Hi,
Een kleine toevoeging aan de hand van wat je met een moderne mooiste multimeter kan meten.
En ik haak hier even in op Miedema zijn opmerking/metingen aan lekstroom door elco's war hij een voorbeeld van liet zien van meetsoftware.
Ik heb bij deze meting niet mijn modernste multimeter gebruikt maar één die al vrij lang in mijn bezit is en het is een KeySight 34461A.
Deze was bij de hand, stond niets te doen en dus beschikbaar voor deze test.
Wat behelst deze test, het is al een redelijk oudje, maar het ging een keer mis met de batterij voeding welke uit vier stuks penlite bestaat, dus de test is gedaan met ruim 6V over de hier geteste Elco's.
Wat er mis ging? had was mij niet direct opgevallen, maar er was wat van metaal op het breadboard gevallen en de batterijhouden was daarbij gesmolten.
Goed de belangrijkste test objecten in dit topic zijn:
Nichicon 470uF 35V, VR(M) serie
Nichicon 470uF 16V, VR(M) serie
Meetweerstanden 10K 1% AE 0,001% <= dat is helemaal niet nodig! 1% is hier goed genoeg.
Meetweerstand voor het testen van de stroom die in of uit de DMM loopt, dit was een mooie film weerstand,
10K van het merk AE, maar had ook een standaard metaalfilm kunnen zijn, maar deze AE weerstand lag recht voor mij op tafel.
De te testen elco's wist ik al van, dat ze lage lekstromen hebben, dus zal je het aantal externe meetfouten proberen klein te houden voor de eerste setup.
Wat zijn nu de error levels, dus de fouten die allemaal kunnen gaan en zullen optreden.
Laten we beginnen met de multimeter, hoe te beginnen?
Laat hem lekker opwarmen, zet hem op het laagste DC volt bereik, bij de meeste 6,5 Digit meters is dit 100mV.
Gebruik een mooie kortsluitplug, bij Conrad of Reichelt is een nette te koop met vergulde banaan pluggen ik dacht van het merk MC.
Laat de DMM met zijn kortsluit plugje dus lekker warm worden en als de DMM op temperatuur is gebuikt de "0" toets, wat er nog aan waarde wordt weergegeven, zal dan worden verrekend.
Plaats nu met korte verbindingen b.v. een 1% 10K weerstand die rechtstreeks op de banaan stekkers is aangesloten op de DMM en je heb het meetbereik niet veranderd!
Laat ook dit weer op temperatuur komen, denk aan minuten.
De meter gaat nu zeker geen "0" mV aangaven, maar een spanning in uV.
Deze spanning in uV komt door het ingang circuit van de gebruikte DMM, de elektronica heeft altijd "bias stroom" nodig om te werken en er lekt het een en ander altijd in ieder apparaat.
Bij de Keithley 7150 is de biasstroom ongeveer -100pA.
Bij de gebruikte KeySight 34461A is de biasstroom rond de +20pA en +40pA het varieerd een beetje.
Dus ik weet nu ongeveer hoeveel biasstroom er loopt bij de twee gemeten multimeters, de fabrikant geeft vaak aan wat de maximale biasstroom is van een DMM.
Maar ga er niet vanuit, dat alle drie mijn KeySight 3446x serie multimeters gelijk zijn, precisie metingen doen, dan iedere meter op zich testen op de bias stroom.
Bij mijn meting kan je ook zien dat de polariteit van de bias stroom verschillend is, bij de Keithley is deze negatief en bij de KeySight is de stroom positief.
Dan kan je met korte meetkabels naar je breadboard als je dat wilt gebruiken, wil je erg weinig last hebben van storing hebben als de lekstroom van je elco laag is,
dan zal je alles moeten inblikken om het stoorniveau zo laag mogelijk te houden.
Ik heb niets ingeblikt bij deze meting en de rede is dat ik eigenlijk niet zo'n lage lekstroom verwachte, daarom heb ik ook een 10K meetweerstand gebruikt.
