Medición de grandes condensadores (relacionado con el medidor LCR)

Los capacitores electrolíticos muy grandes generalmente se usan a frecuencias relativamente bajas (por debajo de 1 kHz) para suavizar los voltajes de CC fluctuantes, como en las fuentes de alimentación. A 100 kHz, la impedancia de un condensador de 8200 uF es inferior a 1 miliohmio. Esto es muy difícil de medir con precisión considerando la resistencia del cable y el efecto de la capacitancia e inductancia parásitas que son inherentes a la construcción del capacitor y tienen impedancias significativas a 100 kHz. Esta es la razón por la cual la capacitancia de los capacitores electrolíticos generalmente se especifica en 60 Hz, 120 Hz o 1000 Hz. También es la razón por la que los condensadores electrolíticos que se utilizan como puentes en los circuitos integrados de alta velocidad casi siempre se colocan en paralelo con un condensador mucho más pequeño que es más efectivo a altas frecuencias.

Generalmente, cuanto mayor es la capacidad, más pronunciada es su disminución con el aumento de la frecuencia.

Pero esto solo es válido para capacitores con básicamente la misma implementación química y mecánica. La forma en que se contacta el paquete tiene una influencia considerable en la inductividad parásita del capacitor, que es la causa principal de la pérdida del comportamiento capacitivo a frecuencias más altas. Pero la química también limita la utilidad de un condensador. Si los electrones no pueden moverse lo suficientemente rápido, el condensador será malo a frecuencias más altas.

Esto no se limita a los capacitores electrolíticos, los capacitores cerámicos multicapa también exhibirán este comportamiento, razón por la cual se usan principalmente como amortiguadores, no como filtros. Si se miden con un medidor LCR, mostrarán resultados horribles, incluso a solo 20 Hz, razón por la cual los fabricantes generalmente requieren que se midan con el método de carga delta que usan los multímetros.

Algunos medidores LCR tienen una función de barrido de frecuencia que puede mostrar la capacidad sobre la frecuencia. He medido algunos capacitores, todos de 1mF@16V: Panasonic FR-A, EB-A y FR-A Low ESR, todos nuevos y sin usar, un viejo capacitor Jamicom 016C2 después de algunos años de uso, y otro Jamicom que casi se ventila , compilado en la siguiente imagen en ese orden (y mirando los resultados, creo que tendré algunas palabras de elección con el proveedor de EB-A):

(1kHz/div, ~105µF/div)

Como puede ver, todos los capacitores, excepto el último roto, comienzan con valores similares, que es más o menos lo que mostraría un multímetro, pero luego divergen mucho. A modo de comparación, un condensador de lámina de alto impulso mostraría una línea casi horizontal. Sin embargo, esos son MUCHO más grandes (y más caros) que los electrolíticos.

Descargo de responsabilidad: trabajo en Sourcetronic y esos barridos se realizaron con uno de nuestros modelos de medidor LCR.

Me gustaría responderme a mí mismo.
El medidor LCR lee una capacitancia más baja con el aumento de la frecuencia de prueba, en pequeñas mayúsculas (como por debajo de 470 uF) podría obtener alguna medida incluso en una prueba de frecuencia de 100 kHz. Pero cuando el capacitor es lo suficientemente grande (supongo que más de 2 mF), entonces el medidor LCR no puede leer mucho en altas frecuencias, por lo que básicamente necesita probar en 100-120 Hz. Probablemente tenga que ver con el tiempo de carga y cómo LCR calcula la capacitancia, pero supongo que ese es un gran tema técnico de los circuitos del medidor LCR y no voy a adivinar cómo lo hace.
Entonces, si tiene el mismo problema, reduzca su frecuencia de prueba lo más bajo posible, tenga en cuenta que en la mayoría de los medidores, 1 kHz es el valor predeterminado, vaya a la configuración y cámbielo. De todos modos, probablemente lo usaría en un circuito de CC o en un circuito de 50 Hz, por lo que no debería preocuparse mucho por lo que sucede a 100 kHz con esta cosa.

Pérdida de capacidad esto es posible por dos razones. a) Este condensador electrolítico permaneció sin uso durante varios años. Esto puede recuperarse, si se alimenta al voltaje máximo indicado durante 10 ~ 20 minutos. b) Este condensador electrolítico se seca internamente debido a fuentes de calor cercanas. Un amplificador de sonido que funciona durante horas se convierte en una auténtica tostadora de condensadores electrolíticos. Dichos condensadores se dañan gravemente mientras que externamente se ven intactos. Los medidores LCR portátiles son versiones económicas de LCR de sobremesa que valen varios miles de euros. Dispositivos portátiles debido a sus dimensiones limitadas de PCB, tienen un rango de medición limitado.