ESR 미터

ESR meter
이 글은 전자 파라미터를 측정하기 위한 기구에 관한 것입니다.생리학적 의학적 측정은 적혈구 침강 속도를 참조하십시오.

ESR 미터는 주로 실제 캐패시터의 등가 직렬 저항(ESR)을 측정하기 위해 설계 및 사용되는 2단자 전자 측정기입니다. 일반적으로 캐패시터를 연결된 회로에서 분리할 필요가 없습니다.ESR 및 회로 외 캐패시턴스를 모두 측정하는 복합 미터를 사용할 수 있지만 일반 캐패시턴스 미터를 포함하여 일상적인 서비스에 사용되는 다른 유형의 미터는 캐패시터의 ESR 측정에 사용할 수 없습니다.표준(DC) 밀리오미터 또는 멀티미터는 정전류가 캐패시터를 통과할 수 없기 때문에 ESR 측정에 사용할 수 없습니다.대부분의 ESR 미터는 캐패시터와 관련되어 있는지 여부에 관계없이 비유도적인 저값 저항을 측정하는 데도 사용할 수 있습니다.이것에 의해, 이하에 설명하는 몇개의 애플리케이션이 추가됩니다.

ESR 측정의 필요성

알루미늄 전해 캐패시터는 ESR이 상대적으로 높으며, 이 ESR을 사용하는 장비가 오작동할 수 있습니다.오래된 기기에서는 이것이 웅성거림과 동작 저하를 일으키는 경향이 있었습니다.현대 기기, 특히 스위치 모드 전원 장치는 ESR에 매우 민감합니다.ESR이 높은 캐패시터는 기기의 오작동을 일으키거나 일반적으로 [1]전원 장치의 전압이 과도하게 높아져 수리가 필요한 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다.그럼에도 불구하고 전해 콘덴서는 매우 저렴하고 단위 부피 또는 중량당 캐패시턴스가 매우 높기 때문에 자주 사용됩니다. 일반적으로 이러한 캐패시턴스는 약 1마이크로패러드에서 수만 마이크로패러드에 이르는 캐패시턴스를 가집니다.

고ESR을 초래하는 결함이 있는 콘덴서는 종종 과열되고 전해질 화학물질이 가스로 분해되면서 팽창 및 누출되기 때문에 육안으로 식별이 다소 용이합니다. 그러나 시각적으로 완벽해 보이는 콘덴서는 여전히 높은 ESR을 가지고 있을 수 있으며 측정만으로 검출할 수 있습니다.

ESR의 정확한 측정은 거의 필요하지 않으며, 트러블 슈팅에는 사용 가능한 미터기가 적합합니다.ESR은 주파수, 인가 전압 및 온도에 따라 다르므로 정밀도가 필요한 경우 적절하게 지정된 조건에서 측정해야 합니다.고정 주파수 및 파형으로 작동하는 범용 ESR 미터는 일반적으로 정확한 실험실 측정에 적합하지 않습니다.

ESR 측정 방법

ESR 측정은 분압기 구성에서 콘덴서의 리액턴스가 무시할 수 있는 주파수로 교류전압을 인가함으로써 실행할 수 있다.단순한 사각파 발생기와 오실로스코프로 구성된 즉석 ESR 미터 또는 수십 킬로헤르츠 및 AC 전압계의 사인파 발생기를 사용하거나 비교를 위해 알려진 양호한 [2]캐패시터를 사용하여 ESR을 충분히 점검하여 문제 해결을 수행할 수 있습니다.

전문가용 ESR 미터는 여러 캐패시터를 연속적으로 점검할 때 더 편리합니다.표준 측정 브리지 및 다수의 LCR 및 Q 미터에서는 다른 많은 회로 파라미터와 더불어 ESR을 정확하게 측정할 수 있습니다.전용 ESR 미터는 비교적 저렴한 정확도의 특수 목적 계측기로, 주로 허용할 수 없을 정도로 큰 ESR을 가진 캐패시터를 식별하고 때로는 다른 낮은 저항을 측정하는 데 사용됩니다. 다른 매개변수는 측정할 수 없습니다.

ESR 미터 작동 원리

대부분의 ESR 미터는 실제 전해 캐패시터(불필요한 저항으로 직렬로 이상적 캐패시터, ESR에 상당하는 용량)를 방전하여 전류를 짧은 시간 동안 흘려보냄으로써 작동합니다.이렇게 하면 전류와 ESR의 곱과 동일한 전압이 장치 전체에 생성되고 캐패시터 내의 소량의 전하로부터 무시할 수 있는 기여가 추가됩니다. 이 전압은 측정되며 이 값을 디지털 디스플레이의 옴 또는 밀리옴으로 표시된 전류(즉, ESR) 또는 저울의 포인터 위치로 나눕니다.이 과정은 초당 수만 번 또는 수십만 번 반복된다.

또는 콘덴서의 리액턴스가 ESR보다 훨씬 낮을 정도로 높은 주파수의 교류 전류를 사용할 수 있다.회로 매개 변수는 일반적으로 ESR이 허용할 수 없을 정도로 높은 경향이 있는 일반적인 알루미늄 캐패시터를 커버하는 범위인 약 1마이크로패러드 이상의 캐패시턴스에 대해 의미 있는 결과를 제공하기 위해 선택됩니다.

판독치의 해석

허용 가능한 ESR 값은 캐패시턴스에 따라 달라지며(일반적으로 큰 캐패시터는 ESR이 작음) "표준" 값 표에서 읽거나 새 컴포넌트와 비교할 수 있습니다.원칙적으로 콘덴서 제조원의 ESR 상한 사양은 데이터시트에서 확인할 수 있지만, 일반적으로 이것은 불필요합니다.ESR이 중요한 캐패시터가 열화되면 ESR이 증가함에 따라 전력 소모가 고속으로 큰 폭주 증가를 일으키기 때문에 ESR이 명확하게 허용 가능한 레벨에서 명확하게 허용되지 않는 레벨로 빠르게 이동하기 때문에 보통 go/no/no 측정으로 충분합니다.ESR은 몇 옴(대형 캐패시터보다 작음) 이상의 ESR은 허용할 수 없습니다.

실용적인 회로에서는 ESR이 캐패시터와 병렬로 다른 어떤 저항보다 훨씬 낮기 때문에 컴포넌트를 분리할 필요가 없으며 회로 내 측정을 할 수 있다.실제 ESR 미터에서는 회로에 존재할 수 있는 반도체 접점을 켜기에는 전압이 너무 낮습니다.그러면 측정을 방해할 수 있는 낮은 "on" 임피던스가 나타날 수 있습니다.

제한 사항

  • ESR 미터는 캐패시터의 캐패시턴스를 측정하지 않습니다.캐패시터를 회로에서 분리하고 캐패시턴스 미터(또는 이 기능이 있는 멀티미터)로 측정해야 합니다.과도한 ESR은 허용 가능한 ESR을 가진 캐패시터에서는 드물게 공차 초과 캐패시턴스보다는 알루미늄 전해액에서 식별 가능한 문제가 될 가능성이 훨씬 높습니다.
  • 단락된 콘덴서에 결함이 있는 경우 ESR 미터에 의해 ESR이 이상적으로 낮은 것으로 잘못 식별되지만 저항계 또는 멀티미터는 이 경우를 쉽게 검출할 수 있습니다.이것은 실제로는 높은 ESR보다 훨씬 드문 일입니다.테스트 프로브를 ESR 미터와 저항계에 병렬로 연결하여 한 번의 작업으로 단락과 ESR을 모두 확인할 수 있습니다. 일부 미터기는 ESR을 측정하고 단락을 감지합니다.
  • ESR은 동작 조건(주로 인가되는 전압, 온도)에 따라 달라질 수 있습니다.동작 온도 및 전압에서 과도한 ESR이 있는 콘덴서는 냉간 또는 무전력으로 측정하면 양호한 상태로 테스트될 수 있습니다.이러한 간헐적 콘덴서로 인한 일부 회로 고장은 프리즈 스프레이를 사용하여 식별할 수 있습니다. 콘덴서를 냉각하면 올바른 작동이 복원되면 고장입니다.
  • ESR 미터는 잔류전하 또는 활선 중 하나로 인해 상당한 전압이 교차하는 콘덴서에 접속하면 손상될 수 있습니다.입력 전반에 걸친 보호 다이오드는 이러한 위험을 최소화하지만, 그러면 미터기를 더 이상 배터리 내부 저항을 측정하는 데 사용할 수 없습니다.
  • ESR 미터를 밀리오mmeter로 사용하는 경우 테스트 프로브 사이에 존재하는 중요한 인덕턴스는 측정의 의미가 없습니다.예를 들어 ESR 미터는 유도 특성 때문에 변압기 권선의 저항 측정에 적합하지 않습니다.이 효과는 코일형 코드가 있는 테스트프로브는 인덕턴스 때문에 사용하지 않을 정도로 중요합니다.

