có thể ở các giai đoạn khác nhau của quy trình này. Tất cả phụ thuộc vào điều kiện hoạt động của tụ điện, bao gồm các chế độ điện của nó và các tính năng của chính thiết bị. Khó khăn trong việc chẩn đoán các khuyết tật như vậy là các phép đo điện dung bằng các dụng cụ thông thường trong hầu hết các trường hợp không cho kết quả, vì điện dung nằm trong phạm vi bình thường hoặc chỉ bị đánh giá thấp hơn một chút. Đặc biệt đòi hỏi chất lượng của tụ điện oxit là nguồn điện có bộ chuyển đổi tần số cao, trong đó các tụ điện như vậy được sử dụng làm bộ lọc và trong mạch chuyển mạch của các phần tử nguồn ở tần số lên đến 100 kHz. Khả năng đo ESR sẽ giúp xác định các tụ điện bị lỗi (ngoại trừ ngắn mạch và rò rỉ) và chẩn đoán sớm các lỗi thiết bị chưa biểu hiện. Để làm điều này, bạn có thể đo điện trở phức tạp của tụ điện ở tần số đủ cao, tại đó điện dung thấp hơn đáng kể so với ESR cho phép. Ví dụ, ở tần số 100 kHz, tụ điện 10 uF có điện dung khoảng 0,16 ôm, đây đã là một giá trị khá nhỏ. Nếu một tín hiệu có tần số như vậy được đặt qua một điện trở cài đặt dòng điện tới một tụ điện được điều khiển, thì điện áp trên tụ điện được điều khiển sẽ tỷ lệ thuận với mô đun của điện trở phức của nó. Nguồn tín hiệu có thể là bất kỳ máy phát phù hợp nào và hình dạng của tín hiệu không đóng vai trò đặc biệt và trở kháng đầu ra của máy phát có thể đóng vai trò là điện trở. Có thể sử dụng máy hiện sóng hoặc milivôn kế xoay chiều để đo hiệu điện thế trên tụ điện. Vì vậy, với mức tín hiệu đầu ra của máy phát là 0,6 V, điện trở 600 Ohm trên tụ điện có ESR bằng 1 Ohm, điện áp đo được sẽ vào khoảng 1 mV và với điện trở 50 Ohm - 12 mV. Thực tiễn chẩn đoán các khuyết tật trong tụ điện điện phân oxit bằng cách đo ESR cho thấy rằng trong phần lớn các trường hợp tụ điện bị lỗi có công suất từ 10 đến 100 μF, nó vượt quá đáng kể 1 Ohm. Tiêu chí này không khắt khe và phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Người ta thường chấp nhận rằng các tụ điện tốt có công suất từ 10 đến 100 μF có ESR trong khoảng 0,3 ... 6 Ohm, tùy thuộc vào điện dung và điện áp hoạt động [2]. Độ chính xác của phép đo để xác định tụ điện bị lỗi không đóng vai trò đặc biệt. Lỗi lên tới 1,5 ... 2 lần có thể được coi là khá chấp nhận được. Những dữ liệu này đã được sử dụng trong quá trình phát triển thiết bị được mô tả bên dưới. Ngoài ra, điều rất quan trọng là có thể đo mà không cần tháo tụ điện ra khỏi thiết bị. Để làm được điều này, điều cần thiết là tụ điện được điều khiển không bị shunt bởi các phần tử có điện trở gần với các giá trị ESR đo được, điều này được thực hiện trong hầu hết các trường hợp. Thiết bị bán dẫn không ảnh hưởng đến kết quả đo, vì điện áp đo trên tụ điện là đơn vị và hàng chục milivôn. Cũng nên giới hạn điện áp tối đa trên các đầu dò của thiết bị ở mức 1...2 V và dòng điện qua chúng ở mức 5...10 mA, để không làm tắt các phần tử khác của thiết bị. Đối với thiết kế của thiết bị, rõ ràng, nó phải tự cung cấp năng lượng và có kích thước nhỏ. Kết nối dây dẫn và kẹp để kết nối với các tụ điện được thử nghiệm là không mong muốn. Khi làm việc với chúng, cả hai tay đều bận rộn, bạn cần một nơi để đặt thiết bị và bạn phải liên tục nhìn từ các điểm đo đến chỉ báo của thiết bị. Các yêu cầu này được đáp ứng bằng một đầu dò nhỏ với đầu dò nhọn. Đặc điểm kỹ thuật chính
