Проблема измерения характеристик ёмкостей непосредственно на печатных платах без их демонтажа

№105-1,

технические науки

В данной статье рассмотрены принципы измерения характеристик емкостей без их демонтажа. Описаны проблемы и которые встречаются при измерении характеристик ёмкостей без их демонтажа, а так же существующие методы решения этих проблем.

Похожие материалы

При осуществлении ремонта радиоаппаратуры специалистам в данной области приходится выполнять большой объем работ по демонтажу конденсаторов для их последующей проверки. Значительным облегчением могло бы стать устройство позволяющее произвести такую проверку без их демонтажа. При этом важно понимать, что измерение только одного параметра — величины ёмкости не даёт полное представление о состоянии конденсатора.

Наряду с таким важным параметром как ёмкость не менее важным параметром является эквивалентное последовательное сопротивление. Например, этот параметр имеет очень большое значение в схемах с параллельным включением, где нужна быстрая отдача энергии[2]. Для полного понимания значимости характеристик конденсаторов необходимо знать, что эквивалентная схема конденсатора содержит ещё несколько элементов таких как: как паразитная индуктивность, последовательное сопротивление и сопротивление утечки[1].

Для решения задачи измерения ёмкости и эквивалентного последовательного сопротивления без демонтажа из печатных плат устройство измерения должно иметь способность измерять ёмкости зашунтированные р-n переходами и сопротивлениями резисторов. На данный момент найдены способы решения данной проблемы. Эти способы слегка отличаются друг от друга но базируются на одном общем принципе — измерения ёмкости и эквивалентного последовательного сопротивления путём пропускания тока синусоидальной или прямоугольной формы определённой частоты и исходя из изменений оценить параметры конденсатора. Частота, на которой происходят измерения эквивалентного последовательного сопротивления, обычно подбирается таким образом, что бы минимизировать влияние ёмкостной составляющей на низких частотах и индуктивной составляющей на высоких частотах. [3] При этом если начинать плавно поднимать частоту, то ёмкостная составляющая будет постепенно снижаться, а с определённого момента начнёт расти индуктивная составляющая — именно на участке перехода от ёмкостной составляющей к другой составляющей и находится зона в которой наибольшее влияние оказывает эквивалентное последовательное сопротивление.

Существует ещё одна очень большая проблема при проверке характеристик конденсаторов, без демонтажа из печатных плат которую решить не возможно — это проблема параллельного соединения ёмкостей. В случае такого соединения можно только косвенно догадываться о характеристиках одной из ёмкостей. Так, например можно просуммировать всё ёмкости соединённые в параллель и если значение измеренной ёмкости находится в пределах заданной погрешности ёмкостей то можно сделать вывод о том что ёмкость соответствует заявленной. Если же ёмкость ниже суммы всех ёмкостей то придётся осуществлять демонтаж ёмкости с печатной платы. После каждой демонтированной ёмкости можно опять оценить оставшиеся по сумме ёмкостей и так до тех пор пока на печатной плате не останется только один элемент ёмкости. Ещё сложнее дело обстоит с параллельным соединением когда необходимо измерить эквивалентное последовательное сопротивление. Как мы знаем сопротивление будет меньше наименьшего по этому если важно оценивать именно этот параметр то без демонтажа (как и в предыдущем случае по одному пока не останется один элемент на плате) не обойтись. Однако существующие методы измерения ёмкостей без их демонтажа.

На данный момент нет решения позволяющего проверить всё без исключения ёмкости без демонтажа их с печатных плат, однако, есть весьма распространенные решения которые позволяют измерить характеристики большинства ёмкостей на печатной плате без их демонтажа.

Список литературы

  1. Иванов А.М. Конденсаторы; Москва, 2012г.
  2. Колпаков А.А. Особенности применения электролитических конденсаторов 2000г.
  3. Мезенин О.Л. Расчет потерь энергии в конденсаторе при импульсном воздейст-вии//Изв. вузов СССР. Сер. Радиоэлектроника. — 1979. — Т. XXII, № 12. — С. 85–87.