Testador de vazamento de capacitor: 9 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Este testador pode ser usado para verificar os capacitores de valor menor para ver se eles têm vazamento em suas tensões nominais. Ele também pode ser usado para testar a resistência de isolamento em fios ou para testar as características de ruptura reversa de um diodo. O medidor analógico na frente do dispositivo fornece uma indicação da corrente que passa pelo dispositivo em teste DUT e o multímetro fornece a tensão no DUT.

NOTA DE CUIDADO: ESTE DISPOSITIVO DESENVOLVE VOLTAGENS DE ATÉ 1000 VOLTS, QUE PODEM SER LETAIS SE ESTE DISPOSITIVO FOR MAL UTILIZADO. SÓ CONSTRUA ESTE DISPOSITIVO SE COMPREENDER AS PRECAUÇÕES DE SEGURANÇA PARA TRABALHAR COM ALTAS TENSÕES.

Suprimentos

Todas as peças usadas aqui eu tinha em mãos e a maioria veio de peças recuperadas de outros dispositivos ou pedaços que adquiri há muito tempo. Se você quiser fazer o projeto sozinho, aqui estão as ferramentas e as peças de que você precisa:

Ferramentas:

1) Alicate: nariz comprido, 2) Ferro de soldar 40 watts

3) Solda eletrônica

4) Furadeira elétrica com índice de broca.

5) Reamer e conjunto de arquivos em miniatura

6) Multímetro

7) Chaves de fenda variadas

Partes:

1) (2) 2N3904 transistores bipolares

2) (2) resistores 1k

3) (2) resistores de 4,7k

4) (3) capacitores de 15 nF

5) (2) diodos 1N914

6) (1) MOSFET IRF630

7) (1) transformador de áudio miniatura 10-1

8) (1) interruptor de botão de pressão de pólo único em miniatura (normalmente desligado)

9) (1) 1/2 watt, potenciômetro de 1 megohm

10) (1) conector de bateria de 9 volts

11) (1) bateria de 9 volts

12) (13) Capacitores de 2000 pF com potência nominal de pelo menos 400 volts.

13) (13) diodos 1N4007

14) (1) conjunto de macacos banana, um vermelho e um preto.

15) (1) medidor analógico em miniatura para indicação de corrente. De preferência, menos de 1 miliampere de movimento.

16) cores diferentes de fio de conexão e tubo termorretrátil para caber em fios que transportam alta tensão.

17) botão para potenciômetro

Etapa 1: como funciona

Tenho testadores de capacitor, mas não um testador de vazamento que realmente mede a corrente que passa por um capacitor em sua tensão nominal. Conforme os capacitores envelhecem, eles começam a apresentar vazamentos e este testador irá demonstrar se eles estão exibindo essa característica. Infelizmente, este testador não fornecerá corrente suficiente em alta tensão para testar capacitores de cerca de 1 mfd e acima, então não é muito útil para testar eletrolíticos, mas é excelente para qualquer coisa abaixo disso em valor. A melhor maneira de testar eletrolíticos é medindo sua ESR (Resistência de Série Equivalente), mas isso é para outro Instrutível.

Este circuito usa um Multivibrador Astable usando (2) transistores 2N3904 funcionando a cerca de 10 kHz. Esta frequência foi escolhida porque o transformador em miniatura de relação 10-1 funcionou de forma mais eficiente nesta frequência. O sinal é acoplado do segundo transistor por meio de um capacitor de 15 nF à porta de um MOSFET IRF630 que é polarizado em 4,5 V entre os dois resistores de 1 megohm. Um dos resistores é um resistor variável e varia o tamanho do sinal que entra na porta e, portanto, varia a tensão na saída. O dreno do IRF630 é conectado ao primário de um transformador intensificador de relação de 1-10, onde é aumentado de aproximadamente 25 volts de pico para cerca de 225 volts de pico. Essa tensão é então aplicada a um multiplicador de tensão Cockroft-Walton. O produto final tem cerca de 1000 volts DC, que é aplicado a dois terminais externos com o lado positivo passando por um movimento de 0-400 microampere para o terminal positivo. Os terminais externos são terminais banana, de modo que se adaptam à maioria das sondas de medição de tamanho padrão. A corrente da bateria de 9 volts é fornecida por meio de um interruptor momentâneo de botão quando um teste deve ser feito.