Ngoài ra, đầu dò có thể được sử dụng để đánh giá điện dung của tụ điện - trong phiên bản của tác giả, từ khoảng 15 đến 300 microfarad (2 phạm vi). Sơ đồ của đầu dò được hiển thị trong hình. một. Trên phần tử DD1.1, một bộ tạo xung hình chữ nhật (phần tử cài đặt tần số R2, C2) được tạo. Điện trở R3 đặt dòng điện qua tụ điện Cx đã thử nghiệm, từ đó tín hiệu có mức tỷ lệ với ESR của tụ điện được điều khiển được đưa đến đầu vào của bộ tiền khuếch đại trên bóng bán dẫn VT1. Điốt zener VD1 giới hạn các xung điện áp khi các đầu dò của thiết bị được kết nối với các tụ điện chưa được phóng điện. Điện áp dư trên chúng không quá 25 ... 50 V không gây nguy hiểm cho thiết bị. Chip DA1 có đèn báo mức LED năm bước, một con chip như vậy được sử dụng trong một số trình phát video. Vi mạch bao gồm: bộ khuếch đại tín hiệu đầu vào, bộ dò tuyến tính, bộ so sánh với bộ ổn định dòng điện ở đầu ra. Tỷ lệ của các mức tín hiệu đầu vào mà bộ so sánh tiếp theo bật tương ứng với -10; -5; 0; 3; 6dB. Do đó, toàn bộ phạm vi hiển thị bao gồm 16 dB. Để đốt cháy tất cả các đèn LED, tín hiệu có mức khoảng 1 mV phải được đưa vào đầu vào của chip DA8 (chân 170). Mạch RC được kết nối với chân 7 xác định hằng số thời gian của máy dò. Điện trở R10 giới hạn dòng điện tiêu thụ bởi đèn LED. Tiêu chí chọn giá trị của nó: một mặt là độ sáng cần thiết của đèn LED và mặt khác là dòng điện tiêu thụ từ nguồn điện. Khả năng sử dụng chip ở tần số lên tới 100 kHz đã được xác định bằng thực nghiệm. Giá trị hộ chiếu tối thiểu của điện áp cung cấp của vi mạch là 3,5 V, tuy nhiên, khi kiểm tra một số bản sao cho thấy hiệu suất của chúng lên tới điện áp 2,7 V, với mức giảm hơn nữa, đèn LED ngừng phát sáng. Thuộc tính này được sử dụng để theo dõi trạng thái pin của đầu dò. Thiết bị cho biết giá trị được kiểm soát của EPS theo nguyên tắc: điện trở càng thấp, số lượng đèn LED sáng càng thấp. Khi các tiếp điểm của công tắc SA1 đóng, tụ C2 cũng được mắc song song với tụ C1. Trong trường hợp này, tần số máy phát sẽ giảm xuống khoảng 1800 Hz, do đó mức tín hiệu ở các cực của tụ điện được thử nghiệm sẽ phụ thuộc chủ yếu vào điện dung của nó. Điện dung càng cao thì số lượng đèn LED thắp sáng càng thấp. Cần lưu ý rằng trong chế độ này, ESR của tụ điện cũng ảnh hưởng đến số đọc của đầu dò, do đó phạm vi điều khiển điện dung khác với phạm vi được tính toán. Đầu dò sử dụng điện trở chip và tụ điện, nhưng có thể sử dụng các kích thước nhỏ khác. Tụ C3 - C6, C8 - Ceramic cỡ nhỏ nhập khẩu. Năng lực của họ không quan trọng. Đèn LED VD2 - VD6 - tiêu thụ vi mô, phát sáng khá rực rỡ ngay cả ở dòng điện 0,5 ... 