+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Содержание

ПРОВЕРКА СТАБИЛИТРОНОВ НА БОЛЬШОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

В радиолюбительской практике бывает накапливается много мелких стеклянных диодов, у которых не всегда понятные обозначения, среди них могут попадаться и стабилитроны. Для отыскания таковых и предназначен подобный тестер, а так же для выявления более точных стабилизирующих данных проверяемого стабилитрона. Смысл этого прибора — в проверке неизвестных стабилитронов, которые могут быть на напряжение выше 30 вольт, а значит обычным блоком питания или вот таким тестером их испытать не получится.

Схема стабилитрономера

Схема была срисована с другой, взятой из интернета, упрощена и дорисована под цифровой индикатор 0-100 В из Китая, с обозначением выводов так как не многие понимают как его тут подключать. Конечно, если они есть в продаже и недорого стоят, то почему бы и не использовать, получается компактное и функциональное полезное для радиолюбителя устройство которое порой очень необходимо.

За основу тестера был взят корпус от БП сигнализации МИП-Р, можно взять любой другой — подходящий по размерам.

На передней панели планируется закрепить платку с панелькой для микросхем, и ещё одну платку для проверки cmd стабилитронов. Поскольку само устройство получилось очень компактным, встроить его можно куда удобно, размеры будут зависеть только от применяемого аккумулятора.

Для прибора разработана маленькая платка, на которой установлены все детали. Трансформатор взят готовый от ЗУ сотового телефона, вторичная повышающая обмотка на нём отмечена с самым большим сопротивлением.

Выше смотрите на результат проверки работы устройства, тест стабилитрона на 5,1 В.

Корпус снаружи пока ещё не закончен, продумываю что и как на нём удобно установить для проверки различных стабилитронов. Внутри осталось место, так что думаю что бы ещё полезное туда установить с питанием от 4 В… Сборка и испытание схемы —

Igoran.

   Форум по прибору

   Форум по обсуждению материала ПРОВЕРКА СТАБИЛИТРОНОВ НА БОЛЬШОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

Простая схема прибора для проверки стабилитронов (диодов Зенера) на их напряжение стабилизации.

Вашему вниманию предлагаю достаточно простую схему, собранную в основном на электронных модулях, тестера для проверки стабилитронов. Этот прибор может проверять как напряжение при прямом включении, так и при обратном, что и соответствует напряжению стабилизации стабилитрона. Большинство обычных тестеров и мультиметров не имеют возможности проверять напряжение стабилизации у стабилитронов. Это, в первую очередь, связано с тем, что на сам стабилитрон должно подаваться напряжение не меньше стабилизационного. А поскольку стабилитроны могут быть рассчитаны на достаточно большое напряжение, то и охватить их всех одним стандартным напряжением около 9 вольт (которое использую для питания большинство мультиметров и тестеров) не представляется возможным.

Но совсем не сложно собрать такой прибор для проверки стабилитронов и самому. Причем содержать он будет вполне распространенные компоненты и модули. Итак, схема устройства для проверки стабилитронов состоит из:

1 » Литиевого аккумулятора – является источником питания схемы;

2 » Модуля контроля заряда аккумулятора Li-ion;
3 » Модуля DC-DC преобразователя, повышающего напряжение;
4 » Цифрового вольтметра, измеряющего постоянное напряжение;
5 » Конденсатора и двух резисторов.

Итак, наш прибор для проверки стабилитронов питается от обычного литиевого аккумулятора, напряжение которого колеблется от 4,2 вольта (заряжен на 100%) до 3,5 вольт (остаточный заряд в 10%). На схеме он обозначен как A1. Лучше взять обычную банку литиевого аккумулятора (то есть без встроенного контроллера заряда, защиты), которая также будет обходится дешевле при покупке.

Для того, чтобы контролировать уровень заряда и разряда этого аккумулятора понадобится модуль контроля заряда для аккумуляторов Li-ion. На схеме он обозначен как K1. Такие модули уже продаются во многих местах. Стоят они практически копейки. Задача этого модуля заключается в том,чтобы не допускать чрезмерного разряда и заряда. Когда аккумулятор полностью зарядится до своего порогового напряжения в 4,2 вольта, этот модуль отключит подачу питания на банку аккумулятора.

Итак, источник питания у нас есть, с защитой от перезаряда. Напряжение от аккумулятора мы подаем на следующий модуль, а именно на повышающий DC-DC преобразователь напряжения типа MT3608.

В схеме он обозначен как D1. Данный повышающий преобразователь может увеличивать любое входное напряжение от 2 до 24 вольт. Причем на выходе можно получать любое нужное постоянное напряжение от 5 до 28 вольт. Максимальный ток на выходе можно получить до 2 ампер. То есть, мы напряжение аккумулятора, которое изменяется от 3,5 до 4,2 вольт увеличиваем до 28 вольт, а также за одно и стабилизируем.

Но чтобы наш прибор не работал постоянно, и не разряжал аккумулятор за зря, в схему добавлен обычный переключатель B1 (с нормально открытыми контактами) без фиксации. Когда мы на него нажимаем, то напряжение аккумулятора подается на вход преобразователя. На его выходе появляется уже увеличенное напряжение 28 В. Ну, а когда выключатель отпускаем, то и схема прекращает свою работу. Просто и экономно.

Далее у нас имеется еще один модуль, это цифровой вольтметр постоянного тока. Такие цифровые вольтметры сейчас достаточно распространены. Купить их можно где угодно, да и стоят они относительно недорого. Хотя в место него можно поставить любой другой вольтметр, лишь бы он точно измерял величину постоянного напряжения. Этот вольтметр имеет три вывода. Один из которых является общим минусом. Второй провод это плюс питания самого модуля вольтметра. Питаться такой вольтметр может от постоянного напряжения величиной 4-28 вольт. Ну и третий вывод, который является измерительным. Именно его нужно подсоединять в том место (относительно общего минуса), где необходимо измерить постоянное напряжение.

В выходу модуля, повышающего напряжение, также параллельно подсоединен электролитический конденсатор C1. Он служит неким сглаживающим фильтром для выходного напряжения DC-DC модуля. Ну, а для разряда этого конденсатора после отключения схемы имеется резистор R1 (стоит параллельно конденсатору). Второй резистор R2 является токоограничительным. Его задача уменьшать силу тока в цепи измерения и проверки стабилитронов.

На выходе схемы для проверки стабилитронов на их работоспособность и напряжение стабилизации стоит гнездо для подключения тестируемых стабилитронов.

Его можно сделать из обычного гнезда для микросхем с длинными ножками. Для этого необходимо все выводы на одной стороне этого гнезда спаять вместе и вывести как один вывод. И сделать тоже самое на противоположной стороне гнезда, создав тем самым второй вывод. То есть, допустим все верхние гнезда этого общего гнезда будут плюсом, ну а все нижние гнезда будут минусом. К любым из них мы и подсоединяем наш тестируемый стабилитрон. Естественно, катод стабилитрона мы соединяем с плюсом устройства, а анод стабилитрона мы соединяем с минусом. Это будет обратное подключение данного полупроводника. Таким образом мы проверяем напряжение стабилизации стабилитрона. А если его выводы поменять местами с гнездами на приборе, то мы уже будем иметь прямое подключение полупроводника. При этом мы проверим стабилитрон на пробой и падение напряжения при прямом подключении.

Вот в принципе и все. Берем тестируемый стабилитрон, подсоединяем его к гнезду на выходе схемы, нажимаем кнопку подачи питания на преобразователь и смотрим на вольтметре величину постоянного напряжения.

Именно это напряжение и будет являться тем самым напряжением стабилизации стабилитрона. Схема простая и надежная. Компоненты достаточно распространенные и дешевые.

Видео по этой теме:

P.S. Данную схему советую собрать, ибо она действительно здорово выручает в тех случаях, когда возникает необходимость проверить стабилитрон на его напряжение стабилизации. Хотя этим устройством можно проверять и обычные полупроводники на их падение напряжения при прямом включении, тем самым проверять их целостность.

Простейший тестер стабилитронов

Рубрики: Своими руками Автор: Yuriy Здравствуйте, дорогие друзья! Сегодня я хочу поделиться с вами еще одним вариантом использования так полюбившейся мне схемы питания светодиода от одной батарейки АА или ААА. Речь пойдет о схеме простейшего тестера стабилитронов.

В основе прибора, являющегося приставкой к мультиметру, лежит все тот же блокинг-генератор, который дает на «холостом ходу» (без нагрузки) напряжение около 50 — 70 вольт от одной пальчиковой или мизинчиковой батареек, или аккумулятора. Но для этого необходимо экспериментально подобрать соответствующее количество витков в первичной и вторичной обмотках трансформатора. А напряжения 50 вольт вполне достаточно для проверки самых ходовых стабилитронов.

Конденсатор С1 должен быть рассчитан на напряжение не менее чем 100 В. Трансформатор я мотал на ферритовом кольце 10-6-4 медным проводом ПЭЛ 0,3 мм. Сначала мотал вторичную обмотку в один слой  виток к витку не считая.  Мотал столько витков, сколько уместилось по периметру кольца. Первичную обмотку мотал поверх вторичной. Подбирал такое количество витков, чтобы на конденсаторе С1 по схеме при подключенном вместо стабилитрона диода Шоттки (1А, 80 В) вольтметр показывал что-то около 60 вольт. Вполне возможно, что те же 60 вольт можно получить  на таком кольце и при другом соотношении витков I и II обмоток, например 6:12(15,18).

Короче, не бойтесь экспериментировать!

Важно!!! Ни в коем случае не мотайте провод ПЭЛ на «голое» ферритовое кольцо, т.к. вы повредите об острые края кольца лаковую изоляцию на проводе и получите межвитковое замыкание! Новое кольцо перед намоткой необходимо подготовить: наждачкой или надфилем затупить острые внутренние и внешние кромки кольца и в несколько слоев покрыть кольцо лаком, хотя бы маникюрным.

Теперь, собственно, о самом процессе тестирования. Если вы подключите левый по схеме щуп к аноду проверяемого стабилитрона, а правый щуп к катоду, то при замыкании ключа S1 вольтметр должен показать напряжение стабилизации проверяемого стабилитрона. Это в том случае, если стабилитрон исправен. Если стабилитрон пробит, то вольтметр покажет напряжение, равное 0 В. Если вольтметр показывает напряжение меньше 1 В, но больше 0 В, то это значит, что вы при проверке перепутали полярность подключения стабилитрона: левый щуп прибора подключили к катоду, а правый — к аноду! Таким образом, прибор помогает определить, где катод, а где анод у исправного стабилитрона, когда у него по какой-либо причине отсутствует обозначение.

Статьи о приборах, в основе которых лежит данная схема блокинг генератора на одном транзисторе и трансформаторе:

Смотрите также:

Как сделать простой тестер для стабилитронов из готовых китайских модулей

В связи с появлением малогабаритных дешевых вольтметров в наше время, появилась возможность самостоятельно изготавливать различные приборы, устройства, пробники, чтобы контролировать разные величины. На основе такого вольтметра можно самостоятельно изготовить устройство которое будет проверять как стабилитроны на номинальное напряжение стабилизации, так и интегральные стабилизаторы напряжения с фиксированным выходным напряжением. Также можно проверять светодиоды на исправность.

Схема этого устройства довольна проста, и состоит в основном из готовых модулей вольтметра который способен измерять напряжение до 30 вольт как в моем случае, повышающий DC DC преобразователь, LI-ion аккумулятор от старого сотового телефона, трех резисторов зажимной колодки и пару выключателей.