Etapa 2: Iniciando a construção

Eu primeiro peguei a caixa e fiz os furos necessários para o potenciômetro, interruptor de botão, medidor e os dois furos para os plugues banana. A caixa tinha as metades superior e inferior, então coloquei todos os orifícios na parte plana do lado superior, exceto os plugues banana que foram perfurados na metade inferior.

Etapa 3: Instale os componentes nas metades superior e inferior da caixa

Com brocas de tamanho correto, faça furos para o potenciômetro, aperte o botão e o interruptor na metade superior da caixa e na metade inferior, para os dois conectores banana. A abertura do medidor precisará ser perfurada, escareada e limada para atingir o tamanho correto. Não instale o medidor neste momento, pois a tampa de plástico do medidor precisa ser removida e uma nova escala precisa ser feita.

Etapa 4: Fazendo o multiplicador de tensão Cockroft-Walton

Fiz o multiplicador de voltagem em um pedaço de vetorboard de 3 polegadas por 1 1/2 polegadas, o que permitiu que os componentes se encaixassem perfeitamente com muito espaço. Os 13 capacitores e 13 diodos foram conectados com seus próprios fios e soldados no lugar. A entrada CA vai em uma extremidade entre dois terminais e a saída positiva de 1000 volts é obtida do último capacitor e do terminal direito da entrada CA. Esta placa é um transformador isolado da outra placa.

Etapa 5: Fazendo a placa multivibradora

O multivibrador foi feito em um pedaço de 3 por 1 3/4 polegadas de vectorboard com os componentes conectados entre si por seus próprios fios e pedaços de fio de cobre descoberto. O potenciômetro de controle de tensão foi conectado à placa multivibradora e também ao interruptor de botão. A saída do transformador foi conectada por meio de cabos curtos à placa multiplicadora de tensão. Uma vez que a placa multivibradora foi concluída, foi confirmado que ela operava a 10 kHz por meio de um osciloscópio. O MOSFET foi montado sem dissipador de calor e toda a montagem com o transformador miniatura foi montada com muito espaço de sobra.

Etapa 6: Fazendo uma nova escala de medidor

Retire a tampa de plástico que cobre o medidor. Está preso com fita adesiva. Corte um pedaço de papel comum branco no tamanho e forma e com muito cuidado faça uma escala com 4 divisões iguais e marque o início como 0 e o final como 400. As divisões devem ser 0, 100, 200, 300, 400 e escrever microampères em o fundo. Fixe a nova balança com cola de papel e coloque a tampa do medidor de volta. O medidor agora pode ser instalado na tampa superior com cola quente.

Etapa 7: Conectando tudo

Conecte tudo junto como pode ser visto no esquema e nas fotos acima. A fiação de alta tensão deve ser feita com fio de conexão regular com uma manga de tubo termorretrátil colocado sobre o fio. Usei um velho fio de alta tensão recuperado de uma velha televisão.

Etapa 8: Assim que a unidade for montada, teste com escopo

Olhando para o sinal obtido na porta do MOSFET na imagem à esquerda, vemos uma forma de onda dente de serra positiva de 9 volts com um pico de aproximadamente 1 microssegundo negativo causado pela capacitância de entrada do MOSFET. A segunda forma de onda mostra o dreno do MOSFET onde ele se conecta ao transformador. A forma de onda é mais arredondada até atingir um pico de 20 volts. Observe o pico de 25 volts no início da forma de onda enquanto o primário do transformador tenta resistir à mudança na corrente que passa por ele. A terceira forma de onda é do sinal quando sai do transformador e é aplicada na entrada do multiplicador de tensão. Aqui é de aproximadamente 225 volts de pico ou 159 volts RMS. Isso será multiplicado no multiplicador de tensão para aproximadamente 1000 volts DC.

Etapa 9: Teste o testador de vazamento do capacitor

Na primeira foto, o medidor está aplicando aproximadamente 400 volts a um pequeno capacitor moderno avaliado em 400 volts e há muito pouco vazamento, cerca de 25 microamperes. No segundo, os mesmos 400 volts são aplicados a um antigo capacitor de papel também avaliado em 400 volts, ele tem muito vazamento, passando 10 vezes a corrente. Se este capacitor estivesse em um circuito, eu o trocaria, o outro não.