Comprobador de Condensadores Electrolíticos


Este comprobador de condensadores (capacitores) electrolíticos es un medidor de ESR (Equivalent Series Resistance), es decir, un óhmetro de corriente alterna que mide la resistencia equivalente en serie de dichos condensadores. La ESR viene a ser la resistencia dinámica pura total que opone un condensador a una señal alterna: incluye la resistencia continua de sus terminales, la resistencia continua del material dieléctrico, la resistencia de las placas y la resistencia alterna en fase del dieléctrico a una frecuencia determinada. Se puede imaginar como una resistencia ideal en serie con el condensador, que sólo puede medirse anulando la reactancia capacitiva del condensador, lo cual se consigue midiendo los ohmios en AC, aplicando una corriente alterna de unos 100 kHz. Un condensador ideal tendría una ESR de 0 ohmios. Los condensadores electrolíticos reales tienen un valor de ESR que depende de sus características (capacidad, voltaje, temperatura, aislamiento del dieléctrico, etc.), pero que nunca supera los 50 ohm. Cualquier variación que un electrolítico sufra en sus especificaciones que aumente su valor de ESR puede provocar problemas en el circuito en que se haga funcionar , aunque el aumento sea tan sólo de 1 o 2 ohm., excepto el cortocircuito entre placas. Un condensador abierto mide infinita ESR. Un condensador cortocircuitado mide 0 ESR, en cuyo caso puede confirmarse el cortocircuito mediante un óhmetro normal de corriente continua, que todos los multímetros incorporar. Cualquier electrolítico que mida más de 50 ohm. ESR puede considerarse como inservible. Si mide entre 20 y 50 ohm. es dudoso, y sólo puede considerarse bueno si mide entre 1 y 15 ohm ESR, dependiendo de sus características, según las instrucciones que se dan más abajo.  El medidor de ESR puede usarse sin desconectar el condensador bajo prueba del circuito, porque los componentes conectados a él no afectan o afectan muy poco a la medida. Solamente las resistencias de muy bajo valor conectadas en paralelo al condensador pueden afectar a la medición, porque las resistencias miden lo mismo en un óhmetro de corriente continua que en uno de alterna.

INSTRUCCIONES DE USO.   Efectuar la puesta a cero de la escala cortocircuitando las puntas de prueba y girando el potenciómetro.
Aplicar las dos puntas de prueba (en cualquier sentido, pues en la medición de ESR no hay polaridad) a los terminales del condensador a medir (mejor a los mismos terminales, no usar masas). No es necesario sacarlo del circuito, a no ser que tenga conectada en paralelo alguna resistencia de muy bajo valor. La mayoría de las veces el resultado será un valor muy bajo o muy alto de ohm. ESR en la escala. Cuanto más bajo sea, mejor será el estado del condensador, a no ser que esté en cortocircuito (ESR cero, en cuyo caso puede confirmarse con un tester normal), y cuanto más alto, peor. Si el valor medido supera los 50 ohm. hay que cambiarlo. Si mide entre 20 y 50 ohm. puede considerarse bueno si se trata de un condensador de 1 a 50 microfaradios en circuitos de media o elevada impedancia (bases de tiempo, acoplo de señal). Para condensadores de más de 50 microfaradios, el valor de ESR medido multiplicado por el valor del condensador en microfaradios  no debe exceder de 1000. Ejemplos:
-para un condensador de 100 mfd, ESR máxima: 10 ohm.
-para uno de 1000 mfd, 1 ohm.
-para uno de 10000 mfd, 0,1 ohm.
Para condensadores de menos de un microfaradio, comparar el valor medido con el de uno nuevo del mismo tipo y características.
Los electrolíticos no polarizados se miden igual que los polarizados.
Si hay que medir condensadores conectados en paralelo, deben separarse y hacerlo uno por uno.
Antes de efectuar la medida, conviene descargar el condensador de filtro principal de la fuente de alimentación del aparato, como medida de precaución. Aunque el medidor está protegido y funciona correctamente incluso en presencia de tensión (con el aparato bajo examen encendido) de hasta 600 v., ignorando incluso un rizado de hasta 10 v. pico a pico  a 120 Hz.  en el condensador medido (menos a frecuencias más elevadas), no es necesario tener el aparato encendido y es más seguro para el técnico.
El medidor funciona con dos pilas de 1,5 V. tipo AA, que hay que cambiar cuando la puesta a cero no pueda realizarse.