Понадобится




Схема устройства:


На входе имеется источник питания состоящий из LI-ion аккумулятора от сотового телефона с рабочим напряжением 3.7 вольта с платой зарядки на TP4056, можно и поставить аккумулятор формата 18650. Далее напряжение поступает на вход повышающего DC-DC преобразователя и повышается до 30 вольт, с преобразователя напряжение уже поступает на схему устройства.

Резистор R1 служит для питания вольтметра я его подобрал таким образом чтобы, питание вольтметра было около 12-14 вольт. Резистор R2 и R3 токо ограничивающий желательно поставить помощнее 1-2 вата. Переключатель S1 служит для включения и выключение устройства, ставится он в разрыв цепи не посредственно перед преобразователем, чтобы во время простоя он не потреблял лишнюю энергию от аккумулятора, переключатель S2 служит для переключения режима рода работ, первый для проверки стабилитронов и светодиодов второй для интегральных микросхем. Обратите внимание вольтметр имеет три провода красный желтый и черный на схеме указана правильность их подключения. Не обязательно ставить именно такой цифровой, можно и обойтись любым стрелочным вольтметром на постоянное напряжение 30 вольт, тогда потребность в питании отпадает и участок цепи с резистором R1 можно исключить из схемы.

Теперь посмотрим как работает данный тестер:



Возьмем несколько советских и импортных стабилитронов, вставляем согласно схеме в колодку и смотрим результаты вольтметр покажет нам на какое напряжение стабилизации рассчитан стабилитрон.





Далее проверим несколько светодиодов, для проверки используем все тот же режим и вольтметр нам покажет падение напряжения на диоде и соответственно мы увидим что светодиод исправно светит.



Теперь давайте проверим интегральные микросхемы в моих запасах есть как импортные так и СССР. проверяемую микросхему вставляем в нижний ряд контактов зажимной колодки первые три контакта. переключаем режим работы и вольтметр покажет нам на какое фиксированное напряжение рассчитана микросхема.




Устройство смонтировано на макетной плате, все модули зафиксированы на термо клей. В итоге мы получили прибор три в одном, который будет всегда под рукой не большой по габаритам, не требующий наладки, не содержит дорогих или дефицитных компонентов. Особенно будет полезен тем, кто часто занимается построением или ремонтом блоков питания или стабилизаторов напряжения.

Смотрите видео


Схема,вольтметр для автомобиля — Электросхемы — Статьи

Прибор предназначен для индикации на трехразрядном светодиодном дисплее напря­жения бортовой сети автомобиля. Подключается прибор двумя проводами и измеряет напря­жение, от которого сам же и питается. Пределы измерения от 6 до 25V (рис.1). Его можно так же использовать и как вольтметр для лабораторного источника питания, в этом случае схема включения будет изменена как показана на рисунке 2, а диапазон измеряемого напря­жения будет от нуля до 30V. Однако, при этом потребуется отдельный источник напряжения 5V для питания вольтметра.


Принципиальная схема автомобильного вольтметра показана на рисунке 1. Напряже­ние от бортовой сети автомобиля поступает на вход устройства. Для питания схемы необходим источник напряжением 5V, это напряжение создает интегральный стабили­затор А1 типа 7805. Чтобы выходное напря­жение было стабильным необходимо чтобы входное было как минимум на 1V выходе напряжения стабилизации, поэтому мини­мальное измеряемое напряжение равно 6V

Измеряемое напряжение снимается до ста­билизатора и через резистор R1 поступает на аналого-цифровой вход микроконтроллера. У микроконтроллера PIC16F676 есть восемь входов АЦП, но здесь используется только один вход.


Схема индикации выполнена на трех одноцифровых семисегментных светодиодных индикаторах с общими анодами. Индикаторы включены по динамической схеме. Можно использовать любые семисегмент-ные одноцифровые светодиодные индика­торы с общим анодом или трехцифровую матрицу.

Настройка заключается в подстройке R1 так чтобы показания прибора соответствовали действительности.

На основе этой схемы был сделан испытатель стабилитронов, который можно использовать для проверки стабилитронов на напряжение стабилизации до 28V. и для идентификации стабилитронов, например, если есть подозрение что это стабилитрон, но абсолютной уверенности в этом нет.


Принципиальная схема испытателя показана на рисунке 3. Схема состоит из измери­теля постоянного напряжения, по схеме ана­логичного тому, что показан на рисунке 1. и генератора повышенного постоянного напря­жения. Генератор на микросхеме A3 выраба­тывает постоянное напряжение 30V, которое через резистор R13 поступает на вход изме­рителя. А параллельно этому входу подклю­чается испытуемый стабилитрон VDx. Если стабилитрон исправен, и включен правильно (как показано на схеме) то, при условии что его напряжение стабилизации ниже 30V, напряжение на входе измерителя понизится до напряжения стабилизации стабилитрона Если это диод или стабилитрон на напря­жение более 30V, — напряжение не пони­зится. А при пробое или неправильном подключении напряжение понизится до нуля (при пробое) или до величины прямого паде­ния напряжения (при неправильном подклю­чении). Так же этим прибором можно изме­рять прямое напряжение падения диодов, включая их противоположно включению стабилитрона (катодом к общему минусу)

Напряжение источника питания 9V (может быть от 7 до 12V) поступает на два стабилизатора А1 и А2. 

Сначала схема была сделана с одним общим стабилизатором для измери­теля и генератора, но позже выяснилось что генератор оказывает влияние на работу измерителя по цепи питания, поэтому стаби­лизаторы сделаны раздельными. ИМС A3 типа МАХ15032 представляет собой мало­мощный повышающий DC-DC преобразова­тель. Величина выходного напряжения зависит от соотношения сопротивлений R14 и R15. При налаживании R15 подбирают так, чтобы напряжение на С5 было равно 30V. Накачка напряжения происходит на индуктив­ности L1. Частота генерации (500 кГц) зави­сит от емкости С6.

             И еще хочу отметить интересный момент, для очищения кожи лица многие пользуются кремами типа скраба. Но не все знают как можно приготовить его в домашних условиях. Вот есть отличный сайт, где есть много рецептов его приготовления. домашние скрабы ничем не уступают фирменным, а в некотором смысле даже безопасней. Следите за кожей своего лица…

Похожие материалы

Как проверить светодиод мультиметром


Прозвонка отдельных светодиодов

Начнем с простого, как прозвонить светодиод мультиметром. Переведите тестер в режим проверки транзисторов – Hfe и вставьте светодиод в разъём, как на картинке ниже.

Как проверить светодиод на работоспособность? Вставьте анод светодиода в разъём C зоны обозначенной PNP, а катод в E. В PNP разъёмах C – это плюс, а E в NPN – минусовой вывод. Вы видите свечение? Значит проверка светодиода выполнена, если нет – ошибись полярностью или диод не исправен.

Разъём для проверки транзисторов выглядит по-разному, часто это синий круг с отверстиями, так будет если проверить светодиод мультиметром DT830, как на фото ниже.

Теперь о том, как проверить светодиод мультиметром в режиме проверки диодов. Для начала взгляните на схему проверки.

Режим проверки диода так и обозначен – графическим изображением диода, подробнее об обозначениях в статье. Этот способ подойдёт не только для светодиодов с ножками, но и для проверки smd светодиода.

Проверка светодиодов тестером в режиме прозвонки показана на рисунке ниже, а еще можете увидеть один из видов разъёма для проверки транзисторов, описанного в предыдущем способе. Пишите в комментариях о том какой у вас тестер и задавайте вопросы!

Этот способ хуже, от тестера возникает яркое свечение диода, а в данном случае — едва заметно красное свечение.

Теперь обратите внимание как проверить светодиод тестером с функцией определения анода. Принцип тот же, при правильной полярности светодиод загорится.

Проверка инфракрасного диода

Действительно, почти в каждом доме есть такой LED. В пультах дистанционного управления они нашли широчайшее применение. Представим ситуацию, что пульт перестал переключать каналы, вы уже почистили все контакты клавиатуры и заменили батареи, но он все равно не работает. Значит нужно смотреть диод. Как проверить ИК-светодиод?

Человеческий глаз не видит инфракрасного излучения, в котором пульт передаёт информацию телевизору, но его видит камера вашего телефона. Такие светодиоды используются в ночной подсветке камер видео наблюдения. Включите камеру телефона и нажмите на любую кнопку пульта – если он исправен вы должны увидеть мерцания.

Методы проверки мультиметром ИК светодиода и обычного — одинаковы. Еще один способ как проверить инфракрасный светодиод на исправность – подпаять параллельно ему LED красного свечения. Он будет служить наглядным показателем работы ИК диода. Если он мерцает, значит сигналы на диод поступают и нужно менять ИК диод. Если красный не мерцает, значит сигнал не поступает и дело в самом пульте, а не в диоде.

В схеме управления с пульта есть еще один важный элемент, принимающий излучение — фотоэлемент. Как проверить фотоэлемент мультиметром? Включите режим измерения сопротивления. Когда на фотоэлемент попадает свет – состояние его проводимости изменяется, тогда изменяется и его сопротивление в меньшую сторону. Понаблюдайте этот эффект и убедитесь в исправности или поломке.

Как проверить диод мультиметром

На сегодняшний день электроника прочно вошла в жизнь и имеется в составе любого прибора или гаджета. Но, как не прискорбно, это было и приборы, и гаджеты ломаются и приходят в негодность. Самой часто встречающейся причиной, по которой многие приборы ломаются — это поломка одного из элемента электрической сети, к примеру диод.

Выполнить проверку поломки или неисправности этого элемента возможно самостоятельно. В статье разберем подробно как проверить диод мультиметром, а также что представляет из себя этот прибор и как им пользоваться.

Диоды бывают разные

Простой диод является элементом электрической сети и несет в себе роль полупроводника, то есть р-n переход. Он устроен так, что вполне может осуществить пропуск тока по цепи, но только в одну сторону. И осуществляется это от анода к катоду. Для этого обязательно к аноду присоединяется «плюс», а к катоду — «минус».

Обязательно стоит учесть и запомнить! Двигаться в обратном направлении ток в диоде не может. Из-за такого отличительного момента изделие возможно проверить на неисправность с помощью тестера или мультметра. Рассмотрим какие же бывают диоды и чем отличаются друг от друга.

Типы диодов:
  1. Простой диод.
  2. Стабилитрон, как понятно из названия он препятствует повышению напряжения, то есть стабилизирует его.
  3. Варикап, диод обладающий емкостью, часто встречается в УКВ приемниках.
  4. Тиристор, диод с управляющим электродом, при подачи сигнала на управляющий электрод можно управлять состоянием тиристора, то есть открывать его или закрывать. Такой элемент часто встречается в силовой электронике.
  5. Симистор, примерно тоже самое, что и тиристор только для переменного напряжения. Диагностика данного диода будет рассмотрена в другой статье.
  6. Светодиод, диод излучающий свет при прохождении через него тока.
  7. Диод Шотки, диод обладающий повышенным быстродействием и малым падением напряжения.

Также есть фотодиоды, инфракрасные диоды и др.

Несмотря на то, что диоды отличаются по назначению и переходу, их проверка выполняется аналогично. Принцип работы диодов аналогичен.

Что называется мультиметром?

Мультиметр — это прибор, который имеет ряд функций:

  • Измерение напряжения, тока;
  • Измерение сопротивления;
  • Прозвонка, в этом режиме мультиметр показывает напряжение падения в мВ.
  • Также могут буть функции измерения емкости, температуры, частоты и др.
Как проверить диод мультиметром?

