Тестер утечки конденсатора: 9 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:49

Этот тестер можно использовать для проверки конденсаторов меньшей емкости на предмет утечки при номинальном напряжении. Его также можно использовать для проверки сопротивления изоляции проводов или для проверки характеристик обратного пробоя диода. Аналоговый измеритель на передней панели устройства показывает ток, протекающий через тестируемое устройство, а мультиметр показывает напряжение на тестируемом устройстве.

ПРИМЕЧАНИЕ ВНИМАНИЕ: НА ДАННОМ УСТРОЙСТВЕ РАЗВИВАЕТСЯ НАПРЯЖЕНИЕ ДО 1000 Вольт, которое может быть СМЕРТЕЛЬНЫМ ПРИ НЕПРАВИЛЬНОМ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ДАННОГО УСТРОЙСТВА. СОБИРАЙТЕ ДАННОЕ УСТРОЙСТВО, ТОЛЬКО ЕСЛИ ВЫ ПОНИМАЕТЕ МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ВЫСОКИМ НАПРЯЖЕНИЕМ.

Запасы

Все детали, которые я использовал здесь, были у меня под рукой, и большинство из них были из утилизированных деталей от других устройств или деталей, которые я приобрел давным-давно. Если вы хотите создать проект самостоятельно, вот инструменты и детали, которые вам понадобятся:

Инструменты:

1) Плоскогубцы: длинноносые, 2) Паяльник 40 Вт

3) Припой для электроники

4) Электродрель с указателем сверла.

5) развертка и миниатюрный набор напильников

6) Мультиметр

7) Отвертки разные

Части:

1) (2) Биполярные транзисторы 2N3904

2) (2) резистора 1 кОм

3) (2) резистора 4,7 кОм

4) (3) конденсаторы 15 нФ

5) (2) диода 1N914

6) (1) МОП-транзистор IRF630

7) (1) Миниатюрный аудиопреобразователь 10-1

8) (1) миниатюрный однополюсный однокнопочный кнопочный переключатель (обычно выключен)

9) (1) 1/2 Вт, потенциометр 1 МОм

10) (1) Разъем аккумулятора 9 В

11) (1) аккумулятор на 9 вольт

12) (13) Конденсаторы 2000 пФ на напряжение не менее 400 В.

13) (13) диоды 1N4007

14) (1) набор банановых домкратов, один красный, один черный.

15) (1) миниатюрный аналоговый измеритель тока. Желательно менее 1 миллиампер.

16) разные цвета соединительного провода и термоусадочной трубки для крепления к проводам, несущим высокое напряжение.

17) ручка потенциометра

Шаг 1. Как это работает

У меня есть тестеры конденсаторов, но нет тестера утечки, который фактически измеряет ток, проходящий через конденсатор при его номинальном напряжении. По мере старения конденсаторов они начинают давать утечки, и этот тестер покажет, проявляют ли они эту характеристику. К сожалению, этот тестер не обеспечивает достаточный ток при высоком напряжении для проверки конденсаторов мощностью около 1 мфд и выше, поэтому он не очень полезен для проверки электролитиков, но отлично подходит для всего, что ниже этого значения. Лучший способ проверить электролитические свойства - это измерить его ESR (эквивалентное последовательное сопротивление), но это для другого руководства.

В этой схеме используется нестабильный мультивибратор с (2) транзисторами 2N3904, работающими на частоте около 10 кГц. Эта частота была выбрана потому, что миниатюрный трансформатор с коэффициентом 10-1 работал наиболее эффективно на этой частоте. Сигнал поступает от второго транзистора через конденсатор емкостью 15 нФ на затвор полевого МОП-транзистора IRF630, который смещен на 4,5 В между двумя резисторами 1 МОм. Один из резисторов - это переменный резистор, который изменяет величину сигнала, попадающего на затвор, и, следовательно, изменяет напряжение на выходе. Сток IRF630 подключен к первичной обмотке повышающего трансформатора с коэффициентом 1–10, где он повышается с пикового значения приблизительно 25 вольт до пика приблизительно 225 вольт. Это напряжение затем подается на умножитель напряжения Кокрофта-Уолтона. Конечный продукт составляет около 1000 вольт постоянного тока, который подается на две внешние клеммы с положительной стороной, проходящей через движение 0-400 микроамперметров к положительной клемме. Внешние клеммы представляют собой банановые клеммы, поэтому они подходят для большинства измерительных щупов стандартного размера. 9-вольтный ток батареи подается через кнопочный переключатель мгновенного действия, когда необходимо провести тест.

Шаг 2: Начало строительства

Сначала я взял коробку и просверлил необходимые отверстия для потенциометра, кнопочного переключателя, счетчика и два отверстия для банановых заглушек. Коробка имела верхнюю и нижнюю половинки, поэтому я проделал все отверстия в плоскую часть верхней стороны, за исключением гнезд для банановых вилок, которые были просверлены в нижней половине.

Шаг 3: Установите компоненты на верхнюю и нижнюю половинки коробки

Используя сверла подходящего размера, просверлите отверстия для потенциометра, кнопки и переключателя в верхней половине коробки и в нижней половине для двух розеток типа «банан». Отверстие для счетчика необходимо просверлить, развернуть и подпилить, чтобы добиться нужного размера. Не устанавливайте счетчик на этом этапе, так как необходимо снять пластиковую крышку счетчика и изготовить новую шкалу.

Шаг 4: Изготовление умножителя напряжения Кокрофта-Уолтона

Я сделал умножитель напряжения на куске векторной платы размером 3 на 1 1/2 дюйма, что позволило аккуратно разместить компоненты в большом пространстве. 13 конденсаторов и 13 диодов были соединены собственными проводами вместе и припаяны на месте. Вход переменного тока проходит на одном конце между двумя клеммами, а положительный выход 1000 вольт берется с последнего конденсатора и правой клеммы входа переменного тока. Эта плата изолирована трансформатором от другой платы.

Шаг 5: Изготовление платы мультивибратора

Мультивибратор был изготовлен на куске векторной платы размером 3 на 1 3/4 дюйма с компонентами, соединенными вместе их собственными проводами и кусками оголенного медного провода. Потенциометр регулировки напряжения был подключен к плате мультивибратора, а также к кнопочному переключателю. Выход трансформатора был подключен короткими выводами к плате умножителя напряжения. Когда плата мультивибратора была завершена, было подтверждено, что она работает на частоте 10 кГц, посмотрев на нее через осциллограф. МОП-транзистор был установлен без радиатора, а вся сборка с миниатюрным трансформатором была смонтирована с большим запасом места.

Шаг 6: Создание новой шкалы измерителя

Снимите пластиковую крышку, закрывающую счетчик. Закреплен скотчем. Отрежьте кусок белой высокосортной бумаги по размеру и форме и очень аккуратно сделайте шкалу с 4 равными делениями и отметьте начало как 0, а конец как 400. Деления должны быть 0, 100, 200, 300, 400 и писать микроампер на дно. Закрепите новую шкалу бумажным клеем и установите крышку счетчика на место. Теперь счетчик можно установить на верхнюю крышку с помощью термоклея.

Шаг 7: Соединяем все вместе

Соедините все вместе, как показано на схеме и фотографиях выше. Электропроводка высокого напряжения должна выполняться с помощью обычного соединительного провода с надетой на провод термоусадочной трубкой. Я использовал старый высоковольтный провод от старого телевизора.

Шаг 8: После того, как устройство собрано, протестируйте с осциллографом

Глядя на сигнал, полученный на затворе полевого МОП-транзистора на крайнем левом изображении, мы видим положительную пилообразную форму волны 9 В с отрицательным всплеском примерно в 1 микросекунду, вызванную входной емкостью полевого МОП-транзистора. Вторая осциллограмма показывает сток полевого МОП-транзистора в том месте, где он подключается к трансформатору. Форма волны более округлая, пока не достигнет пика в 20 вольт. Обратите внимание на скачок напряжения 25 В в начале формы волны, поскольку первичная обмотка трансформатора пытается противостоять изменению тока, проходящего через нее. Третья форма волны представляет собой сигнал, выходящий из трансформатора и поступающий на вход умножителя напряжения. Здесь это примерно 225 вольт пиковое или 159 вольт RMS. Оно будет умножено в умножителе напряжения примерно до 1000 вольт постоянного тока.

Шаг 9: Опробование тестера утечки конденсатора

На первом рисунке измеритель подает примерно 400 вольт на небольшой современный конденсатор, рассчитанный на 400 вольт, и утечка очень мала, около 25 микроампер. Во-вторых, те же 400 вольт прикладываются к старомодному бумажному конденсатору, также рассчитанному на 400 вольт, он очень дырявый, пропускающий в 10 раз больший ток. Если бы этот конденсатор был в цепи, я бы заменил его, а другой - нет.