Tester di dispersione del condensatore: 9 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Questo tester può essere utilizzato per controllare condensatori di valore inferiore per vedere se hanno perdite alle loro tensioni nominali. Può anche essere utilizzato per testare la resistenza di isolamento nei cavi o per testare le caratteristiche di rottura inversa di un diodo. Il misuratore analogico sulla parte anteriore del dispositivo fornisce un'indicazione della corrente che attraversa il dispositivo in prova DUT e il multimetro fornisce la tensione attraverso il DUT.

NOTA DI ATTENZIONE: QUESTO DISPOSITIVO SVILUPPA TENSIONI FINO A 1000 VOLT CHE POSSONO ESSERE LETALI IN CASO DI USO IMPROPRIO. COSTRUISCI QUESTO DISPOSITIVO SOLO SE HAI COMPRESO LE PRECAUZIONI DI SICUREZZA PER LAVORARE CON LE ALTE TENSIONI.

Forniture

Tutti i pezzi usati qui li avevo a portata di mano e la maggior parte provenivano da parti recuperate da altri dispositivi o pezzi e frammenti che ho acquisito molto tempo fa. Se vuoi realizzare il progetto da solo, ecco gli strumenti e le parti di cui avrai bisogno:

Utensili:

1) Pinze: a becchi lunghi, 2) Saldatore 40 watt

3) Saldatura elettronica

4) Trapano elettrico con indice trapano.

5) Set di alesatori e file in miniatura

6) Multimetro

7) Cacciaviti assortiti

Parti:

1) (2) transistor bipolari 2N3904

2) (2) resistori da 1k

3) (2) resistori da 4,7k

4) (3) Condensatori da 15 nF

5) (2) diodi 1N914

6) (1) MOSFET IRF630

7) (1) Trasformatore audio in miniatura 10-1

8) (1) interruttore a pulsante a una via unipolare in miniatura (normalmente spento)

9) (1) 1/2 watt, potenziometro da 1 megaohm

10) (1) Connettore batteria da 9 volt

11) (1) batteria da 9 volt

12) (13) Condensatori da 2000 pF con una potenza nominale di almeno 400 volt.

13) (13) diodi 1N4007

14) (1) set di jack a banana, uno rosso uno nero.

15) (1) misuratore analogico in miniatura per l'indicazione della corrente. Preferibilmente meno di un movimento di 1 milliampere.

16) diversi colori del cavo di collegamento e del tubo termoretraibile per adattarsi a cavi che trasportano alta tensione.

17) manopola per potenziometro

Passaggio 1: come funziona

Ho un tester per condensatori ma non un tester di dispersione che misura effettivamente la corrente che passa attraverso un condensatore alla sua tensione nominale. Quando i condensatori invecchiano, iniziano a perdere e questo tester dimostrerà se mostrano questa caratteristica. Sfortunatamente, questo tester non fornirà abbastanza corrente ad alta tensione per testare condensatori di circa 1 mfd e oltre, quindi non è molto utile per testare gli elettrolitici ma eccellente per qualsiasi valore inferiore a questo. Il modo migliore per testare gli elettrolitici è misurarne la ESR (Resistenza in serie equivalente), ma questo è per un altro Instructable.

Questo circuito utilizza un multivibratore Astable che utilizza (2) transistor 2N3904 che funzionano a circa 10 kHz. Questa frequenza è stata scelta perché il trasformatore miniaturizzato con rapporto 10-1 ha funzionato in modo più efficiente a questa frequenza. Il segnale viene accoppiato dal secondo transistor tramite un condensatore da 15 nF al gate di un MOSFET IRF630 polarizzato a 4.5V tra i due resistori da 1 megaohm. Uno dei resistori è un resistore variabile e varia la dimensione del segnale che entra nel gate e quindi variando la tensione sull'uscita. Il drain dell'IRF630 è collegato al primario di un trasformatore elevatore di rapporto 1-10 dove viene aumentato da circa 25 volt di picco a circa 225 volt di picco. Questa tensione viene quindi applicata a un moltiplicatore di tensione Cockroft-Walton. Il prodotto finale è di circa 1000 volt CC che viene applicato a due terminali esterni con il lato positivo che passa attraverso un movimento di 0-400 microampere al terminale positivo. I terminali esterni sono terminali a banana, quindi si adattano alla maggior parte delle sonde per misuratori di dimensioni standard. La corrente della batteria da 9 volt viene fornita tramite un interruttore a pulsante momentaneo quando deve essere eseguito un test.