После того как определились с типом диодов, их различиями и особенностями, а также с назначением этого прибора, можно рассмотреть порядок работы с ним. Проверка заключается в том, что проверяют пропускную способность тока через них. Если это правило соблюдается, то смело можно заявить, что элемент схемы работает исправно и не имеет недостатков.

Обычные диоды проверяются этим прибором без особых усилий. Чтобы выполнить диагностику этих элементов достаточно выполнить следующие действия:

Проверка работоспособности диода, светодиода, стабилитрона.

  • Устанавливаем прибор в режим прозвонки, если такого режима нет, то в режим измерения сопротивления 1кОм;
  • Убеждаемся, что щупы прибора подключены в нужные нам гнезда мультиметра;
  • Провод красного цвета подсоединяется к аноду, а провод черного цвета — к катоду;
  • Производим измерение. В режиме прозвонки, при подключении диода прибор показывает падение напряжения от 200 до 400 мВ для германиевых диодов, от 500 до 700 мВ для кремниевых. При измерении сопротивления прибор будет показывать сопротивление диода. К примеру, для германиевых элементов сопротивление составляет от 100 килоом до 1 магаома, для элементов выполненных из кремния этот показатель равен 1000 мегаом. Если проверяется выпрямительный полупроводник, то значение еще более высокое. Это обязательно нужно учитывать, чтобы не допустить ошибку при определении результатов;
  • Меняем местами красный и черный щуп прибора;
  • Производим измерение. Если диод подключить в обратном направлении, то прибор будет показывать единицу «1», то есть величина сопротивления или напряжения утечки бесконечно большая;
  • Нужно помнить, что может быть вовсе не поломка, а утечка. Этот вариант возможен в двух случаях, если прибор долго находился в эксплуатации или же сборка его была выполнена не качественно. Если имеется короткое замыкание или утечка, то прибор покажет низкое сопротивление. Причем при определении результата нужно учитывать вид полупроводника.
  • Делаем выводы о работоспособности элемента.

Если все показатели соблюдены, то можно смело сказать, что он работает правильно и исправен. А вот если хотя бы один параметр не верный, то это свидетельствует о том, что элемент нужно заменить.

Признаки неисправного диода
  • Если диод неисправен, то в режиме прозвонки прибор запищит, а в режиме измерения сопротивления покажет значение близкое к 0, что говорит о том что диод коротко замкнут, то есть пробит.
  • Если при обоих измерениях прибор показывает 1, тоесть бесконечно большую величину, это означает, что диод в обрывае.

Проверка диода на плате

Как проверить светодиод мультиметром не выпаивая? В принципах его проверки всё остаётся также, а способы изменяются. Удобно проверять светодиоды, не выпаивая с помощью щупов.

Стандартные щупы не влезут в разъём для транзисторов, режима Hfe. Но в него влезут швейные иглы, кусочек кабеля (витая пара) или отдельные жилки из многожильного кабеля. В общем любой тонкий проводник. Если его припаять к щупу или фольгированному текстолиту и присоединить щупы без штекеров, то получится такой переходник.

Теперь вы можете прозвонить светодиоды мультиметром на плате.

Как проверить светодиоды в фонарике? Открутите блок линз или переднее стекло на фонаре, аккуратно отпаяйте плату от батарейного блока, если длина проводников не позволяет её свободно рассмотреть и изучить.

В таком положении вы легко проверите исправность каждого светодиода на плате описанным выше методом. Подробнее о светодиодах в фонариках.

Как прозвонить светодиодную лампу?

Любой электрик много раз «звонил» лампу накаливания, но как проверить ЛЕД-лампу тестером?

Для этого нужно снять рассеиватель, обычно он приклеен. Чтобы отделить его от корпуса вам нужен медиатор, или пластиковая карта, её нужно засунуть между корпусом и рассеивателем.

Если не удаётся этого сделать попробуйте немного погреть феном место склейки.

Как теперь проверить светодиодную лампочку мультиметром? Перед вами окажется плата со светодиодами, нужно прикоснуться щупами тестера к их выводам. Такие SMD в режиме проверки диодов загораются тусклым светом (но не всегда). Еще один способ проверки исправности — прозвонка от батареи типа «крона».

Крона выдает напряжение 9-12В, потому проверяйте диоды кратковременными скользящими прикосновениями к их полюсам. Если LED не загорается при правильно подобранной полярности — требуется его замена.

Проверка LED прожектора

Для начала взгляните какой светодиод установлен в прожекторе, если вы видите один желтый квадрат, как на фотографии ниже, то тестером его проверить не получится, напряжение таких источников света велико – 10-30 Вольт и более.

Проверить работоспособность светодиода такого типа можно, используя заведомо исправный драйвер на соответствующий ток и напряжение.

Если установлено много мелких SMD – проверка такого прожектора мультиметром возможна. Для начала его нужно разобрать. В корпусе вы обнаружите драйвер, влагозащитные прокладки и плату с LED. Конструкция и процесс проверки аналогичен LED лампе, который описан выше.

Как проверить диодный мост

Иногда имеется ситуация, когда нужно проверить на работоспособность диодный мост. Он имеет вид сборки, состоящей из четырех полупроводников. Они соединяются таким образом, чтобы переменное напряжение, подаваемое к двум из четырех спаянных элементов, переходило в постоянное. Последнее снимается с двух других выводов. В результате происходит выпрямление переменного напряжения и перевод его в постоянное.

По сути, принцип проверки в этой ситуации остается таким же, как было описано выше. Единственной особенностью тут является определение, к какому выводу будет подключен измерительный прибор. Здесь имеется четыре варианта подключения, которые следует «прозвонить»:

  • выводы 1 – 2;
  • выводы 2 – 3;
  • выводы 1 – 4;
  • выводы 4 – 3;

Как проверить светодиодную ленту на работоспособность

На нашем сайте есть целая статья о том, как проверить светодиодную ленту, тут рассмотрим экспресс-методы проверки.

Сразу скажу, что засветить ее целиком мультиметром не удастся, в некоторых ситуациях возможно лишь лёгкое свечение в режиме Hfe. Во-первых можно проверять каждый диод по отдельности, в режиме проверки диодов.

Во-вторых иногда происходит перегорание не диодов, а токоведущих частей. Для проверки этого нужно перевести тестер в режим прозвонки и прикоснуться к каждому выводу питания на разных концах проверяемого участка. Так вы определите целую часть ленты и поврежденную.

Красной и синей линией выделены полосы, которые должны звонится от самого начала до конца светодиодной ленты.

Как проверить светодиодную ленту батарейкой? Питание ленты – 12 Вольт. Можно использовать автомобильный аккумулятор, однако он большой и не всегда есть под рукой. Поэтому на помощь придет батарейка на 12В. Используется в дверных радиозвонках и пультах управления. Ее можно использовать как источник питания при прозвонке проблемных участков LED ленты.

Как проверить диод мультиметром


Сегодня при устройстве электронных осветительных систем все чаще используются светодиодные лампочки. Они экономичны, практичны и просты в эксплуатации. Однако, как и любой светоэлемент подобного типа, диоды могут выходить из строя или просто некачественно работать.

Для устранения поломки нужно определить причину и последствия. В первую очередь речь идет о том, в каком состоянии диод: в рабочем и подлежит ремонту или в нерабочем и проще будет приобрести новый. Поэтому многие пользователи подобных осветительных приборов интересуются, как проверить диод мультиметром.

  1. Классификация
  2. Проверка выпрямленных диодов и стабилитронов
  3. Как проверить обычный диод и светодиод?
  4. Тестим варикапы
  5. Проверка высоковольтных диодов

Другие способы проверки

Разберем как проверить светодиод батарейкой. Нам понадобится батарейка от материнской платы — типоразмера CR2032. Напряжение на ней порядка 3-х вольт, достаточное для проверки большинства светодиодов.

Другой вариант — это использовать 4,5 или 9В батарейку, тогда нужно использовать сопротивление 75Ом в первом случае и 150-200Ом во втором. Хотя от 4,5 вольт проверка светодиода возможна без резистора кратковременным касанием. Запас прочности LED вам это простит.

Определяем характеристики диодов

Соберите простейшую схему для снятия характеристик светодиода. Она на столько проста, что можно это сделать, не используя паяльник.

Давайте сначала рассмотрим, как узнать мультиметром на сколько вольт наш светодиод, с помощью такого пробника. Для этого внимательно следуйте инструкции:

  1. Соберите схему. В разрыв цепи (на схеме «mA») установите мультиметр в режиме измерения тока.
  2. Переведите потенциометр в положение максимального сопротивления. Плавно убавляйте его, следите за свечением диода и ростом тока.
  3. Узнаём номинальный ток: как только увеличение яркости прекратится, обратите внимание на показания амперметра. Обычно это порядка 20мА для 3-х, 5-ти и 10-ти мм светодиодов. После выхода диода на номинальный ток яркость свечения почти не изменяется.
  4. Узнаём напряжение светодиода: подключите вольтметр к выводам LED. Если у вас один измерительный прибор, тогда исключите из неё амперметр и в цепь подключите тестер в режиме измерения напряжения параллельно диоду.
  5. Подключите питание, снимите показания напряжения (см. подключение «V» на схеме). Теперь вы знаете на сколько вольт ваш светодиод.
  6. Как узнать мощность светодиода мультиметром с помощью этой схемы? Вы уже сняли все показания для определения мощности, нужно всего лишь умножить миллиамперы на Вольты, и вы получите мощность, выраженную в милливаттах.

Однако на глаз определить изменение яркости и вывести светодиод на номинальный режим крайне сложно, нужно иметь большой опыт. Упростим процесс.

Таблицы в помощь

Чтобы уменьшить вероятность сжигания диода определите по внешнему виду на какой из типов светодиодов он похож. Для этого есть справочники и сравнительные таблицы, ориентируйтесь на справочный номинальный ток, когда проводите процесс снятия характеристик.

Если вы видите, что на номинальном значении он явно не выдает полного светового потока, попробуйте кратковременно превысить ток и посмотрите продолжает ли также быстро как ток нарастать и яркость. Следите за нагревом LED’а. Если вы подали слишком большую мощность – диод начнет усиленно греться. Условно нормальной будет температура при которой держать руку на диоде нельзя, но при касании ожога он не оставляет (70-75°C).

Чтобы понять причины и следствия проделывания данной процедуры ознакомьтесь со статьёй о ВАХ диода.

После всей проделанной работы проверьте себя еще раз – сравните показания приборов с табличными значениями светодиодов, подберите ближайшие подходящие по параметрам и откорректируйте сопротивление цепи. Так вы гарантированно определите напряжение, ток и мощность LED.

В качестве питания схемы подойдет батарейка крона 9В или аккумулятор 12В, кроме этого вы определите общее сопротивление для подключения светодиода к такому источнику питания – измерьте сопротивления резистора и потенциометра в этом положении.

Проверить диод очень просто, однако на практике бывают разные ситуации, поэтому возникает много вопросов, особенно у новичков. Опытный электронщик по внешнему виду определит параметры большинства светодиодов, а в ряде случае и их исправность.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:)

Понравилась статья? Расскажите о ней! Вы нам очень поможете:)

Как проверить светодиод, стабилитрон, диод Шоттки мультиметром

Светодиоды проверяются таким же образом, как и силовые диоды – на сопротивление. При прямом подключении щупов прибора к светодиоду дисплей покажет небольшое сопротивление. При этом светодиод может иметь тусклое свечение. Если поменять щупы, то сопротивление перехода будет велико.