Omdat ik redelijk ruisarme DMM's gebruik samen met filtering heb ik uiteindelijk toch en redelijke meetsetup die goed genoeg is voor het testen van van de door mij gebruikte elco's.
Alle elco's hebben een 10K serieweerstand op het breadbort en ik meet dus de spanning over die serie weerstand, het geheel wordt uit 6,3V batterijspanning gevoed.
Een van de elco's die nu gemeten wordt geeft over de 10K weerstand een spanningsval van 1,6uV en dat is een stroom van 150pA en omdat de biasstroom zeg 40pA is van deze meter, dan zou de nu gemeten 470uF 35V elco maar ongeveer 110pA lekstroom hebben.
Waar je rekening mee moet houden, de lekstroom waarde van de gemeten elco zijn erg goed, maar zijn natuurlijk ook temperatuur en spanning afhankelijk.
De waarde van de spanning die gebruikt gaat worden voor deze elco's is ongeveer 5V en een aantal van jullie zal dan denken waarom dan geen 10V elco?
Voor de duidelijkheid, je gaat natuurlijk niet altijd een factor 6 boven je normale werkspanning zitten als je elco's gaat kopen.
Maar de meeste elco's met een hoger werkspanning hebben vaak ook een lagere lekstroom.
De toepassing van mij heeft geselecteerde elco's nodig met een redelijk hoge capaciteit die ook een lage lek moeten hebben, toegepast in spanning referenties en meetversterkers.
De hogere prijs zit trouwens niet in de 35V elco's zelf, maar in de tijd van het selectie/meetproces, bij deze elco selectie gaat het maar om kleine aantallen, zeg beneden de 10 stuks.
Ik heb een paar plaatjes geschoten, het breadbordje zag er netter uit, maar de zwaartekracht heeft het een beetje mishandeld, er was wat opgevallen.
.
De twee elco's de 35V en de 16V van Nichicon uit de VR(M) serie.
En op het klemmetje zit de mooie weerstand 10K van AE gemonteerd.
.
Hier wordt een biasstroom meting gedaan met de 10K weerstand, wat hierbij opvalt is de ruisband, dat is voor een deel ruis van de DMM,
maar ook ruis uit de omgeving die wordt opgepikt door de 10K impedantie, mijn eerste stap was dus de DMM op een hogere PLC waarde te zeten om de ruis in de DMM zelf zo laag mogelijk te maken.
Bij dit plaatje was het nog 10-PLC en later heb ik de DMM op 100-PLC ingesteld.
.
Dit is dan een echte meting, ondanks de korte banaansnoeren en de 100PLC, kan je aan de trace zien dat er ook een stoorveld in het spel is door de piekjes in de trace.
.
De + en - 10uV zoals de DMM is ingesteld geeft +-1nA aan lekstroom aan.
Waarom batterij voeding zullen sommige van jullie je afvragen, ik zou zeggen probeer zelf een lekmetingen te doen met een LAB voeding, natuurlijk mag dat ook een SMPS zijn.
Je zal dan echter geen lekstromen gaan meten, maar de prut uit je LAB voeding welke je ook kiest.
Batterij voeding is eigenlijk de enige keuze als je lekstromen wilt meten die laag zijn,
dat heeft te maken met 1/F ruis en een aantal andere zaken die bij LAB voedingen optreden wat nu even te ver gaat om het hier ook uit te leggen.
Dus als een van jullie condensatoren nodig heeft die maar weinig mogen lekken, dan weet je nu hoe je kunt starten de lekstromen te gaan meten.
Wat ik hier liet zijn basis metingen, wat ik al eerder aangaf, wil je het nauwkeuriger,
nog lagere stromen, hogere waarde van de meetweerstand enz, dan zal je een echte meetopstelling moeten gaan maken.
Met veel afscherming en ook afgeschermde kabels, de batterijvoeding die ook ingeblikt zit.
Ik hoop dat dit voor een aantal van jullie nuttige info is.
Groet,
Bram
PS,
Linkje voor de datasheet van de hier geteste condensatoren.
http://products.nichicon.co.jp/en/pdf/xja043/e-vr.pdf