nobuの雑記帳「+バイアスを少し」

近頃なぜか真空管や電子工作に興味を持ちだし、日常生活に少しの刺激と楽しみをプラスしようと、凝り固まった頭の体操も兼ねてこの雑記帳を綴ることにしました。
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コンデンサ・リフォーマ&テスター (計測&リフォームの実験)

 先日完成したコンデンサ・リフォーマ&テスターを使用して、幾つかの古そうなケミコンを計測&リフォームしてみました。

 パーツボックスから古そうなものを選び出し、また廃棄ボックスや庭先から捨られたケミコンを救出してきました。果たして実験結果がどうなるか楽しみです。
 なお残念ながら、ある意味価値がある「ビンテージ」と称するようなものは持っていませんので、期待なさらないように。

 実験結果は、リフォームできる・・・と言うよりも、古いものはリフォームしないとリーク電流が多すぎて本来の性能が出ないだろうと思われます。購入後2~3年しか経っていないものでも、電圧印加直後はかなりリーク電流が多いと感じました。
コンデンサリフォーマ&テスタ_ケミコン測定タイトル




(1) エントリーの紹介
 今回の実験にエントリーしたケミコンは容量、耐圧、出身地別に合計7個です。
コンデンサリフォーマ&テスタ_ケミコン測定(計測対象)

 ① 我が家公認のパーツボックス出身ですが容姿は古めかしく足も腐食しており、どう見ても異端児です。なぜ紛れ込んでいたのでしょうか。
 ② パーツボックス出身の若干3歳のバリバリ現行品です。以前FET差動ヘッドホンアンプを製作したときの残りでしょう。
 ③ パーツボックス住人ですが、以前一山幾らで買われた素性不明の放浪者です。
 ④ パーツボックス出身でいかにも新品に見えますが、実はジャンク屋に転がっていた年齢・経歴不祥者です。姿形は良いので由緒ある所の出身かもしれません。
 ⑤ 非公認組織の廃棄ボックスからの参加です。その昔はプリアンプYAMAHA C2aに使われていて、後からきた新参者(交換部品)に追い出された老兵です。
 ⑥ アングラ地下組織の庭先に廃棄された機器から救出された超古参の強者です。
 ⑦ コヤツもアングラ組織から共に出てきた、年齢不詳の化石のような怪物です。


(2) 計測器の紹介
 7個のエントリーを迎え撃つ計測器です。なにぶん全て自作なので細かい数値は参考程度に見てください。
コンデンサリフォーマ&テスタ_ケミコン測定機器

 <1> コンデンサの容量を測るLCメータです。CMOS NANDゲートによるCR発信周波数を利用しPICで計測・表示を行います。計測範囲は1pF~6,500μFです。
 <2> コンデンサのESR(等価直列抵抗)を計測するESRメータです。計測周波数100kHzを使用してAVRで検出・表示を行います。
 <3> 今回の主役であるコンデンサ・リフォーマ&テスターです。コンデンサのリーク電流を計測すると共に、試験電圧を連続に加えてリフォーム(再生)を行います。


(3) 実験方法
 次の手順で実施しました。
 ① 最初にコンデンサの容量とESRを計測する。
 ② 次に定格電圧でリーク電流計測を行い、開始3分後の電流をリーク電流とする。
 ③ リーク電流が許容値以下ならそこで終了。許容値以上なら第1回目のリフォームを行う。
 ④ #1リフォームは定格電圧で30分行い、開始30分後のリーク電流を計測する。
 ⑤ #1リフォーム後の容量とESRを計測する。
 ⑥ #1リフォームのリーク電流が許容値以下ならそこで終了。許容値以上なら第2回目のリフォームを行う。
 ⑦ #2リフォーム以降は#1と同様に繰り返す。

 なお、ESRの良否判定は「Atlas社ESR Meter ESR70のUser Gude」記載の表による。リーク電流許容値はコンデンサ・リフォーマ&テスター製作記事で示された「一般的コンデンサの最大リーク電流」チャートによります。
コンデンサリフォーマ&テスタ_ケミコン測定 ESRチャート&リーク電流チャート


(4) 計測結果
 計測結果を表に示します。
コンデンサリフォーマ&テスタ_ケミコン測定結果

 意外だったのは、リーク電流の大小にかかわらず容量やESRが殆ど変化がないことでした。容量はコンデンサの健全性判断の決め手ではないと思いますが、ESRについてはもう少し変化があっても良いような気がします。
 今回のサンプルにはドライアップ気味のものがなかった為、ESRの劣化がみられなかったのかもしれません。

 ほぼ新品の現行品である②は多分2~3年ほど休眠していたと思われますが、計測初期のリーク電流が意外に大きい値です。
 また①や⑤は軽いリフォームをすることで健常品に戻るようです。②や①、⑤から、ケミコンはまさに生(ナマ)ものである事が感じられます。

 高耐圧型は押し並べてリーク電流が大きいと共に、リフォームが短時間で完了しないようです。
 ⑥や⑦は、古くなればなるほど長時間のリフォームが必要なのか?いや幾らリフォームしてもリーク電流は減らないのか?結論に至っていません。この実験は結構時間がかかる(安全のため目を離せられない)ため、機会があれば追試をしたいと思います。
 なお本器の雑誌記事の中では、1960年代のビンテージ品のリフォームには数時間かかったとの一文もありました。

 ③は見かけはさほど古いようには見えませんが、リーク電流が下がらないことには使えません。パーツボックスに入っていましたが廃棄ボックス行き決定です。

 なお、この実験の過程で、何れのコンデンサも発熱(指温度計にて)は認められませんでした。


(5) 実験を終えて
 本器のLCD表示をみていると、試験電圧印加直後の充電電流からリーク電流への推移、それに伴う両端電圧の変化が面白いです。頑張っているなぁ・・・と。
 リフォームにより再生されたとしても、今回のエントリー品は敢えて使用する価値はありませんが、非常に古い貴重品やビンテージ品と言われるものは、簡単に捨てるよりリフォームの価値があるのかもしれません。
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