Диод Шоттки проверяется способом проверки обычного диода. Стабилитрон тоже проверяется в разных положениях электродов. Но этого для проверки стабилитронов недостаточно. Мультиметр может показать допустимые значения сопротивлений в обоих направлениях перехода, а напряжение стабилизации будет отличаться от необходимого значения.


Простая схема проверки стабилитрона

Для проверки напряжения стабилизации нужно собрать простейшую схему с токогасящим сопротивлением. Напряжение источника питания обычно берется на 2 – 3 В выше напряжения стабилизации стабилитрона. В качестве примера возьмем стабилитрон Д814Б с напряжением стабилизации 9 В и током стабилизации 5 ма. Ограничительный резистор можно приблизительно рассчитать по формуле:

R = U1-U2/I = 12 -9/0,005 = 600 Ом.

U1 – напряжение источника питания,

U2 – напряжение стабилизации стабилитрона,

I – номинальный ток стабилитрона.

Поставив такое сопротивление в схему проверки стабилитрона, меряют напряжение стабилизации на стабилитроне, оно должно быть 9 В с учетом отклонения + 0,5 – 1 В, то есть напряжение стабилизации должно иметь значение 8 – 9,5 Вольт.

Прибор для проверки светодиодов своими руками: схема супер тестера Led

У любого домашнего мастера обязательно есть прибор для измерения электрических параметров, позволяющий определять работоспособность ламп, напряжение в источнике питания, обнаружить, в каком месте порвались провода. Тестер выбирается в зависимости от потребностей. Многие не находят в магазинах мультиметр с нужным функционалов, поэтому делают своими руками приборы для проведения проверки светодиодов и другого оборудования в доме и автомобиле.

Тестер светодиодов с автоматическим выбором параметров SID GJ2C

Самая частая неисправность LED-телевизоров – наличие звука при отсутствии изображения. Причина – перегорание светодиодных лампочек в подсветке. Для мастера, занимающегося ремонтом этого оборудования, время на проверку экономит прибор SID GJ2C, автоматически выбирающий параметры. Его можно использовать так же для тестирования светодиодных лент и ламп в любом светильнике.

Основные характеристики:

  • масса 87 г;
  • габариты 100 х 59 х 32 мм
  • напряжение на входе 85-265 В;
  • напряжение на выходе 0-300 В
  • дисплей 3-разрядный, не разборный.

Тестер SID GJ2C регулирует ток и напряжение интеллектуально, пригоден для работы с переменным и постоянным электротоком. Основная сфера применения – ремонт телевизоров с подсветкой любого размера. Прибор оснащен двойной защитой, не повреждает светодиоды благодаря самостоятельному подбору параметров и плавному запуску.

Преимущества SID GJ2C:

  • высокая точность измерений;
  • возможность использовать не только для светодиодных ламп, но и для регуляторов напряжения;
  • сравнивание теоретических показателей с реальными;
  • не бьет током при прикосновении к щупам.

После подключения питания требуется 10-15 секунд на разогрев. При прикосновении к проверяемому элементу напряжение сначала сбрасывается до нуля, потом плавно поднимается. Работоспособность детали определяется сразу, точные параметры необходимо ждать примерно 2 минуты из-за инерционности (пассивности) экрана.

Внимание! Кроме светодиодов этот прибор может проверить стабилитроны и другие элементы драйвера.

Тестер светодиодов с ЖК дисплеем

Существует 2 типа тестеров – аналоговые и цифровые, функционал и точность измерений выше у последних. Они оснащены ЖК-дисплеями, параметры измерений выбирают автоматически, результаты проверки отображают наглядно и не требуют знаний по переводу одних величин в другие.

Тестер с ЖК-дисплеями более сложный по конструкции, так как в схему включаются интегральные микросхемы, диоды, транзисторы, резисторы, которые соединяются на общей подложке.

Сфера применения измерителей с ЖК-дисплеями:

  • определение наличие электротока в проводке;
  • состояние контактов;
  • измерение емкости, индуктивности, электротока, температуры конденсатора;
  • определение падения вольтажа на p-n переходе;
  • определение текущего через светодиод электротока;
  • отображение короткого замыкания;
  • расчет диапазона изменения параметров;
  • измерение электрических параметров в стиральных машинах, компьютерах, телевизорах, сети автомобиля, электроинструментах.

Пользователи ценят приборы с ЖК-дисплеями за простоту управления и доступную цену.

Прибор для проверки светодиодной подсветки телевизоров и отдельных светодиодов

При необходимости работать с LED-телевизорами нельзя отдавать предпочтение простому мультиметру. Он позволяет лишь определить исправность светодиодных элементов, причем засветка видна плохо. Требуется специальный прибор, например, SID GJ2C. Домашние мастера используют самоделки, если функционал или цена предлагаемых магазинами приборов их не устраивают.

Самый простой вариант – источник питания из зарядки телефона с напряжением 3,3 В и 300 мА. Он подходит, если требуется проверка на работоспособность отдельных диодов с электротоком до 3 мА. Для расширения функционала требуются другие схемы.

Схема испытателя светоизлучающих диодов

Если светодиодные лампочки нужно проверять часто, мультиметра с последовательно подключенным резистором недостаточно. Плавным вращением потенциометра достигается максимальная яркость светодиода, сопротивление отображается на экране.

Важно! Этот метод приводит к перегоранию светодиода, если сопротивление нечаянно снижается ниже предельного уровня.

Для определения точных параметров можно своими руками сделать приставку к мультиметру.

Последовательность действий:

  • вынуть из батарейки «Крона» колодку и элементы крепления;
  • найти подходящий по размерам корпус и прикрепить к нему колодку;
  • сделать штыри для присоединения к мультиметру;
  • вырезать плату и установить на нее разъем для диодов и кнопку включения;
  • с обратной стороны припаять резистор на 0,25 Вт;
  • установить конструкцию в корпус;
  • соединить провода;
  • прикрутить к мультиметру;
  • установить максимальное напряжение 20 В.

После присоединения светодиодного элемента и нажатия на кнопку включения видно, исправна ли лампочка, быстро определяется распиновка и уровень падения вольтажа.

Схема испытателя напряжения и тока светодиодов

Более эффективный прибор, собранный своими руками на основе микросхемы К155ЛН1 и резистора, позволяющий определить пробитые диоды и элементы с внутренними разрывами.

Важно! Для проверки параметров тока и вольт подойдет схема, запитанная от батарейки «Крона». Измеритель не требует стабилизации напряжения, мобильный.

Желательно сделать печатную плату, прикрепить ее к батарейке и установить в корпус из пластика. Напряжение 9 В и ток до 30 мА исключает возможность перегорания светодиодных элементов в процессе тестирования. Схема потребляет минимум тока, поэтому батарейки хватает на длительное время.

Ток измеряется мультимертом, на котором установлен постоянный ток. Для измерения вольтажа на прибор монтируются специальные петли, соединяющие самоделку с мультиметром.

Микросхема и другие детали

При изготовлении своими руками последней модели используется микросхема LM317L, регулирующая вольтаж, и некоторые другие элементы:

  • диод Шоттки, предотвращающий перемещение электротока в обратном направлении;
  • потенциометр, меняющий сопротивление в пределах 0-500 Ом, что позволяет менять вольтаж на выходе для регулировки тока;
  • резистор, стабилизирующий ток на значении 30 мА.

Если не включить в схему резистор, во время проверки на светодиод пойдет ток 300 мА, он перегорит.

Определение напряжения и тока светодиода

Прибором с микросхемой LM317L, сделанным своими руками, можно проверять любые светодиоды (СМД прижимаются к контактным площадкам на плате).

Внимание! Если элемент подключается неверно по полярности, лампочка не горит, поэтому при проверке важно его перевернуть.

Ток измеряется при помощи замыкания перемычкой. На тестере вращается потенциометр (диапазон 2-30 мА). Значение вольтажа неважно. Например, при установке тока на значении 10 мА красный светодиод с падением напряжения 1,7 В получит ровно 10 мА. Если проверять синий светодиод на 3,2 В, он тоже получит 10 мА. То есть, на этом приборе вольты меняются автоматически.

Пример расчета параметров

После проведения измерений рассчитать параметры светодиода просто. Например, имеется диод синего цвета, который нужно запитать от 5В и 15 мА. Измерительный прибор при проверке показал 3,2 В и 15 мА. Резистор должен снять 5-3,2=1,8 В. Его сопротивление должно быть 1,8/0,015=120 Ом.

Проверка светодиода мультиметром тестером на исправность

Для проверки на исправность не требуются никакие приборы, кроме обычного цифрового мультиметра. Самый простой способ – использование щупов, позволяющих проверить элементы с любым количеством выводов в любом исполнении. После установки прибора на прозвон нужно прикоснуться к аноду красным щупом, к катоду – черным. Исправный диод светится, после смены полярности на экране появляется цифра «1».

Свечение при проверке небольшое, если освещение хорошее, его вообще не видно. Если LED-элемент многоцветный, необходимо определить распиновку, чтобы во время проверки не перебирать выводы наугад.

Большинство мультиметров оснащены гнездами для тестирования транзисторов, которые можно использовать для проверки диодов. По конструкции это 8 отверстий в нижней части (4 для PNP транзисторов и 4 для NPN транзисторов). Для проверки светодиодов в PNP анод вставляется в гнездо «Е», катод – в гнездо «С». Если диод рабочий, он светится. При проверке в NPN полярность меняется.

Важно! Недостаток этого метода – невозможно проверить элементы с остатками припоя без длинных ножек.

Для проверки мощных SMD нужен драйвер. Мультиметр подключается к нему последовательно, на экране видны изменения тока. Если элемент низкокачественный, показатель нарастает плавно. Падение вольтажа измеряется при параллельном подключении мультиметра. Чтобы определить, пригоден ли светодиодный элемент для дальнейшей эксплуатации, полученные показатели сравниваются с данными техдокументации.

Если светодиод инфракрасный, при верном расположении анода и катода на экране отображается число 1000, при изменении полярности видна цифра 1.

Основные причины неисправности и выхода из строя светодиодов

Особенность светодиодов –обратное напряжение, лишь на несколько вольт превышающее падение. LED выходит из строя, если при подключении допущена хотя бы малейшая ошибка. Сверхяркие диоды в подсветке перегорают при скачках напряжения. Более устойчивы в этом плане лампы на 220 и 12 В. Примерно 2% светодиодных изделий поставляется с браком, перед монтажом желательно проверить каждый.

Основные выводы

Приставка к мультиметру, сделанная своими руками, простая, но может пригодиться домашнему мастеру, которому часто приходится проверять исправность осветительных светодиодных ламп и лент. Прибор на микросхеме LM317L может сделать своими руками радиолюбитель, который тестированием диодов занимается регулярно. В некоторых ситуациях он может оказаться более полезным, чем прибор, приобретенный в магазине.

В телевизорах лампочки чаще всего выходят из строя из-за брака или выставления максимальной яркости изображения, повышающей вольтаж. Ремонт телевизора сложный, делать эту работу не рекомендуется выполнять своими руками, если нет ни знаний, ни опыта, ни инструментов. Все гораздо лучше сделает квалифицированный телемастер.

Предыдущая

СветодиодыВиды, характеристики и особенности светодиодных лент

Следующая

СветодиодыСветодиодная лента 3528: характеристика, разновидности, отличия от 5050

Как сделать тестер стабилитрона и светодиодов с помощью таймера 555 Сделай сам

Если у вас есть несколько утилизированных стабилитронов, вам нужен быстрый способ их сортировки. их. В этой статье я описываю, как собрать простое испытательное оборудование, которое может использоваться для измерения напряжения пробоя стабилитрона. Его также можно использовать для проверки светодиодов и их цвета, поскольку иногда цветной светодиод может выглядеть белым при не горит. Этот тестер Зенера питается от батареи 9 В, поэтому он не требует опасное сетевое напряжение и может измерять диоды до 90В с помощью 555 повышающий преобразователь с таймером.

Я также использую его для проверки светодиодов в электрической лампочке.



Основные характеристики
  • Постоянный испытательный ток 5 мА
  • Поддерживает диоды до 90 В
  • Работает от батареи 9 В, что делает его безопасным и портативным
  • Может измерять компоненты SMD
  • Имеет быстроразъемные клеммы для индикации напряжения и тока
  • Дешево в сборке
  • Защита на короткое замыкание и обрыв (без нагрузки) клеммы
  • Может тестировать цепочку светодиодов даже в сетевой лампочке


Как собрать тестер стабилитронов и светодиодов

* DUT = D evice U nder T est или D iode U nder T est

Слева направо у нас есть батарея 9 В в качестве источника питания и внешний выключатель питания (красный на изображении выше).Когда выключатель питания горит красный светодиод. В этот момент схема потребляет 4 мА. Стабилитрон D2 был добавлен последовательно со светодиодным индикатором питания, поэтому, когда входное напряжение падает ниже 5 вольт, красный светодиод гаснет, и аккумулятор требует замены.

S1 — это кнопка мгновенного действия, которая используется для питания остальной схемы. при нажатии. Эту кнопку TEST следует нажать после подключения DUT и всего на несколько секунд, пока напряжение на мультиметре не станет стабильным.Это по нескольким причинам: катушка индуктивности L1 немного нагреется и во избежание расход батареи.

Для повышения напряжения используется микросхема таймера 555. Роль R2, R3 и C2 заключается в том, чтобы установить выходную частоту. С этой настройкой входной ток, когда ТЕСТ кнопка нажата — 110мА. Сделав резисторы или конденсатор выше значение, частота будет уменьшаться и, следовательно, потребление энергии. С 2.2K резисторов и конденсатора 100н входной ток 270мА! Даже 110мА это немного выше для батареи 9 В, но она потребляет этот ток только тогда, когда кнопка тестирования нажал.C3 и C4 — это развязывающие конденсаторы для устранения шума напряжения.

Когда силовой МОП Q1 включен, индуктор L1 будет накапливать энергию в виде магнитное поле. Когда МОП-транзистор выключен, магнитное поле схлопывается, производя более высокое напряжение, которое будет заряжать C5 и C6 через D3. D3 должен быть Диод Шоттки, но у меня его не было. Конденсаторы C5 и C6 должны быть рассчитаны на минимум 100V и имеют низкое ESR. Я использовал два параллельно для более высокого емкость и более низкое ESR.

R5 используется для разряда конденсаторов.
D5 — стабилитрон для ограничения напряжения до 100 В. Напряжение зажима должно быть ниже номинального выходного напряжения. конденсаторы . Я использовал 3 стабилитрона последовательно. У меня было 30В + 30В + 32В = 92В.

CON5 — это быстроразъемная клемма с пружинами, используемая в основном для динамиков. В разъем имеет две пары красных и черных разъемов. Правильная пара используется для Подключите провода вольтметра, и на левой паре можно подключить амперметр для проверки испытательного тока.J1 в двухконтактной перемычке. Когда текущий счетчик подключен, перемычку необходимо вытащить и установить обратно, когда счетчик тока не подключен.

CON6 и CON7 — это два толстых штифта, которые используются для соединения с ними двух зажимов типа «крокодил». Через них подключается ИУ. PAD1 — это просто медная площадка, используемая для тестирования SMD диоды. В конце видео вы можете увидеть протестированный светодиод 0805.

Цепь управления током

Поскольку во всех таблицах данных указан испытательный ток 5 мА для стабилитронов, нам понадобится способ поддержания постоянного тока во всех диапазонах напряжения.Или почти, поскольку в чем выше напряжение, тем меньше ток будет ниже 5 мА, так как аккумулятор не может подавать много тока.
Я использовал двойной операционный усилитель LM358, потому что это все, что у меня было, кроме любого одного операционного усилителя. Сделаю. U2.2 — это неиспользуемый операционный усилитель, и, судя по тому, что я читал в Интернете, неиспользуемый операционный усилитель не следует оставлять плавающим, так как он может вызвать шум, высокий расход и даже внутреннее повреждение микросхемы. Вместо этого неинвертирующий вход должен быть подключен при напряжении между GND и VCC и инвертирующим входом подключен к выходу.

U2.1 — операционный усилитель, управляющий транзистором Q3 общего назначения. NPN-транзистор и действует как переменный резистор, чтобы поддерживать ток примерно на уровне 5 мА. R7 — резистор на 200 Ом для контроля тока. Когда проходит 5 мА через R7 на нем будет напряжение 1 В. Это напряжение контролируется операционный усилитель с использованием инвертирующего (-) входа. Неинвертирующий (+) вход контролирует падение напряжения на диоде D4. R4 обеспечивает достаточный ток, чтобы вызвать Падение напряжения на диоде D4 1В.А поскольку операционный усилитель пытается сохранить свою входы с одинаковым потенциалом, это будет держать транзистор Q3 в линейном область меняет свое «сопротивление», и поэтому мы имеем постоянный ток через DUT.
C7 — это просто развязывающий конденсатор для операционного усилителя.

Корпус

Коробка сделана из листа пластика Guttagliss. Батарея есть удерживается внутри изолентой.



Плата упирается в два пластиковых выступа, приклеенных с обеих сторон расстояние от верха равно толщине печатной платы




Гайки для винтов были вставлены путем нажатия на них паяльник

Если у вас есть какие-либо комментарии, оставьте их ниже.

Скачать

Схема и разводка печатной платы в DipTrace

Тестер стабилитронов | Журнал Nuts & Volts


Когда я выбираю стабилитрон из шкафа для запчастей, я всегда хочу проверить его напряжение пробоя, прежде чем использовать его в проекте — просто чтобы убедиться, что в ящике моего шкафа не было перепутано. Эту процедуру необходимо повторить при установке неиспользуемых диодов обратно в мой шкаф или при сортировке кучи диодов, которые я подобрал на избыточной розетке.

Требуется много времени, чтобы настроить источник питания и вольтметр, выбрать последовательный резистор для ограничения тока и измерить напряжение для каждого диода. Альтернативы, такие как чтение номера детали и его поиск, или установка измерителя кривой, не быстрее. Многие ошибки, перегоревшие диоды и поврежденные проекты убедили меня, что должен быть лучший способ. Во время экспериментов с автоколебательными импульсными источниками питания для другого приложения меня осенило, что эта технология была ответом на мою проблему.

Тестер, описанный в этой статье, представляет собой простую двухтранзисторную схему, работающую от батареи 9В, которая проверяет стабилитроны с пробивным напряжением до 52 вольт. Для создания, тестирования и использования схемы не требуется ничего, кроме мультиметра. Его конструкция с трансформаторной связью автоматически регулирует выходное напряжение в соответствии с напряжением проверяемого стабилитрона, одновременно регулируя ток диода для сохранения относительно постоянной мощности диода во всем диапазоне измерения.

Нет необходимости подбирать токоограничивающий резистор.Просто подключите к диоду вольтметр и измерьте его напряжение пробоя на стабильном и безопасном уровне мощности. Схема также будет безопасно проверять светодиоды, в том числе белые светодиоды, которые мультиметры не могут проверить, и другие низковольтные диоды в прямом направлении, а также MOV (металлооксидные варисторы) и другие защитные устройства с более высоким напряжением.

Подключение внешнего источника питания к тестеру позволяет также легко тестировать устройства, выходящие из строя выше 50 В. Со всеми моими проектами и многочисленными нехарактерными устройствами, лежащими в моем магазине, этот тестер стабилитрона оказался наиболее часто используемым оборудованием на моем стенде!

Стабилитрон Фон

Если вы не знакомы с стабилитронами, уместно будет сделать введение.Зенеры настолько полезны, что их следует найти в коллекции компонентов каждого экспериментатора. Стабилитрон — это специализированный кремниевый диод, который в прямом направлении выглядит как обычный кремниевый диод. Однако в обратном направлении напряжения он показывает низкий ток утечки, как обычный диод, до тех пор, пока не будет достигнуто напряжение — так называемое «напряжение стабилитрона». В этот момент он резко показывает контролируемое постоянное напряжение пробоя, несмотря на увеличивающийся ток.

Все диоды начинают сильно проводить при некотором напряжении в обратном направлении, но работают при значительном понижении этого напряжения пробоя, чтобы избежать повреждений.Стабилитроны, с другой стороны, предназначены для работы в области их пробоя, и этот пробой тщательно спроектирован для определенных напряжений. Например, семейство стабилитронов от 1N4728 до 1N4764 включает в себя напряжение пробоя от 3,3 до 100 вольт за 37 шагов — гораздо более широкий диапазон, чем у обычных трехконтактных IC-стабилизаторов с фиксированным напряжением. Эти диоды также могут быть включены последовательно для достижения практически любого желаемого напряжения, а различные семейства диодов имеют разную мощность от 200 мВт до более 10 Вт.

Стабилитроны

обычно используются в качестве регуляторов напряжения, эталонов опорного напряжения для операционных усилителей, а также в качестве защитных устройств для защиты компонентов от условий перенапряжения. Такие приложения, как драйверы реле или соленоидов и импульсные источники питания, подобные описанному в этой статье, обычно используют стабилитроны для защиты (например, D2 в , рис. 1, ).

РИСУНОК 1. Схема тестера .


Они также находят применение (вместо простого последовательного резистора) для понижения одного напряжения до более низкого напряжения и для ограничения формы волны переменного напряжения.Они даже используются в качестве генераторов шума в мостах с высокочастотным импедансом. Лучше всего — особенно для экспериментаторов с ограниченным бюджетом — типичные маломощные стабилитроны стоят всего гроши каждый.

Тестер стабилитронов

Проверяемый диод подключается между красной и желтой клеммами, и напряжение считывается на этих клеммах при нажатии кнопки для проверки. Подключение измерителя тока между желтой и черной клеммами позволяет при необходимости измерять ток во время тестирования, или замена измерителя тока на внешний источник питания позволяет расширить диапазон тестера до значений, значительно превышающих 52 вольт.

Мигающий красный светодиод указывает на наличие напряжения на испытательных клеммах. Желтый светодиод указывает на то, что выход находится на пределе 55 В. Когда диод отсутствует или напряжение пробоя стабилитрона превышает 55 В, этот светодиод светится. Светодиод также указывает на правильное функционирование внутренней цепи для первоначального тестирования и служит напоминанием о том, что на выходных клеммах присутствует потенциально опасное напряжение. Когда тестовый переключатель отпускается, выход быстро разряжается до нуля в целях безопасности.

Внутренняя схема тестера легко модифицируется и моделируется для изменения диапазона напряжения или для использования в других приложениях. Эти модификации и моделирование обсуждаются позже в этой статье.

Описание схемы и работа

Схема тестера показана на Рисунок 1 . Ключом к простоте эксплуатации и сборки является использование трансформатора T1, который можно легко приобрести у нескольких дистрибьюторов и который предназначен для использования в небольших импульсных источниках питания.T1 имеет шесть независимых и идентичных поляризованных обмоток, четыре из которых используются в тестере: T1-L1 — это «первичная» обмотка «обратной связи», T1-L4, хранящая энергию в магнитном поле трансформатора; затем T1-L2 и T1-L3 соединяются последовательно, чтобы сформировать «вторичную», разряжая накопленную магнитную энергию в тестируемый диод (DUT).

Некоторые из вас узнают эту базовую схему как простой «блокирующий генератор», широко использовавшийся с электронными лампами для радаров во время Второй мировой войны, а затем принятый в качестве транзисторной конфигурации для первого поколения твердотельных импульсных источников питания.В области источников питания это теперь называется схемой «обратного хода», возвращаясь к схемам горизонтального вывода на основе ЭЛТ / ТВ, использующих эту топологию или часто называемых «повышающей» схемой. Он прост, работает с множеством различных транзисторов и не требует специализированных интегральных схем.

S1 — это кнопочный переключатель мгновенного действия с однополюсным переключателем. Пока не будет нажат S1, батарея 9 В отключается от цепи, а конденсатор C4 выходного фильтра разряжается через R8. При переводе S1 в положение ON или TEST R8 удаляется с выхода и подается 9 В на первичный резистор T1-L1 и пусковой резистор R2.Он также включает LED1 — мигающий красный светодиод, который указывает пользователю, что цепь находится под напряжением и есть потенциально опасные напряжения на выходных клеммах.

Пусковой ток протекает через R2 (и R4), включая управляющий транзистор Q1. Когда Q1 включается, он подтягивает контакт 1 T1 к земле, что, в свою очередь, заставляет напряжение на обмотке обратной связи T1 / T1-L4 повышаться от земли до + 9 В, так как отношение витков двух обмоток равно 1: 1. Возрастающее напряжение на T1-L4 передается на базу Q1 через C3, D1 и R3.Этот ток добавляется к току через R2, дополнительно включая Q1 и быстро переводя его в состояние насыщения.

В состоянии насыщения напряжение на Q1 составляет несколько десятых вольта, и почти полное напряжение батареи 9 В находится на T1-L1. Теперь ток через T1-L1 и R6 начинает нарастать, сохраняя магнитную энергию в сердечнике. Через D3 не протекает ток, поскольку он смещен в обратном направлении во время этой части цикла колебаний.

Когда падение напряжения на R6 превышает 0.7 В, дроссельный транзистор Q2 начинает включаться и шунтировать базовый ток Q1 на землю, вынуждая Q1 выйти из насыщения, а напряжение на коллекторе Q1 повысится. Это действие снижает напряжение на T1-L1, что, соответственно, снижает напряжение на обмотке обратной связи, T1-L4, дополнительно уменьшая базовое возбуждение до Q1 и быстро отключая Q1 посредством этого рекуперативного действия.

Когда Q1 выходит из насыщения и начинает отключаться, напряжение на его коллекторе быстро растет из-за индуктивного действия, и напряжение на T1-L1 меняется на противоположное, повышая напряжение коллектора Q1 выше 9 В.В то же время вторичное напряжение меняется на противоположное, и D3 начинает проводить.

Когда накопленная энергия в сердечнике полностью высвобождается через вторичную обмотку, напряжения на всех обмотках падают, снова включая Q1 через C1 (напряжение на выводе 11 идет от отрицательного напряжения к земле). Затем цикл повторяется до тех пор, пока C2 не будет заряжен до уровня напряжения, при котором тестируемое устройство начинает проводить, после чего колебания стабилизируются и продолжают подавать питание на тестируемое устройство.

Формы сигналов установившихся колебаний показаны на рис. 2 .

РИСУНОК 2. Временная диаграмма, показывающая напряжения трансформатора.


Уровни напряжения (относительно земли) показаны для общего тестируемого напряжения стабилитрона Vz. Напряжения, указанные в скобках, относятся к стабилитрону 12 В в качестве ИУ, а соответствующие фактические формы сигналов цепи показаны на , рис. 3, .

РИСУНОК 3. Осциллограф , снимающий фактическую схему тестирования стабилитрона 12 В.


Если при работе схемы нет ИУ, то напряжение на C4 будет продолжать расти, как и пиковое напряжение на коллекторе Q1.Напряжение на выводе 2 T1 и выходное напряжение будут расти с каждым циклом, как и пиковое напряжение (половина выходного напряжения плюс 9 В) на коллекторе Q1. Это особенность конфигурации схемы с обратным ходом, которая позволяет тестировать стабилитроны при напряжении батареи, превышающем 9 В.

Однако необходима некоторая защита, чтобы пиковое напряжение на коллекторе Q1 не превысило его максимальное номинальное напряжение коллектора, равное 40 В. Последовательная комбинация стабилитрона D2 и желтого светодиода LED2 обеспечивает эту защиту, ограничивая пиковое напряжение и поглощая энергию магнитного поля T1, если тестируемое устройство отсутствует или если напряжение пробоя тестируемого устройства превышает максимальное выходное напряжение тестера.LED2 загорается, когда в этом состоянии есть ток через D2.

На рис. 4 показаны фактические измерения тока и мощности для различных ИУ на тестере в собранном виде. Измерение этих диодов при постоянном токе и одинаковых токах дало идентичные результаты, поэтому точность измерения отличная. Следует отметить, что допуск индуктивности трансформатора составляет ± 30%, поэтому ваши результаты могут отличаться.

РИСУНОК 4. Измеренные выходная мощность и ток.


Моделирование

Вместо того, чтобы пытаться математически объяснить работу схемы, проще использовать моделирование.

Бесплатный аналоговый симулятор от Linear Technologies — LTspice® ( www.linear.com/designtools/software ) — идеально подходит для моделирования этой схемы и изучения ее работы при различных значениях компонентов и условиях. В симуляторе есть виртуальные приборы, которые позволяют измерять напряжение, ток и мощность в каждом проводе и компоненте в зависимости от времени.

Необходимо моделировать только те компоненты, которые сильно влияют на поведение схемы. Схема модели показана на рис. 5 с стабилитроном 12 В в качестве тестируемого устройства.

РИСУНОК 5. Схема LTspice.


Этот файл доступен по ссылке на статью. Снимок экрана моделирования, показывающий формы выходного напряжения на выходе вторичной обмотки (при подключении к D1), показан на Рис. 6 .

РИСУНОК 6. LTspice Simulation — форма выходного сигнала трансформатора.


Использовались компоненты из библиотеки LTspice, которые в некоторых случаях отличались от реальных компонентов на схеме . Трансформатор моделируется как набор связанных обмоток со 100% связью (K = 1 в Директиве Spice для трансформатора), и все индуктивности считаются линейными без какой-либо зависимости от тока. Фактически используемый трансформатор обеспечивает снижение индуктивности на 30% при токе 420 мА через одну обмотку, что значительно превышает пиковый ток в этой конструкции, поэтому предположение о линейности является разумным.Моделируемое поведение схемы было очень близко к реальным результатам схемы и было особенно полезно для оптимизации значений компонентов.

Строительство и испытания

Схема построена на прототипе печатной платы (PCB) от RadioShack, которая также удобно помещается в стандартный пластиковый корпус от SeraPac с батарейным отсеком на 9 В (см. Список деталей ). Верхняя часть платы ( Рисунок 7, ) содержит все компоненты, за исключением трансформатора T1, который установлен на нижней стороне ( Рисунок 8 ).T1 сконфигурирован для поверхностного монтажа, который хорошо подходит для 100-миллиметровых центров печатной платы.

РИСУНОК 7. Верх печатной платы в сборе.


РИСУНОК 8. Нижняя часть собранной печатной платы.


Я использовал штыревые разъемы для контактов с T1 и для подключения к передней панели с помощью плоского кабеля (10-жильный) с разъемом к печатной плате ( Рисунок 9 ). Ни то, ни другое не требуется, хотя я считаю, что разъемы контактов удобны для закрепления пробников осциллографа при оценке схемы.

РИСУНОК 9. Внутри корпуса сверху.


Отдельная и легко отсоединяемая передняя панель также упрощает конструкцию и модификацию платы. Единственное предостережение при использовании контактных заголовков — убедиться, что контакты переключателя S1 не соприкасаются с контактами, когда верхняя и нижняя части корпуса соединены вместе.

Все компоненты на верхней стороне платы должны быть сначала установлены и проверены на целостность, а T1 припаян на нижней стороне в последнюю очередь.Окончательная проверка целостности должна выполняться при подключенной передней панели.

Особенно важно, чтобы D2 был подключен через LED2 к земле. Если это соединение разомкнуто, напряжение на коллекторе Q1 может быстро подняться до уровня, который разрушит транзистор.

После проверки целостности проводки подключите аккумулятор, оставьте выходные клеммы открытыми (без DUT) и нажмите S1. Желтый светодиод LED2 должен загореться вместе с мигающим LED1. Это все, что вам нужно сделать, чтобы убедиться, что цепь работает.Если желтый светодиод не горит, проверьте проводку еще раз.

За исключением трансформатора, большинство компонентов схемы не являются критическими, но D3 должен быть выпрямителем с быстрым восстановлением, хотя допустимы любые диоды с быстрым восстановлением с напряжением пробоя выше 100 вольт. C4 и C5 должны иметь низкое эквивалентное последовательное сопротивление (ESR), чтобы избежать чрезмерных пульсаций в DUT. Типы пленок в этом отношении подходят, а выбранные конденсаторы имеют ESR менее 0,1 Ом. Если вы не уверены в ESR конденсаторов, которые у вас есть, подключите несколько конденсаторов меньшего номинала (например,g., два 0,1 мкФ) и убедитесь, что они имеют соответствующее номинальное напряжение. Низкое значение (0,22 мкФ) этих конденсаторов достаточно для точности измерения, но ограничивает запасенную энергию по соображениям безопасности.

Работа с тестером

Замкните желтый контакт на черный с помощью перемычки, подключите стабилитрон к красной и желтой клеммам (сторона с полосой к красной клемме) вместе с вольтметром и снимите напряжение на диоде после нажатия S1. Вы заметите, что при удерживании кнопки S1 напряжение стабилитрона будет повышаться по мере нагрева диода, поэтому произведите быстрое измерение.

Также возможна проверка светодиодов и других низковольтных диодов; просто убедитесь, что положительный конец светодиода или диода подключен к красной клемме, чтобы измерить прямое падение напряжения. В противном случае высокое напряжение тестера может привести к выходу из строя светодиода или диода из-за превышения максимального значения, указанного в спецификации обратного пробоя.

Если вы хотите измерить ток через стабилитрон, снимите перемычку между желтой и черной клеммами и вставьте миллиметр. Конденсатор C5 на этих клеммах обеспечивает путь с низким импедансом для импульсного тока через ИУ, так что индуктивность выводов мультиметра не влияет на точность считывания.

При измерении неизвестного стабилитрона и загорается желтый светодиод, проверьте, открыт ли диод, проверив его прямое падение напряжения с помощью мультиметра, или просто переверните его в тестере. Если желтый светодиод гаснет с стабилитроном в прямом направлении, то диод, скорее всего, исправен, но имеет напряжение пробоя выше 55 В. Если вы хотите измерить напряжение пробоя в этом случае, подключите внешний регулируемый источник питания к желтой и черной клеммам, при этом минусовая клемма источника питания подключена к желтой клемме.Медленно увеличивайте значение питания, пока желтый светодиод не погаснет, затем измерьте напряжение на диоде.

Я измерил таким образом стабилитроны с пробивным напряжением около 200 В, а также MOV и другие устройства защиты от высокого напряжения, не беспокоясь о чрезмерном рассеивании мощности, поскольку ток диода при выключении желтого светодиода довольно низкий.

Модификации и улучшения схемы

Конфигурация схемы на рис. 1 Рисунок 1 надежен и может работать с различными модификациями.Вы можете поэкспериментировать с тремя переменными элементами: вторичная обмотка Т1; резистор R6, определяющий пиковый ток в Q1; и напряжение пробоя D2.

Если вы хотите, чтобы выходное напряжение имело более низкое максимальное напряжение, вы можете исключить одну обмотку во вторичной обмотке или уменьшить напряжение пробоя D2. Если вам нужно более высокое максимальное напряжение на выходе, вы можете подключить третью обмотку (две неиспользуемые обмотки на T1) последовательно с двумя показанными, или просто заменить D2 стабилитроном с более высоким напряжением.Если вы выберете этот второй путь, тогда вам нужно будет выбрать транзистор с более высоким напряжением пробоя, например MPSA06 (VCEO = 80 В против 40 В для 2N3904).

Конденсаторы C4 и C5 рассчитаны на 520 В, а D3 имеет обратное напряжение пробоя 600 вольт, так что есть место для игры … но будьте осторожны, если вы перейдете на более высокие напряжения. Хотя C4 имеет небольшое значение (0,22 мкФ), накопление энергии увеличивается пропорционально квадрату напряжения, поэтому более высокие напряжения могут вызвать очень опасный и потенциально смертельный удар! Будь осторожен!!

Если вы хотите увеличить или уменьшить мощность, подаваемую на ИУ, уменьшите или увеличьте значение R6 соответственно.Транзисторы 2N4401 и MPSA06 могут поддерживать пиковые токи до 500 мА и могут использоваться в этой схеме.

Также было бы легко использовать больший корпус для тестера и включить цифровой панельный измеритель, который считывал бы напряжение стабилитрона, не требуя отдельного измерителя или двух для одновременного считывания напряжения и тока.

Вот и все! Я надеюсь, что эта схема подходит вам так же, как и мне! NV


Список литературы

Руководство по импульсным источникам питания , Кейт Биллингс, McGraw-Hill, 1989, стр.2,49–2,62.

Информация о трансформаторе VERSA-PAC: www.digikey.com/product-search/en?mpart=VPh3-1600-R&vendor=283

EDN Magazine , 10 июня 2010 г., Идеи дизайна, стр. 51-52, «Схема позволяет измерять напряжения стабилитрона и проверять светодиоды».

EDN Magazine , 25 ноября 2004 г., стр. 104-106, «Испытательная схема стабилитрона служит источником постоянного тока».


Исправления

Список деталей обновлен. Загрузите zip-файл для обновленного списка деталей.

Загрузки

Ноябрь 2014_Hoffman-Parts

Тестовые сборки с диодами

Эрик Стреб [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Тестовые программы иногда включают инструкции по оценке компонентов, подключенных к тестируемому устройству. Эти инструкции для компонентов оценивают провода, резисторы, конденсаторы, витые пары и диоды.

Для проводов, резисторов и конденсаторов тестер вернет измеренные значения.В случае диодов и витой пары результаты будут проверять, существует ли компонент или нет.

Хотя тестер использует разные методы для проверки каждого компонента, в этой статье мы сосредоточимся на диодах. Как тестер определяет, есть диод или нет? Как получить наиболее точные результаты? Как вы тестируете различные типы диодов от светодиодов до стабилитронов?

Общие сведения о диодах

Диод — это полупроводниковый прибор с двумя электродами, который позволяет электрическому току течь только в одном направлении.Электроды известны как катод и анод. Ток будет течь, когда потенциал на анодном выводе больше, чем на катодном выводе.

Потенциал на зажимах анода и катода равен напряжению. Разница должна составлять от 0,3 до 0,7 вольт в зависимости от типа диода. Эта разница напряжений называется прямым напряжением, и в некоторых приложениях это значение очень специфично.

Когда напряжение на катоде больше, чем на аноде, диод должен предотвращать протекание тока или не проводить его.Однако есть пределы. Пиковое обратное напряжение — это максимальное положительное напряжение, которое диод может выдержать на катоде по отношению к аноду. Если это значение будет превышено, диод выйдет из строя. Напряжение обратного пробоя, которое является более высоким напряжением, чем пиковое обратное напряжение, будет проводиться и может быть повреждено при превышении.

Разновидности диодов

Диоды используются во многих приложениях.

  • Обычный выпрямительный диод может иметь прямое напряжение около 1.1 вольт и пиковое обратное напряжение 1000 В.
  • Диод Шоттки будет иметь очень низкое прямое напряжение и используется в высокоскоростных приложениях или приложениях, требующих низкого тепловыделения.
  • Светодиод — это диод, который ведет себя как диод, но его основное назначение — освещение. Прямое напряжение светодиода может быть высоким и переменным, в то время как его пиковое обратное напряжение может быть низким.
  • Стабилитрон использует точное пиковое обратное напряжение, позволяя ему проводить, когда напряжение на катоде равно или превышает определенное напряжение, известное как напряжение стабилитрона.Вы найдете стабилитроны в ограничителях перенапряжения или ограничителях переходных напряжений.

При тестировании собранных схем, содержащих диоды, тестер будет искать ошибки. Диод мог отсутствовать. Это могло быть наоборот. Это мог быть неправильный тип. Это могло быть короткое замыкание на другие цепи.

Когда Cirris Easy-Wire ™ выполняет команду проверки диода,

  1. Тестер подает свой внутренний источник тока на контрольную точку, соединенную с анодом, затем опускает контрольную точку, соединенную с катодом, на потенциал земли.
  2. Вольтметр помещается между источником тока и землей для измерения напряжения. Это прямое напряжение.
  3. Источник перемещается в катодную точку, а тестер опускается в анодную точку. Напряжение снова измеряют, ожидая увидеть напряжение холостого хода.

Тестируемый диод не измеряет; скорее тестер ищет диод. Тест фокусируется на том, что может пойти не так. Он может определить, присутствует ли диод в сборке, что он направлен в правильную сторону, что это правильный тип и что его соединения в порядке.

Диоды и тестеры Cirris

Технологии прошли долгий путь со времен тестеров серии Signature 1000. Для тестеров серии 1000 диод был устройством с прямым напряжением от 0,5 до 1,0 и реверсом разомкнутой цепи. Более современная автономная серия Signature 1100 может сделать немного больше.

Программное обеспечение Easy-Wire дает возможность устанавливать пределы прямого и обратного напряжения; однако уровень тока, требуемый для точного тестирования прямого напряжения, часто оказывается больше, чем мы можем безопасно применить.Хотя условия тестирования не таковы, что вы можете поддержать корректирующие действия поставщика для неисправного диода, этого достаточно, чтобы пометить сомнительную сборку и пройти хорошую сборку.

Светодиоды

Хотя светодиоды технически являются диодами, они не соответствуют модели диодов, запрограммированной в автономных тестерах Signature 1000 и Signature 1100. Часто прямое напряжение светодиода достигает 2,5 вольт, а обратное — это высокое сопротивление, но несколько короткое замыкание на разрыв цепи.

Если программное обеспечение Easy-Wire управляет серией Signature 1100, тестер может проверять светодиоды, поскольку ожидаемые пределы прямого и обратного напряжения определяются пользователем.Без Easy-Wire можно создать автономные модели для проверки светодиодов с использованием сценария пользовательского компонента, если тестер оснащен дополнительным сценарием SCPT-1R или SCPT-1H. С помощью скрипта тестер может даже зажечь светодиод.

Все модели тестеров Cirris Easy-Touch ™ Pro, CR и Ch3 управляются программным обеспечением Easy-Wire и обеспечивают определяемые пользователем пределы прямого и обратного напряжения диода.

Стабилитроны

Правильная работа схемы, содержащей стабилитрон, зависит от всего, что проверено в отношении стандартного диода, плюс измерение напряжения стабилитрона.

Если задано напряжение стабилитрона менее 4,5 В, настольный тестер, управляемый Easy-Wire, проверит это как диодную команду с заданным значением напряжения стабилитрона как обратное напряжение. Имейте в виду, что напряжение стабилитрона зависит от приложенного испытательного тока. Несмотря на то, что условия испытаний не могли поддержать корректирующие действия поставщика для неисправного стабилитрона, этого достаточно, чтобы пометить сомнительную сборку и пройти хорошую сборку.

При напряжении стабилитрона выше 30 вольт настольный анализатор высокого напряжения Cirris может доказать, что установлен правильный диод.Под управлением сценария пользовательского компонента тестер использует свой источник высокого напряжения для проверки напряжения стабилитрона.

Предположим, что спецификация напряжения стабилитрона составляет от 35 до 38 вольт. Это означает, что при напряжении на катоде менее 35 В диод не должен проводить ток. При напряжении более 38 вольт диод должен проводить. Сценарий запрограммирован на установление 34 вольт как обязательного напряжения изоляции и 39 вольт как обязательного напряжения проводимости. Используя источник высокого напряжения тестера, сценарий помещает напряжение изоляции на катод и измеряет ток.Если ток ниже заданного пользователем порога, вы увидите флаг прохождения теста. Если ток слишком высок, вы увидите флаг неудачного тестирования.

Затем скрипт применяет необходимый уровень напряжения к катоду и снова измеряет ток через источник питания. Если ток слишком низкий, вы увидите флаг проверки отказа, что означает, что диод не проводит. Если ток высокий, вы увидите флаг проверки пройден, что означает, что диод проводит.

Когда оба теста выдают отметки прохождения теста, диод прошел тест.Этот сценарий также может проверить обратный ток утечки.

Максимальный ток через источник высокого напряжения составляет 6,5 мА, поэтому перед применением этого метода убедитесь, что максимальное значение обратного тока диода превышает 6,5 мА.

Опять же, этот метод тестирования не выиграет никаких споров с поставщиком диодов, но он даст вам знать, что диод не перевернут, он не протекает и что диодный отсек в складском помещении не загрязнен смешанными деталями. .

Прецизионный стабилитрон

Тестер Cirris Ch3 имеет уникальную архитектуру и мощное программное обеспечение для управления внешними приборами.Хотя одни только внешние инструменты не подходят для испытаний многопроводников, Ch3 может выполнять необходимые испытания.

Подключите измеритель источника Keithley к матрице контрольных точек Cirris Ch3. Программное обеспечение Easy-Wire переключит каждую цепь на измеритель источника и сообщит о требуемых измерениях. Источники-измерители могут подавать точные токи и измерять напряжения в диапазоне от милливольт до сотен вольт. Благодаря внешнему прецизионному источнику тока у вас есть принятый в отрасли метод тестирования стабилитронов.

Каков принцип стабилитрона?

Введение

В этом видеоуроке по электронике представлено базовое введение в стабилитрон , который используется в качестве стабилизаторов напряжения в цепях постоянного тока.

Каталог


1.1 Терминология

Стабилитрон является активным устройством. В нем используется состояние обратного пробоя pn-перехода, в результате чего ток может изменяться в широком диапазоне, а напряжение в основном постоянное, то есть диод имеет эффект регулирования напряжения.Этот диод представляет собой полупроводниковое устройство, которое имеет очень высокое сопротивление до тех пор, пока не будет достигнуто критическое обратное напряжение пробоя. В этой критической точке пробоя обратное сопротивление снижается до небольшого значения, в этой области низкого сопротивления ток увеличивается, а напряжение остается постоянным. Так что стабилитрон используется в первую очередь как регулятор напряжения или компонент опорного напряжения.

