Devrais-je jeter mon inventaire d'anciens condensateurs électrolytiques?

Je fais de l'électronique de loisir depuis plus de 10 ans et certains de mes condensateurs électrolytiques ont facilement cet âge. Ils semblent fonctionner parfaitement et ne présentent pas de corrosion ni d’autres défauts visibles, mais ils sont généralement utilisés pour le prototypage plutôt que pour la production.

Sachant que leur durée de vie est limitée , je suis curieux de savoir si je devrais simplement jeter ce que j'ai et acheter un nouvel inventaire, puis le faire pivoter.

Comment mieux puis-je savoir que mes anciennes capes ont échoué, sont hors spécifications ou vont peut- être échouer?

La meilleure façon de savoir si un bouchon électrolytique est mauvais ou sur le point de se détériorer est d'utiliser un compteur ESR .

Un compteur ESR mesure directement l’une des principales raisons de l’échec des capuchons électrolytiques: lorsque la valeur ESR est élevée, P = I²R nous indique que la dissipation de puissance augmente, ce qui produit de la chaleur qui dégage davantage d’électrolyte, ce qui provoque l’augmentation de la résistance électrostatique, ce qui ... Finalement, merde, ce n'est plus une casquette.

Lisez la fiche technique de la casquette pour connaître la valeur attendue de l'ESR. Il varie considérablement entre les types de condensateurs et les valeurs de capacité. En règle générale, plus le plafond est bon marché et petit, plus l'ESR attendu est élevé. J'ai vu des valeurs allant de 30 mΩ à 3 Ω. La seule raison pour laquelle je donne même des chiffres est de montrer ce rapport 100: 1, pas pour définir vos attentes afin que vous puissiez mesurer sans avoir lu la fiche technique de la casquette.

Vous pouvez reformer le diélectrique des capsules électrolytiques. Il existe deux méthodes principales.

Reformation du diélectrique à l'aide d'une alimentation de table

Une école de pensée est de charger le cap up pendant plusieurs minutes via une méthode de limitation de courant à sa tension nominale, puis de le laisser là pendant beaucoup plus de minutes.

Il existe plusieurs méthodes pour ce faire, toutes ayant pour objectif principal de limiter les courants à des niveaux qui empêchent le condensateur de se gonfler à la figure si le condensateur ne peut tout simplement pas être restauré.

La méthode de la résistance

Pour ce faire, le moyen le plus simple consiste à placer une grande résistance en série entre le condensateur et l’alimentation en tension. Utilisez le formule de constante de temps RC (τ = RC) pour calculer la valeur de résistance appropriée. La règle générale qui m'a été donnée est basée sur le fait qu'un condensateur est presque complètement chargé après cinq constantes de temps; nous définissons donc τ = 1500 dans la formule ci-dessus: 5 minutes en secondes × 5 constantes de temps. On peut alors réarranger cela à R = 1500 C. Maintenant, remplacez simplement la valeur de votre condensateur dans la formule pour obtenir la résistance minimale requise.

Par exemple, pour reformer un capuchon de 220 μF, vous souhaitez le charger via une résistance non inférieure à 6,8 MΩ.

Réglez la tension de l'alimentation sur la tension de fonctionnement normale du condensateur. S'il s'agit d'un condensateur de 35 V, il est probablement d'environ 30 V en fonctionnement normal. Vous devez donc l'utiliser comme point de consigne de la tension. Je ne vois pas de bonne raison de pousser le condensateur au-delà de sa tension de fonctionnement normale; la force diélectrique augmentera avec le temps jusqu'à une certaine limite physique et s'arrêtera là.

Cette méthode est non linéaire: la charge est la plus rapide au début, puis ralentit de manière asymptotique lorsque vous vous approchez du point de consigne de la tension de l'alimentation.

La méthode à courant constant

Une méthode plus sophistiquée consisterait à utiliser une alimentation électrique de table limitée en courant , poursuivant le même objectif. La formule pour cela est I = CV τ. Si nous voulons toujours charger plus de 30 minutes, τ = 1800.

Pour retravailler notre exemple 220 µF, nous devons également connaître la tension de fin, que nous sélectionnerions de la même manière que ci-dessus. Utilisons à nouveau le 30 V comme cible. En substituant cela et notre temps de charge à la formule ci-dessus, on obtient le courant de charge nécessaire, qui est dans ce cas de 3,7 µA.

Si votre alimentation ne peut descendre que jusqu'à 1 mA pour le réglage de la limite de courant, vous devez alors décider si vous souhaitez risquer une recharge en seulement 6,6 secondes, ce que nous obtenons par un simple réarrangement de la formule.

Cette méthode est linéaire, augmentant la tension aux bornes du condensateur d’une quantité fixe par unité de temps jusqu’à atteindre le point de consigne de la tension. La principale conséquence en est que le courant de charge final sera plus élevé pour un temps de charge total donné qu'avec la méthode de la résistance, mais que le courant de charge initial sera plus faible. Etant donné que le risque d'endommager le condensateur augmente à mesure que vous approchez du point de consigne de tension, la méthode de la résistance devient plus sûre, le temps de charge étant égal.

Méthode combinée

Cela nous amène à la méthode combinée, qui a été utilisée dans le lien ci-dessus: une alimentation à courant constant chargeant le condensateur à travers une résistance. La résistance ralentit le courant de charge lorsque la tension augmente et l’alimentation à courant limité peut limiter le taux de charge aux basses tensions inférieures à ce que la résistance ferait seule.

Courant de fuite

Si vous effectuez cette opération avec un bon banc d'alimentation, une fois que vous atteignez la limite de tension de charge, si l'alimentation continue de montrer un flux de courant, c'est le courant de fuite de votre condensateur, que vous pouvez comparer aux spécifications de la fiche technique du capuchon. Un condensateur idéal a un courant de fuite de zéro, mais seuls les meilleurs condensateurs s'approchent de cet idéal. Les capsules électrolytiques sont loin d'être idéales. Si vous laissez le condensateur dans la configuration de charge, vous constaterez peut-être que le courant de fuite baisse pendant un certain temps après avoir atteint la limite de tension, puis se stabilise. C'est à ce moment-là que vous savez que le diélectrique est maintenant aussi solide qu'il va l'être.

Reformation du circuit diélectrique en circuit

La deuxième méthode augmente également lentement la tension du condensateur sur une longue période, mais en circuit. Il ne fonctionne que pour les équipements alimentés en courant alternatif, et il est préférable de reformater les diélectriques dans des alimentations linéaires, qu’elles soient régulées ou non.

Vous tirez cette astuce en utilisant un variac , ce qui vous permet d’augmenter lentement la tension d’alimentation du circuit. Je commençais à un ou deux volts, puis je le réglais en volt ou trois à la fois, avec beaucoup de secondes entre les changements. Comme pour les méthodes ci-dessus, attendez-vous à y consacrer au moins une demi-heure. Nous traitons ici de la chimie humide, pas des portes de semi-conducteurs; ça prend du temps.

Plus le circuit utilisé est "linéaire", plus il a de chances de bien fonctionner. Les alimentations à découpage et les circuits numériques risquent d'être gênés par la lente montée de la tension du rail produite par ce procédé. Certains circuits peuvent même s'autodétruire dans de telles conditions, car ils sont conçus dans l'hypothèse où la tension d'alimentation augmentera toujours rapidement de zéro à sa valeur de fonctionnement normale.

Si vous avez un circuit numérique alimenté par une alimentation à régulation linéaire, vous pouvez reformer l’alimentation séparément du circuit alimenté. Vous voudrez peut-être placer une charge résistive sur la sortie de l'alimentation pendant ce temps.

La RSE a été citée comme un moyen d’évaluer la qualité des condensateurs.

En l'absence d'un compteur ESR, on peut remplacer par un oscilloscope, son propre cerveau et son système d'entrée optique, un signal à onde carrée et une résistance. De nombreux scopes ont en prime des sorties d'étalonnage à onde carrée.

Appliquez une onde carrée au condensateur via une résistance série appropriée. [Générateur - Série R - Cap - Terre. ]

• La valeur de "valeur appropriée" dépend de l'ESR et de la capacité d'entraînement du générateur. Idéalement, R correspond à quelques fois la plage probable de ESr, mais utilise de manière réaliste la valeur la plus basse que la source de signal tolérera dans les spécifications et / ou sans distorsion significative de l’onde carrée.

Observez la tension aux bornes du condensateur avec un oscilloscope.

Lorsque l'onde carrée est appliquée, la tension du condensateur augmente sensiblement instantanément du fait du diviseur formé uniquement par la résistance différentielle et la résistance série.
Comme la tension aux bornes d'un condensateur ne peut pas changer instantanément, l'effet initial instantané sera uniquement dû à l'ESR.
ESR ~~~ = Vstep_initial / Rseries x Vpp_square_wave.

Il n’est pas nécessaire de traiter quantitativement cette question - il suffit de regarder le champ d’application et de noter que, pour un lot de capsules identiques, une étape initiale importante par rapport aux autres = mauvaise couverture.