Здравствуйте уважаемые посетители. За сорок лет увлечения радиотехникой скопилась целая куча стабилитронов и отечественных, и импортных, и с маркировкой и без, в связи с этим появилась необходимость в изготовлении приставки для мультиметра для определения целостности и параметров стабилитронов. По крайней мере напряжения стабилизации. На изготовление приставки ушло пару часов, это с травлением платы. За основу взял схемку стабилизатора тока (см. рис. 1)из документации на микросхему LM431, аналог 142ЕН19.
Схема получившейся приставки представлена на рисунке 2. На транзисторе VT1 и микросхеме DA1 142ЕН19 собран стабилизатор тока, при номиналах резисторов, указанных на схеме, ток стабилизации равен примерно семнадцати миллиамперам. В качестве индикатора прохождения тока при измерении с схему включен светодиод. Можно использовать любой светодиод с прямым током не менее 20ма. Для изготовления приставки потребуется сетевая вилка от какой ни будь не нужной китайской хрени(см. фото 1, 2).
Вернее запчасть от нее, показанная на фото 2. Приставка собрана на небольшой печатной платке из стеклотекстолита. Внешний вид платы показан на фото 3 и 4. Конструкция приставки надеюсь тоже понятна. Что бы контактные штыри бывшей сетевой вилки свободно входили в гнезда прибора, припаивают их к платке будучи вставленными в них.
На схеме указано максимально возможное входное напряжение для данных элементов – 35В. Но если при этом напряжении проверять, например стабистор КС107А, то на нем упадет напряжение 0,7В, а 34,3В — I Ur2 упадет на транзисторе VT1. Где I Ur2 – падение напряжения на резисторе R2 = 0,017А 200 = 3,4В. 34,3 – 3,4 = 30,9В – это такое напряжение упадет на транзисторе VT1, отсюда мощность коллектора транзистора составит U I = 30,9В 0,017А? 0,525Вт. Мощность коллектора транзистора КТ503 – 0,35Вт. Так, что замер надо производить очень быстро или заменить транзистор более мощным, или уменьшить напряжение питания приставки, что уменьшит количество марок проверяемых стабилитронов. Ну я думаю вы для себя это решите. Скачать рисунок печатной платы.
Да, ток стабилизации зависит от номинала резистора R2, R2 = 2,5/Iст, где Iст – величина тока стабилизации. До свидания. К.В.Ю.
Представленный здесь прибор - это стабилитронометр для тестирования значения напряжения неизвестного стабилитрона. - это радиоэлектронный компонент, который поддерживает постоянное напряжение на его контактах, причём напряжение источника Vs должно быть больше, чем собственное напряжение стабилитрона Vz , а ток ограничивается с помощью сопротивления Rs , чтоб его текущее значение всегда было меньше, чем его максимальная мощность.
Радиолюбители и все те, кто хорошо дружит с электроникой знают, что задача нахождения стабилитрона с нужными характеристиками (рабочим напряжением) скучная и кропотливая. Случается, что нужно перебрать очень много разных экземпляров, пока не найдётся нужное значение Vz. Проверка состояния стабилитрона обычно делается с помощью обычной шкалы мультиметра для измерения диодов, этот тест дает нам точное представление о состоянии компонента, но не дает нам определить значение Vz. В общем тестер стабилитронов это действительно удобный прибор, когда мы хотим быстро выяснить значение напряжения Vz.
Параметры прибора
- Питание 220 В.
- Цифровая индикация Vz
- Меряет стабилитроны на напряжения от 1 В до 50 В
- Два токовых режима - 5 мА и 15 мА
Схема устройства для проверки стабилитронов
Как видно, схема проста. Напряжение с трансформатора с двумя вторичными обмотками 24V, выпрямляется и фильтруется для получения постоянного напряжения около 80 В, затем поступает на стабилизатор напряжения, образованный элементами (R1, R2, D1, D2 и Q1), который снижает напряжение до 52V, чтобы избежать превышения максимального предела рабочего напряжения микросхемы LM317AHV .
Обратите внимание на буквенный индекс микросхемы. У LM317AHV входное напряжение, в отличии от LM317T , может достигнуть максимума 57V.
На LM317AHV собран генератор постоянного тока, куда добавлен выключатель (S2) совместно с резистором (R4), чтобы выбрать два тестовых режима (5 мА и 15 мА) в качестве источника тока для испытуемого стабилитрона.
Всего несколько часов потребуется, чтобы изготовить это устройство. Оно предназначено для проверки исправности. определения цоколевки и напряжения стабилизации стабилитронов. Но с его помощью можно проверять и другие полупроводниковые приборы, например, определить напряжение пробоя эмиттерного перехода транзистора, которые иногда используются в качестве стабилитронов.