1 mA. Bạn có thể sử dụng các đèn LED màu đỏ khác đáp ứng yêu cầu đã chỉ định, chẳng hạn như KIPD-05A. Công tắc SA1 - trượt cỡ nhỏ, SB1 và SB2 - màng nút ấn, không cố định ở vị trí ấn. Bóng bán dẫn VT1 có thể được thay thế bằng KT315, KT3102 (với bất kỳ chỉ số chữ cái nào) với hệ số truyền dòng lớn hơn 100. Đầu dò được cung cấp bởi hai phần tử kiềm LR44 (357, G13) có kích thước 11,6x5,4 mm. Tần số hoạt động của máy phát được điều khiển ở đầu ra của DD1.2. Nó phải nằm trong khoảng 60...80 kHz. Nếu cần, nó được cài đặt bằng cách chọn các phần tử R2 hoặc C2. Không loại bỏ hoặc giảm điện trở của điện trở R1. Mặt khác, khi thao tác với đầu dò, có thể bắt phần tử DD1.1 với mức đầu ra không xác định. Điện áp ở cực thu của bóng bán dẫn VT1 phải nằm trong khoảng 1 ... 2 V, nó được đặt bằng cách chọn điện trở R5. Bộ tạo đầu dò (được tô sáng trong Hình 1 bằng khung chấm) có thể được chế tạo theo sơ đồ như trong Hình 2. 1211. Chip KR1EU1554 được sử dụng trong máy phát này nhỏ hơn KR3TLXNUMX. Đầu dò được hiệu chuẩn bằng cách kết nối các điện trở không cảm ứng (không dây) với đầu dò ở chế độ đo ESR trong phạm vi "1,2 - 7,5 Ohm" (nhấn nút SB1) và chọn điện trở R3. Các số đọc trong phạm vi "0,3 - 1,8 ohms" được hiệu chỉnh bằng cách chọn điện trở R7 trong khi nhấn nút SB1. Phạm vi điều khiển điện dung cần thiết ở vị trí đóng của các tiếp điểm công tắc SA1 được đặt bằng cách chọn tụ điện C1, kết nối các tụ điện có điện dung đã biết với đầu dò.
Bức ảnh cho thấy sự xuất hiện của phiên bản thăm dò của tác giả. Phần thân của công tắc có dây từ xa từ typhlomagnetophone "Legend P-405T" được sử dụng làm vỏ. Trong quá trình đo, sản phẩm được thử nghiệm phải được ngắt điện, các tụ điện, trên đó có thể lưu trữ điện áp nguy hiểm, phải được phóng điện. Các đầu dò của đầu dò phải được ấn vào các miếng tiếp xúc của bo mạch, nơi hàn tụ điện đã thử nghiệm và phải nhấn nút nguồn. Do quá độ, tất cả các đèn LED sẽ nhấp nháy trong một thời gian ngắn, sau đó, bằng số lượng đèn LED sáng, có thể đánh giá trạng thái của tụ điện. Do đó, thời gian bật đầu dò để kiểm tra một tụ điện không vượt quá 1 giây. Khoảng, đối với các tụ điện tốt có công suất 22 uF trở lên đối với điện áp hoạt động lên đến 100 V trong dải thứ 2, tất cả các đèn LED sẽ tắt. Các tụ điện có công suất nhỏ hơn và cho điện áp hoạt động cao hơn có ESR cao hơn, vì vậy 1 - 3 đèn LED có thể sáng. Nút nguồn dãy 1 được đặt bên cạnh nút nguồn. Khi chỉ nhấn nút nguồn, EPS được kiểm soát trong khoảng 1,2 - 7,5 Ohms (trong hầu hết các trường hợp là đủ), khi nhấn cả hai nút, trong khoảng 0,3 - 1,8 Ohms (tụ điện ở các nút quan trọng và điện dung tương đối lớn). Kinh nghiệm cho thấy rằng điều này thuận tiện hơn nhiều so với việc sử dụng một công tắc giới hạn cố định. Các tiêu chí để đánh giá sự phù hợp của tụ điện oxit phụ thuộc vào các chức năng mà chúng thực hiện trong các đơn vị của thiết bị, chế độ điện và điều kiện vận hành. Các nút quan trọng nhất là: mạch điều khiển bóng bán dẫn chính trong bộ nguồn có chuyển đổi tần số cao, bộ lọc trong các nguồn đó, bao gồm cả những nguồn được cung cấp bởi máy biến áp quét ngang của TV và màn hình, bộ lọc trong mạch cấp điện của bóng bán dẫn quét ngang, v.v. Tần số hoạt động và dòng sạc càng cao thì tụ điện được sử dụng càng tốt. Trong các mạch trên, nên sử dụng các tụ điện có dải nhiệt độ lên tới 105°C, có ESR thấp hơn đáng kể và độ tin cậy cao hơn ở nhiệt độ cao. Trong trường hợp không có sẵn các yếu tố như