Haruskah saya membuang inventaris kapasitor elektrolit lama?

Saya telah melakukan hobi elektronik selama lebih dari 10 tahun, dan beberapa kapasitor elektrolit saya dengan mudah seusia itu. Mereka tampaknya bekerja dengan baik dan tidak menunjukkan korosi atau cacat yang terlihat lainnya, tetapi mereka biasanya digunakan dalam pembuatan prototipe daripada produksi.

Mengetahui bahwa ini memiliki masa simpan terbatas , saya ingin tahu apakah saya harus membuang apa yang saya miliki dan membeli inventaris baru, dan memutarnya.

Bagaimana saya bisa tahu bahwa topi saya yang lama telah gagal, tidak sesuai spesifikasi, atau mungkin akan gagal?

Cara terbaik untuk mengetahui bahwa tutup elektrolitik buruk atau hampir rusak adalah dengan menggunakan ESR meter .

ESR meter secara langsung mengukur salah satu alasan terbesar tutup elektrolit gagal: ketika ESR menjadi tinggi, P = I²R memberitahu kita bahwa disipasi daya meningkat, sehingga panas dihasilkan, yang mendidihkan lebih banyak elektrolit, yang menyebabkan ESR naik, yang ... Akhirnya, poof-bang, itu bukan topi lagi.

Baca lembar data topi untuk mengetahui nilai ESR yang diharapkan. Ini bervariasi antara jenis kapasitor dan nilai kapasitansi. Sebagai aturan, semakin murah dan kecil tutupnya, semakin tinggi ESR yang diharapkan. Saya telah melihat nilai mulai dari 30 mΩ hingga 3 Ω. Satu-satunya alasan saya bahkan memberikan angka adalah untuk menunjukkan rasio 100: 1 ini, bukan untuk menetapkan harapan Anda sehingga Anda dapat mengukur tanpa membaca lembar data topi.

Anda dapat membentuk kembali dielektrik topi elektrolit. Ada dua metode utama.

Membentuk Kembali Dielektrik Menggunakan Bench Supply

Satu aliran pemikiran adalah untuk mengisi tutup selama beberapa menit melalui skema pembatasan arus ke tegangan pengenalnya, kemudian membiarkannya di sana selama beberapa menit lagi.

Ada beberapa metode untuk melakukan ini, semua dengan tujuan utama membatasi arus ke level yang mencegah kapasitor meledak di wajah Anda jika kapasitor tidak dapat dipulihkan.

Metode Resistor

Cara paling sederhana untuk mencapai ini adalah dengan memasang resistor besar secara seri antara kapasitor dan catu daya. Gunakan rumus konstanta waktu RC (τ = RC) untuk menghitung nilai resistor yang tepat. Aturan praktis yang saya berikan didasarkan pada kenyataan bahwa kapasitor hampir terisi penuh setelah lima konstanta waktu, jadi kami menetapkan τ = 1500 dalam rumus di atas: 5 menit dalam detik × 5 konstanta waktu. Kami kemudian dapat mengatur ulang itu menjadi R = 1500 ÷ C. Sekarang cukup gantilah nilai kapasitor Anda ke dalam formula untuk mendapatkan resistor minimum yang diperlukan.

Misalnya, untuk membentuk kembali tutup 220 μF, Anda harus mengisinya melalui resistor yang tidak lebih kecil dari 6,8 MΩ.

Setel tegangan catu daya ke tegangan kerja normal untuk kapasitor. Jika kapasitor 35 V, mungkin memiliki sekitar 30 V dalam operasi normal, jadi Anda akan menggunakannya sebagai titik setel tegangan Anda. Saya tidak bisa melihat alasan yang baik untuk mendorong kapasitor melampaui tegangan kerja normal; kekuatan dielektrik akan meningkat dari waktu ke waktu hingga batas fisik dan berhenti di sana.

Metode ini nonlinier, pengisian tercepat di awal, kemudian melambat tanpa gejala saat Anda mendekati titik setel tegangan catu daya.

Metode Konstan-Saat Ini

Metode yang lebih canggih adalah dengan menggunakan catu daya bangku terbatas saat ini , mencapai tujuan yang sama. Rumus untuk itu adalah I = CV ÷ τ. Jika kami selalu ingin menagih lebih dari 30 menit, τ = 1800.

Untuk mengerjakan kembali contoh 220 µF kami, kami juga perlu mengetahui tegangan akhir, yang akan kami pilih dengan cara yang sama seperti di atas. Mari kita gunakan 30 V sebagai target kita lagi. Mengganti itu dan waktu pengisian kami ke formula di atas memberikan arus pengisian yang diperlukan, yang dalam hal ini adalah 3,7 μA.

Jika catu daya Anda hanya dapat turun hingga 1 mA untuk pengaturan batas saat ini, Anda kemudian perlu memutuskan apakah Anda ingin mengambil risiko pengisian ulang hanya selama 6,6 detik, yang kami dapatkan dengan pengaturan ulang formula yang sederhana.

Metode ini linier, meningkatkan tegangan melintasi kapasitor dalam jumlah tetap per satuan waktu hingga mencapai titik setel tegangan. Konsekuensi utama dari ini adalah bahwa arus muatan akhir akan lebih tinggi untuk waktu muatan total yang diberikan daripada dengan metode resistor, tetapi arus muatan awal akan lebih rendah. Karena bahaya merusak kapasitor meningkat ketika Anda mendekati titik setel tegangan, itu membuat metode resistor lebih aman, dengan waktu pengisian yang sama.

Metode Gabungan

Itu membawa kita ke metode gabungan, yang digunakan dalam tautan di atas: catu daya arus konstan yang mengisi kapasitor melalui resistor. Resistor memperlambat arus muatan ketika voltase naik, dan catu daya terbatas arus dapat membatasi laju muatan pada tegangan rendah di bawah apa yang akan dilakukan resistor sendirian.

Kebocoran arus

Jika Anda melakukan ini dengan pasokan bangku yang baik, setelah Anda mencapai batas tegangan pengisian, jika catu daya terus menunjukkan aliran arus apa pun, itu adalah arus kebocoran kapasitor Anda, yang dapat Anda bandingkan dengan spesifikasi dalam lembar data tutup. Kapasitor ideal memiliki arus bocor nol, tetapi hanya kapasitor terbaik yang mendekati ideal itu. Tutup elektrolit jauh dari ideal. Jika Anda meninggalkan kapasitor dalam pengaturan pengisian daya, Anda mungkin menemukan bahwa arus bocor turun untuk beberapa waktu setelah mengenai batas voltase, kemudian stabil. Pada titik itulah Anda tahu bahwa dielektrik sekarang sekuat yang akan didapat.

Membentuk kembali Di-Sirkuit Dielektrik

Metode kedua juga meningkatkan tegangan kapasitor secara perlahan dalam periode yang lama, tetapi melakukannya di sirkuit. Ini hanya berfungsi untuk peralatan bertenaga AC, dan paling baik digunakan untuk membentuk kembali dielektrik dalam catu daya linier, baik yang diatur atau tidak diatur.

Anda melakukan trik ini dengan menggunakan variac , yang memungkinkan Anda untuk menaikkan tegangan pasokan AC ke sirkuit secara perlahan. Saya akan memulainya dengan volt atau dua, kemudian mengubah ke atas volt atau tiga sekaligus, dengan banyak detik di antara perubahan. Seperti metode di atas, Anda harus menghabiskan setidaknya setengah jam untuk ini. Kita berurusan dengan kimia basah di sini, bukan gerbang semikonduktor; ini membutuhkan waktu.

Semakin banyak "linear" sirkuit yang Anda gunakan, semakin besar kemungkinannya untuk bekerja dengan baik. Peralihan catu daya dan sirkuit digital cenderung terganggu oleh tegangan rel yang naik secara perlahan yang dihasilkan oleh metode ini. Beberapa sirkuit bahkan dapat hancur sendiri dalam kondisi seperti itu, karena mereka dirancang dengan asumsi bahwa tegangan suplai akan selalu naik dengan cepat dari nol ke nilai operasi normal.

Jika Anda memiliki sirkuit digital yang ditenagai oleh catu daya yang diatur linier, Anda mungkin ingin membentuk kembali catu daya secara terpisah dari rangkaian bertenaga. Anda mungkin ingin meletakkan beban resistif di output catu daya saat Anda melakukan ini.

ESR telah disebutkan sebagai sarana untuk mengevaluasi kualitas kapasitor.

Dengan tidak adanya ESR meter seseorang dapat menggantikan osiloskop, otak sendiri dan sistem input optik sinyal gelombang persegi dan resistor. Banyak ruang lingkup memiliki output kalibrasi gelombang persegi sebagai bonus.

Terapkan gelombang persegi ke kapasitor melalui resistor seri bernilai yang sesuai. [Generator - seri R - tutup - tanah. ]

• Nilai "nilai yang sesuai" tergantung pada ESR dan kemampuan penggerak generator. Idealnya R adalah beberapa kali rentang ESr tetapi secara realistis menggunakan nilai terendah sumber sinyal akan mentolerir dalam spesifikasi dan / atau tanpa secara signifikan mendistorsi gelombang kuadrat.

Amati voltase melintasi kapasitor dengan osiloskop.

Ketika gelombang persegi diterapkan, tegangan kapasitor akan melonjak pada dasarnya secara instan karena pembagi hanya terbentuk oleh ESR dan resistor seri.
Karena tegangan melintasi kapasitor tidak dapat berubah secara instan, efek awal seketika hanya akan disebabkan oleh ESR.
ESR ~~~ = Vstep_initial / Rseries x Vpp_square_wave.

Seseorang tidak harus berurusan dengan ini secara kuantitatif - lihat saja ruang lingkup dan perhatikan bahwa untuk kumpulan topi identik langkah awal yang besar dibandingkan dengan yang lain = topi buruk.