ESR 미터의 기타 용도

ESR 미터는 펄스 또는 고주파 AC 밀리오미터(유형에 따라 다름)로 더 정확하게 설명되며, 저저항 측정에 사용할 수 있습니다.ESR 미터는 입력 전체에 걸쳐 보호 다이오드가 없는 상태에서 배터리의 내부 저항을 측정할 수 있습니다(많은 배터리는 낮은 EMF가 아닌 내부 저항 증가로 인해 수명이 만료됩니다).사용되는 정확한 회로에 따라 ESR 미터를 사용하여 스위치의 접촉 저항, 인쇄 회로(PCB) 트랙 섹션의 저항 등을 측정할 수도 있습니다.

인접한 PCB 트랙 간의 단락을 감지하는 특수 기기가 있지만 ESR 미터는 회로 내의 반도체 접합을 켜서 판독값을 혼동할 정도로 낮은 전압을 주입하면서 낮은 저항을 측정할 수 있기 때문에 유용합니다.ESR 미터를 사용하여 단락을 찾을 수 있으며, 인쇄 회로 트랙 또는 와이어에 의해 병렬로 연결된 캐패시터 또는 트랜지스터 그룹 중 어느 것이 단락인지도 알아낼 수 있습니다.기존의 저항계 및 멀티미터는 매우 낮은 저항에는 사용할 수 없습니다.또한 너무 높은 전압을 사용하는 경우에는 테스트 대상 회로가 손상될 위험이 있습니다.

Tweezer 프로브는 지표면 마운트 기술로 만들어진 장비에서처럼 테스트 지점이 가까이 있을 때 유용합니다.트위저 프로브는 한 손으로 잡고 다른 한 손으로 테스트 중인 기기를 고정하거나 조작할 수 있습니다.

역사

회로 내 ESR을 측정하는 첫 번째 주요 장치는 칼 W. 베테의 연구결과에 기반했습니다."US Patent #4216424: Method and apparatus for testing electrolytic capacitors".[3] Creative Electronics라는 브랜드로 판매되고 있습니다.Creative Electronics ESR 미터는 특허 기간 동안 많은 사람들이 사용한 주요 장치였습니다.특허는 1998년에 만료되었고, 그 때 다른 많은 회사들이 시장에 진출했다.

존 G. 바크만의 2001년 작품을 포함한 추가 특허는 원본 작품을 확장시켰다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ 회로의 전압이 상승하여 컴포넌트를 파괴하는 고ESR 캐패시터의 예.2013-10-29를 Wayback Machine High ESR 캐패시터에 보관한 결과, "5V가 상당히 낮아지고 다른 모든 전압이 치솟습니다(HDD를 12V가 아닌 15V로 프라이하고 튜닝 agc 트랜지스터를 30V가 아닌 36V로 프라이합니다).
  2. ^ Stephen M. Powell (2000). "99 cent ESR test adapter". Archived from the original on 2010-01-28. Retrieved 2019-05-28.
  3. ^ 칼 W. 베트(1978년)."미국 특허 #4216424: 전해 콘덴서를 시험하는 방법 및 장치"
  4. ^ 존 G. 바크만(2001년)."미국 특허 #66777764: 충전된 콘덴서로부터 전자 테스트 기기를 보호하는 시스템"