vậy, nên ghép nối các tụ oxit bằng tụ gốm có công suất 0,33 - 1 μF. Đôi khi các tụ điện như vậy được cài đặt bởi nhà sản xuất thiết bị. Chúng có thể làm sai lệch số đọc của đầu dò ở chế độ đo ESR (điện dung của tụ điện là 1 μF ở tần số 80 kHz - khoảng 2 ohms). Điều xảy ra là các tụ điện bị lỗi, sau khi hàn chúng ra khỏi bo mạch, có thể được thiết bị xác định là có thể sử dụng được khi quay số. Rõ ràng, điều này là do ảnh hưởng của nhiệt độ cao trong quá trình tháo dỡ. Không có ích gì khi lắp đặt lại các tụ điện như vậy vào thiết bị - sớm hay muộn lỗi sẽ xuất hiện trở lại. Đây là một lập luận khác ủng hộ việc thử nghiệm các tụ điện mà không cần tháo dỡ chúng. Thiết bị này được tạo ra như một "con ngựa thồ", thuận tiện sử dụng trong hầu hết mọi điều kiện, không rườm rà và không nhằm mục đích đo lường nhiều như để xác định theo nguyên tắc phù hợp - không phù hợp. Do đó, trong các trường hợp nghi ngờ và đặc biệt quan trọng, cần kiểm tra thêm các tụ điện bằng các phương pháp có sẵn hoặc thay thế chúng bằng các tụ điện đã biết. Hoạt động của 2 biến thể của đầu dò trong một cửa hàng sửa chữa TV trong 2 năm cho thấy sự tối ưu của các thông số đo lường của chúng và loại chỉ báo đã chọn. Hiệu suất trong chẩn đoán tăng mạnh, đặc biệt là ở các thiết bị đã hoạt động hơn 5 - 7 năm, có thể chẩn đoán sớm các khuyết tật liên quan đến tình trạng hư hỏng dần của các tụ oxit. Thời lượng pin của đầu dò đủ cho 6 - 10 tháng sử dụng khá chuyên sâu. Ở chế độ điều khiển điện dung, tín hiệu tần số âm thanh xuất hiện trên các đầu dò của thiết bị. Nó có thể được sử dụng để kiểm tra bộ phát âm thanh hoặc để kiểm tra luồng tín hiệu trong bộ khuếch đại AF. Văn chương
Tác giả: R. Khafizov, elec@udm.net; Xuất bản: cxem.net Xem các bài viết khác razdela Công nghệ đo lường. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Tiếng ồn giao thông làm chậm sự phát triển của gà con
06.05.2024 Loa không dây Samsung Music Frame HW-LS60D
06.05.2024 Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang
05.05.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Não bộ được kích thích hoạt động hiệu quả hơn ▪ Taxi điện cánh ngầm Candela P-12 ▪ TV LCD rẻ hơn nhờ Sony và Samsung ▪ LED dày 3 nguyên tử cho màn hình linh hoạt siêu mỏng Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Câu đố vui. Lựa chọn các bài viết ▪ bài viết Sản xuất bánh xe. Lời khuyên cho một người mẫu ▪ bài viết Tên của chúng tôi có ý nghĩa gì? đáp án chi tiết ▪ bài viết Quản lý dự án. Mô tả công việc ▪ bài Kết hợp chỉ báo mức ghi. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết tục ngữ Tuvan và những câu nói. Lựa chọn lớn
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Nhận xét về bài viết: Valentine Các thiết bị bán dẫn không ảnh hưởng đến kết quả đo, vì điện áp đo trên tụ điện là đơn vị và hàng chục milivôn. Cũng nên giới hạn điện áp tối đa trên các đầu dò của thiết bị ở mức 1 ... 2 V và dòng điện qua chúng là 5 ... 10 mA, để không làm vô hiệu các phần tử khác của thiết bị. Đây là một trích dẫn từ văn bản. Tôi không thể hiểu tác giả đang nghĩ gì? Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |