Стенд для отбраковки конденсаторов

Конденсаторные фильтры широко используются для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Они неплохо справляютсяс “мерцаниями” сетевого напряжения, с их помощью удается ослаблять колебания сети, а на короткое время - даже использовать в качестве резервных источников питания.

В большинстве случаев в таких емкостных фильтрах используют электролитические конденсаторы, несмотря на ряд присущих им недостатков. В [1] приведено сравнение электролитических конденсаторов с другими типами.

По всем параметрам электролитические конденсаторы оказываются в проигрыше, а если еще прибавить их “нелюбовь” к большим токам и значительный разброс номинальных емкостей (отклонение от номинала допускается от -20 до +50%), то станет “совсем невесело”.

Но устройства с такими конденсаторами продолжают разрабатываться. В принципе, их приемлемый срок службы можно обеспечить, если заранее позаботиться о “профилактике”.

Для этого при изготовлении аппаратуры нужно предусмотреть отбор из имеющихся конденсаторов (желательно из достаточно большого количества) экземпляров с близкими по величине значениями емкости и возможно меньшими токами утечек. А в ходе эксплуатации (в критических случаях) неплохо проводить периодическую проверку этих параметров.

Принципиальная схема

Для таких проверок можно использовать контрольные стенды, выполненные по классическим схемам параллельного (рис.1) и последовательного (рис.2) соединения конденсаторов.

Включенные согласно схеме на рис.1 конденсаторы заряжаются от источника переменного напряжения U через выпрямительный диод VD1 и ограничительный резистор R1 (при замкнутых ключах SA1...SAn). После этого они выдерживаются под напряжением 2...3 мин и тумблером SAL выключаются.

Рис. 1. Проверочный стенд с параллельным включением конденсаторов.

Рис. 2. Проверочный стенд с последовательным включением конденсаторов.

Измеренное на конденсаторах напряжение будет снижаться из-за их разрядки. Поэтому сразу же после выключения SAL размыкаются тумблеры SA1...SAn. В этом случае каждый конденсатор разряжается “сам на себя” (на свое внутреннее сопротивление).

Для определения степени саморазрядки конденсаторов достаточно измерять напряжение на каждом из них через 10, 30 и 60 мин. Чтобы замеры были более достоверными, конденсаторов не следует набирать больше 10 штук.

А чтобы выключать их практически одновременно, надо в качестве SA1.. .SAn использовать галетный или кнопочный переключатель на два положения (Вкл/Выкл.) и на несколько направлений (по числу конденсаторов).

После сортировки конденсаторов по скорости саморазряда желательно сделать такую же сортировку по величине емкости. Саму емкость каждого конденсатора можно не измерять, а подобрать наиболее близкие по ее величине с помощью схемы на рис.2.

При подключении цепочки последовательно соединенных конденсаторов к источнику питания напряжения на конденсаторах будут обратно пропорциональны их емкостям.

Если в последовательной цепочке имеется один из конденсаторов с известной емкостью, то и емкость остальных можно рассчитать на основе простой пропорции.

На рис.З приведена схема стенда, позволяющего проверять конденсаторы с номинальным напряжением до 25 В. Поэтому на схеме указаны источники напряжения 12 и 50 В.

Они могут использоваться и для более высоких номинальных напряжений конденсаторов. Для меньших напряжения надо снизить. Если стенд используется совместно с разделительным трансформатором, имеющим две вторичные обмотки с отводами, это можно без труда выполнить.

Все детали смонтированы на плате (за исключением вилки ХР1 и розетки XS2). К гнездам и штырькам этих элементов припаяны монтажные проводники длиной 100...150 мм, которые своими вторыми концами припаяны к лепесткам на плате, обозначенным цифрами в скобках (1 )...(20).

Это позволило обойтись без переключателей SA1...SAn, показанных на рис.1, а всю коммутацию осуществлять с помощью розетки XS2. Когда в эту розетку вставлена вилка ХР2, конденсаторы можно заряжать от источника 12 В, а когда XS2 и ХР2 разъединены, конденсаторы саморазряжаются.

Рис. 3. Схема стенда, позволяющего проверять конденсаторы с номинальным напряжением до 25 В.

Разъединение происходит достаточно быстро и одновременно. Кроме того, розетка XS2 совместно с вилкой ХР1 позволяет переходить от параллельного соединения конденсаторов к последовательному. Для этого розетка XS2 отсоединяется от вилки ХР2, а вилка ХР1 отсоединяется от розетки XS1.

Теперь розетка XS2 соединяется с вилкой ХР1, образуя последовательную цепочку конденсаторов С1...С10, заряжаемую от источника 50 В. Это позволяет значительно быстрее производить измерения.

Резистор R2 позволяет разряжать конденсаторы С1...С10 перед их переключением, а конденсатор С11 подключается в контакты XS3 и ХР4 при необходимости проконтролировать скорость саморазряда С1 ...С10 после размыкания XS2 и ХР2.

Конденсатор С* также можно впаять в последовательную цепочку для контроля емкости конденсаторов С1 ...С10. Если это будет производиться редко, то его лучше перемкнуть перемычкой.

Резисторы R1 и R3 снижают броски зарядного тока конденсаторов. Разъемы ХР1, ХР2, XS1, XS2 применены отечественные, РП10(на 11 контактов), а XS3...XS5, ХРЗ...ХР5 сделаны на основе РП10.

Для повышения оперативности все измерения можно производить мультиметром. Благодаря предлагаемому методу подбора разрядные токи конденсаторов выравниваются, что способствует более полному использованию их емкости и повышению срока службы.

В. Мирошниченко, г.Краснодар. РМ-07-12.

Литература: 1. Выбор конденсаторов для ИП. - Радиомир, 2011, №12, С. 19.

1 2503 Пробники и тестеры

пробник конденсатор