Rigenerare condensatori elettrolitici – Rigeneratore automatico controllato a MCU

A distanza di circa 1 anno dalla realizzazione del primo rigeneratore semi analogico mi è venuto il desiderio di slegarmi dall’uso dell’ingombrante alimentatore ad alta tensione e di aumentare l’efficienza e la velocità di rigenerazione degli elettrolitici, mettendo a frutto anche un’osservazione sul comportamento di alcuni elettrolitici: a volte tentando di ricaricarli a corrente costante (o con altri metodi più arcaici quali resistenze e lampadine) la carica prosegue fino a una certa tensione poi si ferma come se il condensatore non riuscisse a proseguire oltre facendo gettare la spugna nel tentativo di recupero, ho osservato però che dando al condensatore un’impulso di tensione elevata e con una corrente non troppo forte a volte si sbloccano.

Mi sono quindi messo a fare qualche esperimento sulla bredboard usando un microcontrollore picaxe 18m2 come cervello del circuito:

Ho uno stadio analogico formato da un survoltore flyback a (come trasformatore ho usato un piccolo trasformatore d’ recuperato da una radiolina a demolita, usato al contrario: sul secondario entro con il FET di potenza e prelevo l’alta tensione sul primario), il picaxe si occupa di generare dei treni di impulsi in PWM per pilotare il FET e di misurare la tensione ai capi del condensatore in carica e la corrente che sta assorbendo.

In pratica il flyback di per se riesce a generare a vuoto più di 700volt CC con una corrente di corto circuito di 30mA, l’MCU però limita la tensione massima raggiunta dal condensatore posto in carica e sopratutto limita la corrente media assorbita a 10mA, l’ampiezza e la corrente dei singoli impulsi non cambia, però cambia la durata dei treni di impulsi e la pausa tra un treno e l’altro, questo metodo apparentemente violento pare che funzioni molto bene, sono riuscito a rigenerare parecchi condensatori presi a caso nella scatola dei “cadaveri” anche un paio di quelli che con il vecchio rigeneratore non si riprendevano, e in tempi abbastanza abbreviati.

Vediamo un pò la costruzione dell’apparecchio: Ho preso un trasformatore a caso nel mucchio della roba di recupero…

Durante le prove l’ho usato così, ma visto che strillava come un matto ho poi deciso di affogarlo nella cera per renderlo un pò più silenzioso, d’altronde poverino non è stato costruito per convogliare quasi 15watt di ondequadre modulate, con correnti di quasi 1A sul secondario 😀

Così bello affogato il rumore che emette è quasi completamente scomparso. Qui sotto c’è la foto del circuito assemblato su 1000 fori, non ancora inscatolato, con i led collegati provvisoriamente.

Ecco lo (clicca per ingrandire):

Dowload del firmware rigeneratore condensatori v1.0

NOTA sul trasformatore: non tutti i possono funzionare in questo circuito, per il test del trasformatore e la taratura del trimmer che limita la tensione a 500volt ho inserito una routines nel micro che funziona cosi: a circuito spento bisogna scollegare il commutatore rotativo che seleziona le varie tensioni e collegare a +5v i 2 pin che corrispondono ai passi 450v e 500v del commutatore, poi alimentare il circuito, il micro in di boot se trova questi 2 pin alti attiva il generatore di alta tensione alla massima potenza, senza limitazione di corrente. All’uscita invece che collegare un condensatore dovete aver collegato una resistenza di carico da ESATTAMENTE 50k che possa dissipare 5 watt almeno per una decina di secondi senza fumare e senza cambiare di valore, a questo spunto dovete regolare il trimmer fino a leggere con il tester una tensione di 500volt ai capi della resistenza, se la tensione risulta molto più bassa e non si riesce a portarla su provate a invertire i capi del secondario o del primario del trasformatore (essendo la forma d’onda asimmetrica la rettificazione di una fase rispetto l’altra porta a significative differenze) se nemmeno in questo modo riuscite a tirare su la tensione allora il trasformatore non è adatto.

Nel programma del micro ho inserito vari preset corrispondenti alle varie tensioni che vanno generate, a diversi preset corrispondono anche diverse frequenze di pilotaggio per un motivo che ora spiego:

Il trasformatore preso a campione riusciva a trasferire la maggiore potenza (tensione e corrente) a frequenze più basse (1khz) però con questa frequenza il trasformatore stesso fischiava molto più ed era anche maggiore il surriscaldamento del FET, alle frequenza più alte (15khz) la vibrazione meccanica del trasformatore era inferiore e minore la dissipazione del fet però non riuscivo a superare i 320 volt di tensione erogata, quindi ho deciso di inserire vari preset nel programma che configurassero diversi parametri in base alla tensione che si voleva raggiungere (quindi lavora a 15khz duty 70% per i passi da 150 a 300volt a 1khz duty 80% per quelli da 350 a 500 e a 500hz duty 50% per il passo a 100volt). Una nota va al preset dei 100volt: visto che il micro opera in maniera sequenziale, cioè prima da un certo numero di impulsi al condensatore poi misura tensione e corrente, sui 100volt capitava con in condensatori di capacità più piccola che il micro non facesse in tempo a fermare l’alta tensione, cioè quando avveniva il campionamento la tensione aveva quasi sempre già raggiunto i 160 e passa volt, quindi ho inserito un preset che fornisse poca potenza sul singolo impulso in modo che essendo i passi di carica più piccoli il micro avesse tempo di fermarsi prima di sforare i 100volt).

Anche se la prima taratura avviene su una resistenza nessuno vi vieta poi di fare qualche ritocchino al trimmer (nota con 500volt in uscita dal circuito HV dovete avere 5 volt in uscita dal trimmer, non di più perchè l’ADC non può leggere tensioni superiori e perchè in ogni modo interverrebbe lo zener di protezione da 5,6v che protegge il chip) con qualche condensatore di prova (buono e non da rigenerare) collegato al circuito. Potente anche ritoccare il valore del registro “preset”per aggiustare la tensione a cui il micro avvia la sequenza di scarica, ho impostato tutte le tensioni per andare 5 o 10 volt oltre il massimi impostato, per garantire una migliore rigenerazione del condensatore. È possibile che cambiando trasformatore sia necessario cambiare le frequenze e i duty impostati nella ruotines “hv_on:” e li dovete fare delle prove per ottenere i valori migliori, dovete assicurarvi che il circuito riesca ad erogare la data tensione con una corrente di 10mA mettendo delle resistenze via via più grandi. Nel caso il micro dopo un primo impulso di carica si fermasse facendo lampeggiare il led che indica la mancata connessione del condensatore potete ritoccare il registro “ritardo” nei preset, questo registro indica con quanto ritardo dall’accensione della HV viene campionata la tensione e la corrente di carica, se il ritardo è troppo piccolo rispetto la risposta in frequenza del generatore HV e dei filtri passa basso posti all’uscita dei partitori, il campionamento potrebbe avvenire quando sul partitore della corrente (resistenza da 220ohm messa tra massa e il negativo del condensatore) non si è ancora formata una tensione misurabile e quindi induce il programma a credere che non vi sia connesso nessun condensatore saltando alla rountines di errore.

Appena ho tempo posterò qualche misura di vecchi condensatori prima e dopo il trattamento.

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