Testeurs de fuite de condensateurs : Comprendre leur but et leur fonctionnement

Les condensateurs sont des dispositifs importants nécessaires à la plupart des applications électroniques. De plus, ils peuvent stocker de l'énergie électrique, ce qui en fait des dispositifs puissants. Cependant, cela ne vient pas sans défauts. Les condensateurs peuvent souffrir de courant de fuite, résultant d'imperfections dans la couche d'oxyde. Les condensateurs avec courant de fuite peuvent devenir un gros problème dans vos circuits. Heureusement, il existe une solution simple : le testeur de fuite de condensateur !

Bien que les condensateurs aient une variété de tests, le test de fuite est l'un des plus importants.

Dans cet article, nous vous dirons tout ce que vous devez savoir sur le testeur de fuite de condensateur et comment construire un circuit testeur de fuite simple et abordable.

Êtes-vous prêt ? Apprenons !

Testeur de fuite de condensateur DIY

Comme mentionné, les condensateurs ont divers tests pour vérifier leur bon fonctionnement. Pour cette raison, il existe différents testeurs de condensateurs. Vous en avez peut-être déjà dans votre kit.

Cependant, ces testeurs ne sont pas des testeurs de fuite. Ils ne mesurent pas le courant qui traverse un condensateur à sa tension nominale. De plus, nous savons que les condensateurs commencent à fuir en vieillissant. Voici donc un testeur de fuite DIY facile pour vérifier vos condensateurs défectueux.

Source : Wikimedia Commons

Mais il y a un piège.

Ce testeur de fuite ne gère pas les hautes tensions. En d'autres termes, vous n'obtiendrez pas assez de courant pour tester des condensateurs de 1 µF ou plus. Il pourrait ne pas donner les meilleurs résultats pour tester les condensateurs électrolytiques. Cependant, pour les condensateurs en dessous de cette valeur, ce testeur fera l'affaire.

Note : Si vous voulez tester des condensateurs électrolytiques, essayez de mesurer la résistance série équivalente (ESR).

Comment fonctionne le circuit

Ce circuit testeur de fuite DIY facile fonctionne avec un multivibrateur astable utilisant deux transistors 2N3904 tournant à environ 10 kHz. Nous avons choisi cette fréquence car le transformateur miniature (ratio 10:1) était le plus efficace à cette fréquence.

Nous obtenons un signal couplé du second transistor via un condensateur de 15 nF vers la grille d'un MOSFET IRF630. Cette grille est polarisée à 4,5 volts entre deux résistances de 1 mégohm.

L'une de ces résistances de 1 mégohm est un potentiomètre qui varie l'amplitude du signal entrant dans la grille, variant ainsi la tension de sortie.

De plus, le drain de l'IRF630 monte de 25 V crête à environ 225 V crête quand on le connecte au primaire d'un transformateur élévateur (ratio 1:10). Ensuite, il applique cette tension élevée à un multiplicateur de tension. Le produit final est d'environ 1000 V DC.

Pour finir, le circuit applique 1000 V DC à deux bornes externes. Le côté positif passe par un mouvement de micromètre 0-400 µA vers la borne positive. Les bornes externes sont des bornes banane pour y adapter diverses pointes de mesure standard. Ce circuit est alimenté par une pile 9 V via un interrupteur poussoir.

Composants et outils nécessaires

Voici les pièces et outils pour construire ce circuit :

• Soudure électronique

• Tournevis assortis
• Pinces à long bec

• Multimètre

• Fer à souder 40 watts
Alésoir et jeu de limes miniatures
• Perceuse électrique avec forets
• Transistors bipolaires 2N3904 (2)
• Condensateurs 15 nF (3)
• MOSFET IRF630 (1)
• Résistances 4,7 kΩ (2)
• Diodes 1N914 (2)
• Résistance 1 kΩ (1)
• Potentiomètre ½ watt, 1 mégohm (1)

• Transformateur audio miniature 10:1 (1)
• Connecteur pile 9 V (1)

• Pile 9 V (1)

• Condensateurs 2000 pF, tension ≥ 400 V (13)
• Diodes 1N4007 (13)

• Jeu de bornes banane, une rouge une noire (1)
• Micro-ampèremètre analogique miniature. Préférablement mouvement < 1 mA (1)
• Fils de connexion de différentes couleurs et gaines thermorétractables pour fils haute tension
• Bouton pour potentiomètre
• Interrupteur poussoir miniature (1)

Étapes

Voici les étapes à suivre pour réaliser ce circuit :

Étape 1 : Assembler et installer les composants

D'abord, une boîte et percez les trous nécessaires pour l'interrupteur poussoir, le mètre, le potentiomètre, et deux trous pour les bornes banane. Installez les composants sur les moitiés supérieure et inférieure de la boîte avec les forets adaptés.

Étape 2 : Construire votre multiplicateur de tension Cockcroft-Walton

Utilisez un morceau de Veroboard pour faire votre multiplicateur de tension. Utilisez-en un de 3 sur 1,5 pouces pour que les composants tiennent proprement.

Étape 3 : Construire votre multivibrateur

Utilisez un morceau de Veroboard de 3 sur 1,75 pouces pour construire un multivibrateur. Une fois fini, assurez-vous qu'il fonctionne à 10 kHz.

Étape 4 : Câblage

Ensuite, assurez-vous de tout câbler ensemble. Câblez les fils haute tension avec un fil de connexion ordinaire — avec une gaine thermorétractable sur le corps du fil.

Étape 5 : Testez votre circuit

Utilisez votre testeur pour vérifier ces mauvais condensateurs dans votre kit. Assurez-vous qu'il fonctionne correctement au cas où vous devriez recâbler tous les composants.

Comment tester ce circuit

Après l'assemblage, testez d'abord à l'oscilloscope. Vérifiez le signal depuis la grille du MOSFET à gauche, vous devriez voir une forme d'onde en dents de scie positive de 9 volts. Cette onde devrait avoir environ 1 microseconde de pic négatif dû à l'entrée capacitive du MOSFET.

La seconde forme d'onde devrait montrer le drain du MOSFET après connexion au transformateur. Vous devriez remarquer une forme d'onde plus arrondie jusqu'à atteindre 20 V crête.

Note : le premier pic de 25 V au début de la forme d'onde était dû à la résistance du primaire du transformateur au changement de courant qu'il reçoit.

La troisième forme d'onde montre le signal quand il sort des transformateurs et s'applique à l'entrée du multiplicateur de tension. Le pic ici est d'environ 225 V. Le multiplicateur multipliera cette tension à environ 1000 V DC.

Ce n'est pas tout.

Une fois les tests à l'oscilloscope terminés, utilisez le testeur de fuite pour vérifier quelques condensateurs. Pour notre test, nous avons utilisé un condensateur moderne avec tension nominale 400 V et un vieux condensateur en papier avec la même tension 400 V.

Pour le condensateur moderne, nous avons appliqué environ 400 V et la fuite était d'environ 25 µA. C'est une faible fuite, le condensateur moderne a passé le test.

De l'autre côté, nous avons appliqué les mêmes 400 V au vieux condensateur et il a laissé passer 10x le courant. C'est une grosse fuite, le rendant inutilisable pour tout circuit.

Mots finaux

Un testeur de fuite de condensateur simple peut tester les condensateurs électrolytiques fuites dans la plage de 1 µF à 450 µF. Il est aussi capable de tester les gros condensateurs de démarrage et de marche, et les petits condensateurs 1 µF avec tension nominale 10 V.

Cependant, une fois que vous maîtrisez le cycle de temporisation, vous pourriez tester en dessous de 1 µF (0,1 µF) et au-dessus de 450 µF (jusqu'à 650 µF). De plus, vous pouvez aussi utiliser ce testeur pour vérifier la résistance d'isolement dans les fils et tester les caractéristiques de claquage inverse d'une diode.

Note : Attention ! Cet appareil peut développer des hautes tensions jusqu'à 1000 V. Une mauvaise utilisation peut être mortelle. Procédez seulement si vous comprenez les mesures de sécurité pour travailler avec des hautes tensions.

Voilà qui résume tout ce qu'il faut savoir sur le testeur de fuite de capacité et comment en fabriquer un. Si vous avez d'autres questions, n'hésitez pas à nous contacter, nous serons heureux de vous aider.