Даже невздутый кондёр может оказаться неисправным. Проверяем конденсаторы на ESR-метре В 

Измеритель ESR R/C/L и тестер полупроводников

Любому, кто работает с электроникой, требуется тестер радиоэлектронных компонентов. В большинстве случаев электронщики всех мастей обходятся цифровым мультиметром. Им можно проверить с достаточной точностью самые частоиспользуемые электронные компоненты: диоды, биполярные транзисторы, конденсаторы, резисторы и пр.

Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET, так и J-FET). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов – эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR).

С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.

Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR — MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс. Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. Вот здесь вариант без корпуса, а вот здесь с корпусом.

Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 — прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и «рассыпуха» — планарные конденсаторы и резисторы.

Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания.

На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.

Итак, каковы же возможности данного тестера?

Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.

Для начала проверим электролитический конденсатор на 1000 мкФ * 16V. Подключаем один вывод электролита к выводу 1, а другой к выводу 3.

Можно подключит один из выводов к клемме 2. Прибор сам определит, к каким выводам подключен конденсатор. Далее жмём на красную кнопку.

На экране результат: ёмкость — 1004 мкФ (1004 μF); ЭПС — 0,05 Ом (ESR = 0,05Ω); Vloss = 1,4%. О параметре Vloss расскажу позднее.

Проверка танталового электролитического конденсатора 22 мкФ * 35в.

Результат: ёмкость — 24,4 мкФ; ЭПС — 0,2 Ом., Vloss = 0,4%

Тестер можно использовать и для замера ёмкости у обычных конденсаторов с ёмкостью где-то от 20 пикофарад (20pF). Если подключить к ZIF-Панели выносные щупы, то можно проверять и детали, выполненные в корпусах для поверхностного (SMT) монтажа. Я, например, с помощью этого тестера подбирал SMD-конденсаторы и резисторы.

Обращаю внимание! Перед тестированием конденсаторов, особенно электролитических, их необходимо разрядить! Иначе можно повредить прибор высоким остаточным напряжением. Особенно это относится к электролитам, выпаянным с плат.

Таинственный параметр V_loss.

При проверке конденсаторов, кроме ёмкости и ESR, универсальный тестер показывает ещё такой параметр, как V_loss. Что же он означает? К сожалению, точного и конкретного обоснования этого термина я не нашёл. Но, судя по всему, он косвенно указывает на уровень утечки конденсатора. Как известно, реальный конденсатор имеет сопротивление диэлектрика между обкладками. Благодаря этому сопротивлению конденсатор медленно разряжается из-за, так называемого, тока утечки.

Так вот, при заряде конденсатора коротким импульсом тока напряжение на его обкладках достигает определённого уровня. Но, как только заряд конденсатора прекращается, напряжение на заряженном конденсаторе падает на очень небольшую величину. Разность между максимальным напряжением на конденсаторе и тем, что наблюдается после завершения заряда и выражают как V_loss. Чтобы было удобней, V_loss выражают в процентах.

Падение напряжения на обкладках конденсатора объясняют как внутренним рассеиванием заряда, так и сопротивлением между обкладками, которое имеется у всех конденсаторов, так как любой диэлектрик имеет, пусть и большое, но сопротивление.

Для керамических и электролитических конденсаторов высокий показатель V_loss в несколько процентов свидетельствует о плохом качестве конденсатора.

Проверка полевых J-FET и MOSFET транзисторов.

Теперь давайте протестируем широко известный MOSFET транзисторIRFZ44N. Вставляем его в панель так, чтобы его выводы были подключены к клеммам 1,2,3.

Никаких правил подключения соблюдать не надо, как уже говорилось, прибор сам определить цоколёвку детали и выдаст результат на дисплей.

На дисплее, кроме цоколёвки транзистора и его типа (n-канальный MOSFET), тестер указывает величину порогового напряжения открытия транзистора V_GS(th) (Vt = 3,74V) и ёмкость затвора транзистора C_iis (C = 2,51nF). Если заглянуть в даташит на IRFZ44N и найти там значение V_GS(th), то можно обнаружить, что оно находится в пределах 2 — 4 вольт.

Более подробно об основных параметрах MOSFET-транзисторов я уже писал здесь.

Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме. Это поможет понять, что же вам показывает прибор.

Проверка биполярных транзисторов.

В качестве подопытного «кролика» возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h21э) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf. Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6 ~ 0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).

Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.

Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.

Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.

Проверка диодов универсальным тестером.

Образец для испытаний — диод 1N4007.

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf. В техдокументации на диоды указывается как V_F — Forward Voltage (иногда V_FM). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.

Для данного диода 1N4007: V_F=677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.

Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C=8pF).

Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!

Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.

Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.

Проверка сдвоенного диода MBR20100CT.

Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V_F), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.

Проверка резисторов.

Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.

Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).

Замер индуктивности катушек и дросселей.

На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей. И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.

На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).

Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току — 1 Ом (1,0Ω).

Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8.

А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись «? No, unknown or damaged part», что в вольном переводе означает «Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь».

Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.

Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.

Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.

Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.

Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.

На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер «видит» только его.

Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.

Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.

• Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;

• Стабилитроны. Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V. При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;

• Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;

• Динисторы. Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;

• Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;

• Варисторы определяет как конденсаторы;

• Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.

Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.

Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.

Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

• Как проверить транзистор цифровым мультиметром?

• Как перевести микрофарады в пикофарады, а омы в килоомы?

• Методика проверки полупроводникового диода.

• Как проверить конденсатор мультиметром?

Здравствуйте. Уже прошло пол года с момента покупки LCR T4 и он не перестает выручать своей многофункциональностью в практике радиолюбителя. Но оказывается этот прибор может намного большее, надо просто немного ему помочь.Для начала кто не в курсе что за прибор, рекомендую прочитать статью Тестер ESR -T4 метр Mega328.На ютубе попалось как то видео с доработкой подобного прибора. После прошивки ESR T4 научился проверять стабилитроны, добавился генератор прямоугольных импульсов, а так же добавилась возможность измерять емкость и ESR конденсаторов не выпаивая их с платы. Ради последнего я и решился переделать свой мультиметр. Собрав побольше информации на форумах  и ютубе о переделке, принялся за работу.

Для прошивки контролера был заказан самый дешевый AVR программатор USB ASP за 85 рублей. Так же был найден драйвер для него и ПО для прошивки AVRDUDE

Оказывается разновидностей похожих приборов много и существует большой архив подборка прошивок, схем  и прочей полезной мелочи. Из всех перечисленных моделей я нашел свою версию LCR-T4(T3)NoStripGrid. Эта версия, с должной доработкой, умеет мерить частоту и напряжение, но  эти функции пользовать не буду, для этого у меня есть мультиметр UNIT UT136B. Что бы не потерять архив, добавил к себе на ЯндексДиск, вот ссылка. Так же ссылка на драйвер программатора и приложение

Так же добавлю схему всего мультиметра, на всякий случай Теперь нахожу соответствующие выводы на программаторе с помощью мультиметра и припаиваю проводки на свое место. На программаторе все контакты подписаны, что облегчает поиск

После подключения программатора к ноутбуку, виндовс сам дрова не поставил. Для установки драйвера зашел в диспетчер задач и через него установил дрова. Ссылка на дрова и прогу AVR DUDEТеперь запущу AVR DUDE и первым делом выставлю фузы по примеруТеперь сохраню оригинальные прошивки флешки и памяти Eprom. Микроконтроллер нужно выбрать ATmega328P, а программатор USBASP.

Теперь выберу прошивку для своего мультиметра и нажму на прошивку флешки и Eprom После прошивки флешки на экране появилось изображение, но ничего не понятно. Прошью Eprom и посмотрю что получиться.

Подключаю плату к питальнику 9В и креплю все в корпус, кстати корпус пришел пару дней назад. Питается от аккумулятора Li-ion через повышающий преобразователь, аккумулятор заряжается через модуль зарядки 4,2В 1А от USB порта.

Первый пуск прошел удачно, но контрастности совсем не хватало. Долгим нажатием на кнопку запустил меню, короткими нажатиями нашел в меню контрастность и длинным нажатием выбрал раздел контрастность. Нажимал кнопку до тех пор пока изображение на экране не стало максимально хорошо видно.

Теперь пора сделать калибровку. Калибровка запускается с того же меню. При запуске прибор попросит закоротить 3 вывода. Теперь прибор просит извлечь перемычку.

Дальше надо вставить конденсатор более 100 нФ, я поставил 220нФ. Следом прибор попросит установить кондер 10-30нФ, я поставлю 10нФ.

Через пару секунд прибор напишет что тест успешно закончен . Так же покажет версию прошивку, в моем случае 1,13K Теперь можно пользоваться прибором. В принципе старые функции выглядят и запускаются так же. На примере транзистор

Но прибор был прошит для расширения функционала, поэтому рассмотрим что нового появилось. Первая это генератор прямоугольника. Сколько не гонял вроде стабильно работает, больше 100кГц не проверял потому что осциллограф не поддерживает. Подробней о нем написано в статье Осциллограф DSO138.Сборка и настройка Вторая функция это 10-битный ШИМ регулятор , куда нибудь да пригодиться Далее те функции которые хотел, это проверка конденсаторов не выпаивая с платы. Проверяю конденсатор 220мкФ 200В. Для удобства изготовил щупы из старых щупов для мультиметра Далее похожая функция проверки индуктивности, проверяю трансформатора для нового проекта

Ну и на этом пожалуй все. Баловался с прибором долго, много компонентов проверил и в принципе результатом доволен.

Теперь список всего что было в статье перечислено. Все  заказывал с Китая, Ведь там в три раза дешевле. Если не грузиться страница, попробуйте повторно нажать на ссылку

Программатор USBASP  стоимостью 85 рублейМультиметр LCR -T4 стоил всего 644 рублейКорпус для мультиметра LCR T-4 копеечный за 196 рублейМодуль для зарядки Li-ION от USB порта 1А за 19 рублейПовышающий модуль с 3,7В до 9В стоит всего 32 рубля А так же ссылка на мультиметр UNIT за 1100 рублей участвующий в настройке, а так же ссылка на осциллограф за 1350 рублей, которым проверял генератор.

Вроде ничего не забыл. Теперь в мастерской еще один качественный прибор за  1000 рублей для любительской практики

С ув.Эдуард

Похожие материалы:

Распродажа на АлиЭкспресс. Успей купить дешевле!

Понижающий Dc-Dc преобразователь XL4016

Характеристики:

Ток(макс) 5А(8А)

Вх. напряжение 4-40V

Вых. напряжение 1.25-36V

Макс. мощность 200 Вт КПД: 94%

Размер: 61*41*27 мм

Цена: 251руб.