Как проверить стабилитрон
И так, как же проверить стабилитрон? При проверке не ставилась задача определять зависимость напряжения стабилизации от протекающего тока. Схема устройства показана на рис. 1. В его состав входят повышающий преобразователь напряжения, собранный на микросхеме DD1 и транзисторе VT1, а также специализированный модуль F08508G. В Интернете этот модуль (рис. 2) позиционируется как тестер аккумуляторной батареи автомобиля и представляет собой трехразрядный измеритель напряжения с цифровым светодиодным индикатором. Он позволяет измерять постоянное напряжение до 99,9 В
На логических элементах DD1.1 - DD1.3 собран генератор импульсов, элемент DD1.4 - буферный. Частоту задают параметры элементов С2 и R1, и для указанных на схеме она - примерно 9 кГц. Импульсы с его выхода через резистор R2 поступают на базу транзистора VT1, который работает в ключевом режиме. Когда он открыт, через дроссель L1 протекает ток и энергия накапливается в его магнитном поле.
Когда транзистор закрывается, на коллекторе возникает ЭДС самоиндукции и формируется импульс напряжения амплитудой около 60 В, который затем выпрямляется диодом VD1, и конденсатор СЗ заряжается до этого напряжения. Через токоограничивающий резистор R3 это напряжение поступает на испытываемый стабилитрон и на вход модуля. С помощью переключателя SA2 изменяют полярность напряжения на стабилитроне, но не на входе модуля.
Снимая показания с индикатора модуля, можно определить напряжение стабилизации и цоколёвку стабилитрона.
Печатная плата устройсто для проверки стабилитронов
При этом следует учесть, что, если стабилитрон обычный, в его состав входит один p-n переход (VD1 на рис. 3). Поэтому при напряжении обратной полярности (плюс - на катод, минус - на анод) будет индицироваться напряжение пробоя, для стабилитрона это и есть напряжение стабилизации. При смене полярности на р-n переходе будет прямое напряжение, если он кремниевый, то это около 0,6 В. Если стабилитрон симметричный (VD2 рис. 2), при смене полярности напряжение стабилизации меняется незначительно. Но есть еще и так называемые термокомпенсированные стабилитроны, в состав которых входит дополнительный диод (VD3 на рис. 3).
В этом случае при одной полярности подключения на вход модуля А1 поступит напряжение стабилизации, а при другой - выходное напряжение преобразователя. Генератор импульсов можно собрать и на других микросхемах, фрагменты схемы устройства в случае применения микросхем К561ЛН2 и К561ЛА7 (К561ЛЕ5) показаны на рис. 4 и рис. 5 соответственно.
Элементы устройства смонтированы на макетной плате (рис. 6) с использованием проводного монтажа. Применён резистор МЛТ, С223, оксидные конденсаторы - импортные, конденсатор С2 - К1017. Транзистор - любой из серий КТ815 и КТ817. Выключатель питания и переключатель - малогабаритные любого типа. Дроссель - штатный дроссель от КЛЛ, который намотан на Ш-образном ферритовом магнитопроводе (рис. 7).
Обычная индуктивность таких дросселей - несколько миллигенри. Для подключения исследуемых приборов можно использовать зажимы «крокодил» (XS1, XS2). Взамен модуля можно применить цифровой мультиметр в режиме измерения постоянного напряжения. Налаживание сводится к изменению частоты генератора для получения выходного напряжения (без нагрузки) около 60 В. Сделать это можно подборкой конденсатора С2 (увеличивая или уменьшая ёмкость) или резистора R1 (только в сторону увеличения сопротивления). Питается устройство от батареи 6F22 (Крона), максимальный потребляемый ток - 38 мА.
Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.
Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.
Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.
У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.
На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.
Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.
Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение (+ ), а к катоду – отрицательное, т.е. (- ). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток .
При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (- ), а к катоду положительное (+ ), то диод закрыт и не пропускает ток .
Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.
У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов . Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.
Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение ! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе . Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть "дверь" для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.
В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (- ) вывод тестера, а к катоду плюсовой (+ ), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.
В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо V f ), что дословно переводится как "падение напряжения в прямом включении ".
Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.
Узнать подробнее о параметрах диода можно .
Проверка диода.
Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки . В этом мы скоро убедимся.
Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.
Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов . Не забывайте об этом важном правиле!
Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп (красный ) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный ) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.
Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).
Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (I обр ). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.
Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.
На дисплее покажется "1 " в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.
Многие задаются вопросом: "Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?" Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.
Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!
В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.
Неисправности диода.
У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв .
Пробой . При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.
Обрыв . При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – "1 ". При таком дефекте диод представляет собой изолятор. "Диагноз" - обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие "жиденькие" и при частом использовании легко рвутся.
А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе - Forward Voltage Drop (V f )) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.
Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин V f , которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.
Марка диода |
диодного моста .
Германиевые диоды имеют прямое падение напряжения равное 300 – 400 милливольт. Например, проверенный нами точечный германиевый диод Д9, который ранее применялся в качестве детектора в радиоприёмниках, имеет пороговое напряжение около 400 милливольт. Диоды Шоттки имеют V f в районе 100 – 250 mV; У германиевых диодов V f , как правило, равно 300 – 400 mV; Кремниевые диоды имеют самое большое падение напряжения на переходе равное 400 – 1000 mV. Таким образом, с помощью описанной методики можно не только определить исправность диода, но и ориентировочно узнать, из какого материала и по какой технологии он изготовлен. Определить это можно по величине V f . Возможно, после прочтения данной методики у вас появится вопрос: "А как же проверить диодный мост?" На самом деле, очень просто. Об этом я уже рассказывал . |
Стабилитрон относится к электронным приборам с нелинейной вольт-амперной характеристикой. Его свойства характерны обычному диоду. Но есть и существенное различие между ним и диодом. Для проверки исправности стабилитрона можно использовать много различных лабораторных приборов и стендов. На практике, для ремонта электронной начинки, радиолюбители используют мультиметры или тестеры со стрелочной шкалой индикации. Чтобы выявить неисправность стабилитрона своими руками нужно хорошо знать его характеристики и уметь пользоваться мультиметром. Как проверить стабилитрон этим прибором, не прибегая к сложным и длительным лабораторным экспериментам, можно рассмотреть на примере.
Его работа основана на нелинейной вольт-амперной характеристике p-n перехода. Отличие от диодов и светодиодов заключается в наличии на вольт-амперной характеристике зоны пробоя. Она показывает, что при возрастании тока в нагрузке напряжение остается практически неизменным. Это свойство называют стабилизационным, а электронный элемент получил название стабилитрон. Устройства, где они применяются, называются стабилизаторы. Стабилитроны изготавливаются, в основном, в стеклянном или металлическом корпусе. Они бывают низковольтными и высоковольтными. Чтобы убедиться в исправности элемента его проверяют мультиметром.
Порядок проверки
Чтобы проверить деталь на исправность, мультиметр используют в режиме измерения сопротивления или в режиме проверки диодов. Тестером или мультиметром стабилитроны прозваниваются точно также как и диоды. К выводам стабилитрона прикладывают щупы и считывают показания со шкалы индикации. Измерения должны проводиться в прямом и обратном направлении, то есть сначала прикладываем плюс мультиметра к катоду, а затем к аноду стабилитрона. Прибор должен показать в первом случае бесконечное сопротивление, а во втором случае покажет единицы или десятки Ом.
Такие показатели говорят об исправности стабилитрона. Если измерение сопротивления показывают в обоих направлениях бесконечность, то это говорит об обрыве p-n перехода и неисправности.
Бывает так, что при прозвонке стабилитрона мультиметр показывает в обоих направлениях десятки или сотни Ом. В этом случае создается впечатление, что стабилитрон пробит. Именно такой вывод можно было бы сделать, если бы это был обычный диод. Но в случае стабилитрона такой вывод неверен, он, скорее всего, исправен. Объясняется это наличием напряжения пробоя.
При прикладывании щупов мультиметра к выводам стабилитрона прикладывается напряжение внутреннего источника питания мультиметра. Если напряжение источника питания выше значения напряжения пробоя, то шкала индикации покажет сопротивление десятков или сотен Ом.
Если мультиметр имеет источник питания напряжением, например, 9 Вольт, то все проверяемые стабилитроны с напряжением стабилизации меньше 9 Вольт при измерении будут показывать пробой.
Как проверить стабилитрон мультиметром на плате
При ремонте платы, где расположен стабилитрон необходимо предусмотреть меры защиты от поражения электрическим током. Порядок действий при проверке электронного устройства такой же, как и при проверке выпаянного стабилитрона. Но нужно учесть, что остальные радиоэлементы, расположенные в схеме на плате, могут сильно изменить показания. Если остаются сомнения в правильности интерпретации результатов проверки, то стабилитрон демонтируют из платы и проверяют его без влияния остальных компонентов схемы.
Нужно отметить, что исправность элемента нельзя гарантировать со стопроцентной уверенностью при проверке его мультиметром. Ее можно гарантировать в том случае, если поместить его в схему и включить электронное устройство с этой схемой. Если устройство будет работать, то это означает, что элемент исправен.