DESCRIPCIÓN DEL CIRCUITO.   Los amplificadores operacionales 1A y 1B forman un oscilador regenerativo de 100 kHz. C1 determina la frecuencia junto con R1, cuyo valor permite ajustarla. D2 y D3 recortan los picos superior e inferior de la forma de onda resultante para que el nivel y la frecuencia sean estables ante cambios de tensión de alimentación. R8 es la carga de la salida de 1B. A través de los terminales de prueba se acopla la salida de 100 kHz a la resistencia de carga R9, donde el voltaje que se desarrolla es el indicador del valor de ESR del condensador bajo medición. C3 bloquea cualquier tensión continua presente. D4 y D5 protegen el medidor de corrientes de carga en C3. R7 descarga C3 tras la medición. D1 establece una polarización de 0,55 V. para el oscilador y las etapas siguientes, acopladas en CC en clase A. Esta polarización y la señal ESR de R9 se combinan a la entrada del amplificador operacional 1D, que las amplifica, así como 1C y 2A. El amplificador 2D está configurado como detector pico-a-pico. Cuando la señal de corriente alterna se hace más positiva que el nivel de polarización (unos 0,77 V.), la salida de 2D también se hace más positiva. C4 se carga al valor de pico de la señal alterna. Lo mismo sucede en el pici negativo e D7 y C5. R20 y R21 forman un circuito de realimentación. Las dos salidas del detector pico-a-pico se aplican a dos amplificadores de CC de alta ganancia, que excitan el medidor de 1 mA.

COMPONENTES:
IC1 e IC2: circuitos integrados LM324N
C1: 100 pF - C2, C4 y C5: 10n
C3: 470n, 600 v.
R1: 1K-3K3 (ajuste 100 kHz)
R2: 10K - R3 y R4:  4K7 - R5: 3K3
R6: 150 ohm, 1% tol.
R7: 1 Mohm. 1/2 w.
R8 y R9:  10 ohm. 1% tol.
R10 opcional, seleccionar para mejorar linealidad escala.
R11, R14, R17, R19:  10K, 1% tol.
R12: 651 ohm. 1% tol.
R13, R16, R18:  5K62, 1% tol.
R15 y R23: 1K - R20 y R22: 7K5
R21: 330 ohm-2K2 (ajusta linealidad a media escala)
R24: 1Mohm - R25: 390 ohm.
R26: 68-240 ohm (mayor precisión ajuste a cero fondo escala)
VR1, VR2: 100 ohm.
D1, D2, D3, D4 y D5: diodo 1N4001 o similar
D6, D7:  diodo OA182, OA780, OA95 o equivalente.
Miliamperímetro 1 mA fondo escala.

MONTAJE Y AJUSTE.   Antes de montar los componentes, poner el puente JP1 por la parte superior del circuito impreso. Soldar los componentes, conectar el miliamperímetro y alimentación de 3 v. Cortocircuitar las puntas de prueba y ajustar VR1 y VR2 de modo que la aguja marque el fondo de escala (1mA), que corresponderá a 0 ohm ESR. Una de las dos resistencias ajustables debe situarse con accesibilidad en el exterior de la caja donde se monte el comprobador, para hacer el ajuste fino cada vez que se precise. Medir la frecuencia de salida del  oscilador, y elegir el valor de R1 para ajustarlo a 100 MHz. Para calibrar la escala en ohm. ESR, úsense algunas resistencias de 10 a 50 ohm. de valor conocido y márquense los puntos que la aguja marque en la medición de cada una de ellas. Si es necesario y/o conveniente, modifíquense los valores de R10, R21, y R26 para fijar la linealidad de la escala. Si no puede conseguirse un miliamperímetro de 1 mA. puede usarse uno de 500 microA. y cambiar VR1 y VR2 por 200 ohm. o 250.

Colaboración de Francisco José Alvarez de www.tecno-ciencia.com para el Comunidad Electrónicos.

Clic aquí para ver el diagrama

Diseño de circuito impreso
También puede encontrar otro diseño de circuito impreso para este proyecto en: www.circuitosimpresos.org

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