一、問題提出
維修者經常對以下問題感到困惑:
1. 幾個電解的容量都差不多,為什么有的能用,有的不能用?
2. 名牌電解和水貨主要差別在哪里?
3. 在線測試電阻,如果阻值不對,是電阻有問題,還是受外電路的影響?
4. 板子上有兩條線短路了,但如果是器件內短路、或者短路點壓在器件下面,怎么才能提高定位效率?
匯能測試儀的電解、電阻測試,主要圍繞解決以上問題,彌補一些常規測試工具的不足。
二、解決問題的方法
一個實際的電容可等效如下圖所示:

C:理想電容;
ESR:等效串聯電阻;
EPR:等效并聯電阻?! ?/P>
容量合格(在標稱值范圍內)的電解,它的ESR和EPR未必合格,所以,如果只測試容量,就會出現測試沒問題,上機不能用的情況。在這三個參數中,ESR和制造工藝質量密切相關。測試名牌、非名牌、水貨電解,從容量和EPR上往往觀察不到明顯差異,其差異常體現在ESR的不同上。
容量相同的電解電容,ESR小的品質更好。1000微法的電解電容,ESR通常在1歐姆以下。ESR變大,會引起電容濾波性能變差、發熱、爆裂。有人統計,對ESR的測試覆蓋80%以上的電容故障。下面給出兩個2200微法電容,對同一個信號的濾波情況。其中好電容的ESR=0.5歐;從板子上拆下來的壞電容的ESR=2.8歐,濾波特性明顯變差。

EPR反映電容的漏電大小。EPR越大,漏電越小,所以EPR的值越大越好。EPR隨容量增加略有減小,但通常應在兆歐姆以上。另外,故障電容的漏電大小有時還和測試電壓相關——在小電壓下不漏電,增加測試電壓到一定程度漏電突然激增,所以,測試EPR的電壓最好不低于其實際工作電壓。
綜上所述,解決上述兩個關于電容的問題,可歸結為對電容的容量,以及ESR、EPR的定量測試。“匯能”測試儀能夠測試這三個參數,另外在使用中,特別有意義的還有兩點:
1.對于電解電容(容量較大),在大部分情況下,能夠“在線”測試ESR(無需拆下來。不適用于并聯電容)。由于ESR問題在電容故障中所占比例很高,這意味著能大大提高由電容問題導致的故障的檢出效率;
2.電阻在線測試問題
使用萬用表測試電路板上的電阻值時,測到的值和標稱值相同,說明電阻沒壞,并且測試沒有受到外電路的影響;但如果不同,則無法簡單判斷是電阻有問題或是受外電路的影響。對此,“匯能”測試儀做了如下改進。
“匯能”在測試電阻時,不僅顯示測到的阻值,同時還給出電阻的“在線”電壓-電流曲線(在用戶指定的測試信號電壓范圍內)。根據曲線的形狀,很容易判斷是否受到外電路的影響。
當曲線是一條直線的時候,說明未受外電路影響,測出來的電阻值是準確的(當然電阻并聯時,測到的是并聯值);如果不是一條直線,說明受到外電路影響,測試結果不準確。下面給出三條曲線實例:

根據目前的使用經驗,當曲線為一個橢圓時,也能準確測試。也許還能找到其它不影響測試的曲線。
在線測試時,當測試電壓大于1伏時,容易使半導體器件導通而導致非直線曲線,所以設置了0.3V、0.5V兩檔測試電壓,供在線測試使用;離線測試時,最好選用高一些的(如8V)測試電壓,測試效果更好一些。
3.定位短路點
發現電路板上有兩條線之間短路后,如何定位短路之處,是檢修電路板中一件令人頭痛的事情。尤其是器件內部短路,或者短路點壓在器件下面時,更是如此。
查找短路點的方法之一是“電阻測試法”。
電路板上的導線也是有電阻的。兩條線短路后,在距離短路點越近的地方測試,測得的電阻越??;越遠則電阻越大。但是電路板導線的電阻很小,一厘米導線的電阻在數毫歐到數十毫歐(和導線的粗細,特征電阻相關)。用普通的萬用表不能測出如此小的電阻差別,所以無法用來定位短路點。
為此,匯能測試儀增加了一項“低阻測試”的功能。能夠分辨出50毫歐的電阻。能把信號線之間的短路點定位在一個較小范圍(范圍與導線粗細,特征阻抗有關)。不過由于測試精度還不夠高,定位電源、地之間的短路點效果不很理想(由于電源、地線往往很粗)。
三、測試應用
測試界面如下:

零點校準:由于電容的ESR和低阻測試處理的電阻都很小,測試探棒的引線和接觸電阻、電路的漂移導致的誤差不可忽略。零點校準用來消除這些誤差;將兩只探棒可靠短接,點擊【零點校準】按鈕,當屏幕出現校準值后,單擊【終止】結束校準。注意,測試儀使用最后取到的數據,所以點擊終止前,必須保持可靠短路;
開路校準:消除不同測試信號幅值導致的偏差。將探棒和測試夾全部蕩空,點擊【開路校準】按鈕,直至【終止】按鈕點亮后,單擊【終止】結束校準。窗口關閉后,清除本次校準值,再次打開時需重新校準。
1.測試電容
電容的三個參數分為兩個測試對象:C&ESR和EPR。選中其中一個,單擊【開始】,測試儀將連續不斷地進行測試,并且不斷刷新測試結果??梢詼y完一個電容接著再測下一個。單擊【終止】停止。停止后才可以更換測試對象。
a.ESR&C
下面是對一個標稱值為2.2微法電容的ESR&C的測試結果:

在測試ESR&C期間,允許修改的測試參數有信號幅值、輸出阻抗和頻率。
電容的電壓-電流曲線是一個橢圓。橢圓越趨近圓形,測試結果越準確。改變測試信號的頻率和輸出阻抗可以改變橢圓的形狀。在可接受的誤差范圍內,可測試的電容范圍約在0.1到1萬多微法。
在線測試ESR時,ESR和外電路并聯。并聯會使測到的ESR比實際的小。如果測到的ESR為負數,說明受外電路影響很大,實際測到的阻值已經小于理想電容的等效阻值了。在并聯的情況下,ESR越小,受外電路影響就越小。這意味著電容越大,在線測試ESR的效果越好。一般對于幾十微法以上的電解,可以得到較滿意的結果(電容并聯除外)。
減小測試信號的幅度,往往可以提高在線測試電容量的準確性;離線測試電容時,建議使用小于15V,大于電容實際工作電壓的信號幅值。測試效果更好。
b.EPR
測試對象選擇EPR時,只顯示EPR值,沒有曲線。在測試期間允許修改的參數只有幅值。由于EPR值很大,在兆歐或以上的量級,所以只能離線測試;由于電容漏電大小有時和電壓相關,更要使用大于電容實際工作電壓的信號幅值。
測試電解電容時注意極性不能接反。
2.測試電阻
測試對象選“電阻測試”,單擊【開始】,測試儀將連續不斷地進行測試,并且不斷刷新測試結果??梢詼y完一個電阻接著再測下一個。單擊【終止】停止。下面是一個對1K電阻的在線測試結果:

電壓-電流曲線為45度直線。當曲線接近垂直或水平時,就到了可測的最小或最大的電阻。電阻的測試范圍在5到10兆歐
3.低阻測試
使用方式和萬用表相同。只顯示數值,沒有曲線。低阻測試范圍在50毫歐到50歐
4.測試電感
同時測出感抗和電感的等效串聯電阻ESR??蓽y試大于1毫亨的電感。電感測試與電容的ESR&C測試十分類似。下面是對一個10毫亨電感的測試結果。