• Цена: $12.87

Этот прибор был «разработан» китайскими инженерами относительно недавно (но автором идеи являются не они, справедливости ради нужно упомянуть- Karl-Heinz Kübbeler, гугл в помощь), но быстро набрал популярность за счет фантастического функционала и низкой стоимости. Полезный в быту радиолюбителя transistor tester (называют по-разному) является многофункциональным измерительным приборам обладающий неплохими характеристиками. Скажу, что есть очень много вариаций этого прибора (по крайней мере 6) и почти все они одинаково хороши. Тот прибор, который на картинке (LCR-T4) — рекомендую от себя, за год использования почти никаких жалоб Такой тестер измеряет почти все, полный список перечислить трудновато. Предоставляется в виде законченной платы, есть варианты, которые установлены в корпус, правда стоят раза в два дороже. Бросается в глаза большой, функциональный дисплей 128×64, вес прибора составляет всего 44гр. На плате минимальное количество комплектующих — микроконтроллер ATMEGA328p, 3 транзистора, регулируемый стабилитрон TL431, линейный стабилизатор на 5 Вольт (78L05) и мелочевка, монтаж поверхностный. На лицевой стороне помимо дисплея имеем панельку для установки тестируемого компонента с возможностью фиксации выводов, кнопку запуска или теста, а также небольшую площадку для теста SMD компонентов. Имеется коннектор питания для подключения источника питания в лице батареи стандарта 6F22 (крона 9В) Дисплей снабжен подсветкой, которая постоянно включена, если прибор в работе. Включается тестер коротким нажатием на кнопку, затем идет самотестирование (около 2,5сек), затем тест установленного компонента, на всякий случай замечу, что проверяемый компонент нужно установить в панельку до включения прибора. Недостатки 1) Если эксплуатировать прибор в таком виде (без корпуса), то есть большая вероятность, что через некоторое время оборвется шлейф, в большей мере не по вине владельца, просто он торчит в крайне неудобном положении и оборвать можно без особых усилий. 2) Очень жаль, что прибор не может работать со стабилитронами у которых напряжение стабилизации выше 4-5 Вольт, в прочем производитель упомянул об этом. 3) Кнопка запуска после нескольких месяцев использования начинает барахлить, можно было бы сюда поставить «кнопку на подушке» тогда срок службы был бы куда больше. 4) Некорректное измерение коэф. усиления составных транзисторов 5) Сопротивления больше 25МегаОм измеряет мягко говоря с большой погрешностью Есть и иные недостатки, но о них я промолчу, с учетом стоимости прибора на многое можно закрыть глаза. Достоинства 1) Компактный, бюджетный, многофункциональный. 2) Довольно быстрый в работе (тест занимает 2-3 секунды, если не учитывать измерение емкостей), прост в использовании и является бюджетным вариантом универсального измерительного прибора. 3) Наличие подсветки во время работы — тоже немало важный плюс. 4) Отличный, функциональный дисплей большого размера 5) Почти все параметры соответствуют заявленным, прибор довольно точный. 6) Использование доступного МК atmega 328 (хоть и не самого дешевого). Это позволит почти любому без особых проблем обновлять прошивку или доработать что-то от себя. Достоинств однозначно больше, чем недостатков. ВНИМАНИЕ Не пытайтесь даже тестировать этим прибором аккумуляторы, во время теста конденсаторов ОБЯЗАТЕЛЬНО убедитесь, что последние разряжены полностью иначе спалите прибор. Тесты Прибор автоматически определяет какой компонент установлен и выводит его название на дисплей отображается сопротивление резистора и выводы, к которым подключен компонент Резисторы — погрешность менее 1% (отображается сопротивление резистора и выводы, к которым подключен компонент) 10 МОМ 47кОм 1,18 кОм 0,5 Ом Конденсаторы погрешность 1% (отображается ESR, утечка и емкость) 1) 2200пФ 2) 4700пФ Электролит 3300мкФ Индуктивность 0,2 mH Диод IN4007 (отображается падение на переходе, цоколевка, емкость перехода) Сдвоенный диод Шоттки Светодиод (белый 5мм) А теперь транзисторы, пускай сначала полевые (выводится напряжение срабатывания ключа, тип ключа, цоколевка и емкость затвора) IRFZ44 N-канальный MOSFET Его собрат — чуть мощный IRF3205 Высоковольтный мощный полевик IRFP460 Теперь IGBT 80N60

Перейдем к биполярникам (отображается проводимость ключа, цоколевка, коэффициент усиления и падение напряжения на переходе) Сначала маломощные 2N5551 и 2N5401 Теперь ключи средней мощности BD139 и BD140 Составные KT972 и KT973 (обратите внимание на малый коэф. усиления — врет) Тиристор MCR100-8 (отображается цоколевка и название компонента ) кстати есть также купон, можно смотреть тутИспользуемые источники:

• https://go-radio.ru/universalniy-tester-radiokomponentov.html
• https://rustaste.ru/dorabotka-esr-t4-proshivka.html
• https://mysku.ru/blog/china-stores/41304.html