Passaggio 2: avvio della costruzione

Per prima cosa ho preso la scatola e ho praticato i fori necessari per il potenziometro, l'interruttore a pulsante, il misuratore e i due fori per le spine a banana. La scatola aveva le metà superiore e inferiore, quindi ho inserito tutti i fori nella parte piatta del lato superiore tranne i jack per spine a banana che sono stati perforati nella metà inferiore.

Passaggio 3: installare i componenti sulle metà superiore e inferiore della scatola

Utilizzando le punte da trapano della dimensione corretta, praticare i fori per il potenziometro, il pulsante e l'interruttore nella metà superiore della scatola e nella metà inferiore per le due prese a banana. L'apertura del contatore dovrà essere forata, alesata e limata per portarla alla giusta dimensione. Non installare il misuratore in questo momento poiché è necessario rimuovere il coperchio di plastica del misuratore e creare una nuova bilancia.

Passaggio 4: fare il moltiplicatore di tensione Cockroft-Walton

Ho realizzato il moltiplicatore di tensione su un pezzo di lavagna vettoriale di 3 pollici per 1 1/2 pollici che ha permesso ai componenti di adattarsi perfettamente con molto spazio. I 13 condensatori e i 13 diodi sono stati collegati insieme con i propri fili e saldati in posizione. L'ingresso CA va a un'estremità tra due terminali e l'uscita positiva da 1000 volt è presa dall'ultimo condensatore e dal terminale destro dell'ingresso CA. Questa scheda è un trasformatore isolato dall'altra scheda.

Passaggio 5: creazione della scheda multivibratore

Il multivibratore è stato realizzato su un pezzo di vectorboard da 3 x 1 3/4 pollici con i componenti collegati tra loro dai propri fili e pezzi di filo di rame scoperto. Il potenziometro di controllo della tensione è stato collegato alla scheda multivibratore e anche l'interruttore a pulsante. L'uscita del trasformatore è stata collegata tramite cavi corti alla scheda del moltiplicatore di tensione. Una volta completata la scheda multivibratore, è stato confermato che funzionava a 10 kHz guardandola attraverso un oscilloscopio. Il MOSFET è stato montato senza dissipatore di calore e l'intero gruppo con il trasformatore in miniatura montato con molto spazio libero.

Passaggio 6: creazione di una nuova scala metrica

Rimuovere la copertura di plastica che copre il contatore. È fissato con nastro adesivo. Taglia un pezzo di carta da lettere bianca a misura e forma e con molta attenzione crea una scala con 4 divisioni uguali e segna l'inizio come 0 e la fine come 400. Le divisioni dovrebbero leggere 0, 100, 200, 300, 400 e scrivere microampere su il fondo. Fissare la nuova bilancia con colla per carta e rimettere il coperchio del misuratore. Il misuratore può ora essere installato sul coperchio superiore con colla a caldo.

Passaggio 7: cablaggio di tutto insieme

Collegare tutto insieme come mostrato nello schema e nelle foto sopra. Il cablaggio dell'alta tensione deve essere eseguito con un normale cavo di collegamento con un manicotto di guaina termorestringente infilata sul cavo. Ho usato un vecchio cavo dell'alta tensione recuperato da un vecchio televisore.

Passaggio 8: una volta assemblata l'unità, eseguire il test con lo scopo

Guardando il segnale preso al gate del MOSFET nell'immagine all'estrema sinistra, vediamo una forma d'onda a dente di sega con andamento positivo di 9 volt con un picco di andamento negativo di circa 1 microsecondo causato dalla capacità di ingresso del MOSFET. La seconda forma d'onda mostra il drain del MOSFET dove si collega al trasformatore. La forma d'onda è più arrotondata finché non raggiunge un picco di 20 volt. Notare il picco di 25 volt all'inizio della forma d'onda mentre il primario del trasformatore cerca di resistere al cambiamento di corrente che lo attraversa. La terza forma d'onda è del segnale che esce dal trasformatore e viene applicata attraverso l'ingresso del moltiplicatore di tensione. Qui sono circa 225 volt di picco o 159 volt RMS. Questo sarà moltiplicato nel moltiplicatore di tensione a circa 1000 volt CC.

Passaggio 9: provare il tester di dispersione del condensatore

Nella prima immagine il misuratore applica circa 400 volt a un piccolo condensatore moderno da 400 volt e c'è pochissima dispersione, circa 25 microampere. Il secondo gli stessi 400 volt vengono applicati a un condensatore di carta vecchio stile anch'esso valutato a 400 volt, è molto che perde, passando attraverso 10 volte la corrente. Se questo condensatore fosse in un circuito, lo sostituirei, l'altro no.