Когда обратное напряжение стабилитрона достигает определенного значения, обратный ток внезапно увеличивается, и стабилитрон входит в область пробоя, но он не повреждает, а работает в нормальном состоянии, которое является самым большим. отличие от обычного диода.

После перехода в это рабочее состояние, даже если обратный ток изменяется в широком диапазоне, обратное напряжение на стабилитроне может оставаться практически неизменным. С другой стороны, если обратный ток продолжает увеличиваться до определенного значения, стабилитрон полностью выйдет из строя и повредится.

Следовательно, когда используется стабилитрон, он должен быть включен последовательно с токоограничивающим резистором . В противном случае его потребляемая мощность превышает указанное значение, что может привести к повреждению устройства.

1.2 Расчет сопротивления стабилизации напряжения

Характеристики схемы стабилитрона связаны с динамическим сопротивлением в состоянии пробоя, а также со значением сопротивления резистора регулятора напряжения R. чем выше динамическое сопротивление стабилитрона, тем больше регулятор напряжения R и тем лучше характеристики регулирования напряжения.

Динамическое сопротивление стабилитрона зависит от рабочего тока.Чем больше рабочий ток, тем меньше динамическое сопротивление. Следовательно, чтобы обеспечить хороший эффект регулирования напряжения, рабочий ток должен быть выбран правильно. Рабочий ток больше, чем можно эффективно уменьшить динамическое сопротивление, но не превышает максимально допустимый ток (или максимальную рассеиваемую мощность) диода. А рабочий ток и максимально допустимый ток для различных типов диодов можно найти в инструкции.

Стабильность стабилитрона также зависит от температуры.При изменении температуры изменяется и его стабильное напряжение, которое обычно выражается температурным коэффициентом стабильного напряжения.

а. Когда входное напряжение является наименьшим, а ток нагрузки максимален, ток, протекающий через стабилитрон, минимален. При этом IZ не должно быть меньше IZmin, тем самым рассчитывая максимальное значение резистора стабилизации напряжения, а фактически выбранное сопротивление стабилизации напряжения должно быть меньше максимального значения, которое составляет

.

г.Когда входное напряжение является наибольшим, а ток нагрузки наименьшим, ток, протекающий через стабилитрон, является наибольшим. В это время IZ не должно превышать IZmax , тем самым вычисляя минимальное значение сопротивления стабилизации напряжения. что

(R мин макс )

1,3 Символ стабилитрона

1,4 Вольт-амперная характеристика

Рисунок 1.Вольт-амперная характеристика

Вольт-амперные характеристики стабилитрона аналогичны характеристикам обычного диода, за исключением того, что

(1) крутая обратная кривая пробоя

(2) работает при обратном пробое

Обычно используемые значения регулирования напряжения: 3,3 В, 3,6 В, 3,9 В, 4,7 В, 5,1 В, 5,6 В, 6,2 В, 15 В, 27 В, 30 В, 75 В

1,5 Типовая схема регулирования напряжения

Рисунок 2. Типовая схема регулирования

1.6 Влияние положительной и отрицательной серии

1. В схеме усилителя мощности затвор G и исток S силовой лампы всегда последовательно соединены с стабилитроном, который защищает GS, ограничивая напряжение и предотвращая образование изоляционного слоя между ними. GS от пробоя из-за слишком высокого напряжения.

2. Когда два диода соединены последовательно в обратном порядке, цепь, соединенная параллельно, может обеспечить защиту от перенапряжения. Когда в цепи повышено напряжение, сначала пробивается диод, что приводит к короткому замыканию.

Основная функция стабилитрона — стабилизация напряжения. Необходимо следить за тем, чтобы ток через резистор ограничения последовательного тока не превышал установленный предел. Если нет токоограничивающего резистора, он может обеспечить только единственную защиту от перенапряжения, и легко вызвать постоянный отказ в лавинном пробое, что приведет к короткому замыканию. Как правило, источник питания процессора можно подключить параллельно с стабилитроном, напряжение которого на 20% выше, чем его рабочее напряжение.Когда источник питания вызывает слишком высокое напряжение, стабилитрон имеет обратную проводимость, чтобы защитить ЦП от сгорания. Для нормальной работы достаточно только проверить блок питания и заменить стабилитрон.

Из вышеизложенного видно, что стабилитрон находится в пробое обратного тока, в пределах определенного диапазона тока (или в пределах определенного диапазона потерь мощности), напряжение на клеммах почти постоянно, что свидетельствует о характеристиках регулирования напряжения. Это предложение имеет два значения:

1) Диод стабилизации напряжения должен быть обратно включен в цепь.

2) Стабилитрон должен работать в определенном диапазоне (до стабильного текущего состояния) для стабилизации.

Ⅱ Принцип регулирования напряжения

Чтобы понять, как работает стабилитрон, достаточно взглянуть на его обратные характеристики . Основная характеристика всех кристаллических диодов — однонаправленная проводимость. То есть добавление прямого напряжения включается, а обратное напряжение блокируется. Кроме того, добавляемое обратное напряжение не превышает обратного выдерживаемого напряжения диода, иначе стабилитрон сгорит.Но это еще не окончательный результат. Тест показал, что до тех пор, пока значение обратного тока ограничено (например, резистор установлен последовательно между диодом и источником питания), он не сгорит, хотя и сломан. Более того, было обнаружено, что после обратного пробоя диода ток резко уменьшился, а напряжение упало незначительно. Напряжение резко падало при уменьшении силы тока до определенного значения. Именно по этому принципу используется стабилитрон.И наиболее важным моментом при использовании стабилитрона является расчет его текущего значения.

Стабилитрон отличается тем, что после пробоя напряжение на нем остается практически неизменным. Таким образом, когда регулятор напряжения подключен к цепи, если напряжение в каждой точке схемы колеблется из-за колебаний напряжения источника питания или по другим причинам, напряжение на нагрузке останется практически неизменным.

Ⅲ Цепь применения стабилитрона

3.1 Характеристики стабилитрона

Обычно нормальный диод 90–150 с имеет прямую проводимость и обратную отсечку. Когда обратное напряжение, приложенное к диоду, превышает возможности диода, диод выходит из строя. Однако есть диод, прямая характеристика которого такая же, как у обычного диода, но обратная характеристика особенная: когда обратное напряжение прикладывается до определенной степени, хотя диод демонстрирует состояние пробоя, пропускается большой ток. , но он не поврежден, и это явление очень воспроизводимо.Напротив, пока диод находится в состоянии пробоя, хотя электричество, протекающее через трубку, сильно меняется, напряжение на диоде изменяется очень мало, чтобы стабилизировать напряжение. Это стабилитрон.

Типы стабилитронов: 2CW, 2DW и т. Д. Символ цепи показан ниже.

Характеристики стабилизации напряжения стабилитрона могут быть четко выражены кривой вольт-амперной характеристики, показанной на рисунке ниже.

Рисунок 3. Вольт-амперная характеристика

Стабилитрон работает, используя характеристику регулирования напряжения обратного пробоя. Поэтому стабилитрон включен в схему в обратном порядке. Напряжение обратного пробоя стабилитрона называется стабильным напряжением, и стабильное напряжение разных типов стабилитронов также отличается. Величина регулирования напряжения определенного типа стабилитрона фиксируется в определенном диапазоне.Например, значение регулирования 2CW11 составляет от 3,2 до 4,5 вольт, где один диод может иметь регулирование напряжения 3,5 В, а другой — 4,2 В.

В практических приложениях , если стабилитрон не выбран для соответствия требуемому требованию регулирования напряжения, можно выбрать стабилитрон с более низким напряжением регулирования. А затем один или несколько кремниевых диодов в качестве «подушек» могут быть подключены последовательно, чтобы повысить стабильность напряжения до требуемого значения. Это достигается за счет использования кремниевого диода с прямым падением напряжения 0.От 6 В до 0,7 В. Следовательно, диод должен быть подключен в прямом направлении цепи, что отличается от стабилитрона.

Стабилизация напряжения стабилитрона может быть выражена его динамическим сопротивлением r:

Рисунок 4. Простая схема регулирования

Очевидно, что для того же изменения тока ΔI, чем меньше изменение напряжения ΔU на стабилитроне, тем меньше динамическое сопротивление и тем лучше рабочие характеристики стабилитрона.

Рисунок 5. Цепь регулирования

3.2 Колебания напряжения сети и колебания нагрузки

Для любой схемы регулирования характеристики регулирования напряжения следует исследовать с двух сторон:

а. колебания напряжения сети

г. изменение нагрузки

Стабилитрон

Когда напряжение сети увеличивается, входное напряжение Ui схемы регулирования напряжения увеличивается, а выходное напряжение Uo также увеличивается пропорционально.Поскольку Uo = Uz, согласно вольтамперным характеристикам стабилитрона, увеличение Uz приведет к резкому увеличению Idz, как и Ir, Ur резко возрастет с Ir одновременно, и увеличение Ur определенно будет уменьшить выходное напряжение Uo. Следовательно, пока параметры выбраны правильно, приращение напряжения на R может быть приблизительно равно приращению Ui, так что Uo по существу не изменяется. Краткое описание выглядит следующим образом:

Когда напряжение сети падает, изменение каждого значения противоположно описанному выше процессу.

Видно, что при изменении напряжения сети схема регулирования напряжения компенсирует изменение Ui изменением напряжения на токоограничивающем резисторе R, то есть ΔUr ≈ ΔUi, так что Uo не изменяется.

Когда сопротивление нагрузки RL уменьшается, то есть ток нагрузки IL увеличивается, Ir увеличивается, Ur также увеличивается, Uo неизбежно уменьшается, а Uz уменьшается. Согласно вольтамперным характеристикам стабилитрона падение Uz вызывает резкое уменьшение Idz.В результате Ir резко снижается. Если параметры выбраны правильно, ΔIdz≈-ΔIL можно сделать так, чтобы Ir по существу не изменился, так что Uo по существу не изменится. Краткое описание выглядит следующим образом:

Очевидно, что пока ΔIz ≈ — ΔIL сделано в цепи, Ir можно сделать практически неизменным, тем самым гарантируя, что Uo практически не изменится.

Таким образом, в цепи стабилизации напряжения, состоящей из стабилитрона, функция стабилизации тока стабилитрона используется для компенсации изменения напряжения или тока токоограничивающего резистора R для достижения цели стабилизации напряжения.Токоограничивающий резистор R не только ограничивает ток в стабилитроне до нормального режима работы, но также взаимодействует с стабилитроном для достижения цели регулирования напряжения.

3.3 Основные параметры

После понимания принципа регулирования напряжения стабилитрона, вы должны понять его основные параметры:

Vz — ровное напряжение: это стабильное значение напряжения, генерируемое двумя концами стабилитрона при прохождении номинального тока.Это значение незначительно меняется в зависимости от рабочего тока и температуры. Из-за различий в производственном процессе значения стабилизации напряжения одного и того же типа стабилитронов не совсем одинаковы.

Iz — постоянный ток: это значение тока, проходящего через диод, когда стабилитрон генерирует стабильное напряжение. Ниже этого значения, хотя стабилитрон может регулировать напряжение, эффект регулирования напряжения будет хуже; выше этого значения, пока не превышаются номинальные потери мощности, это разрешено, и характеристики регулирования напряжения будут лучше, но потребляется больше мощности.

Rz — динамическое сопротивление: это отношение изменения напряжения на диоде к изменению тока, и это соотношение зависит от рабочего тока. Как правило, чем больше ток, тем меньше динамическое сопротивление. Например, когда рабочий ток регулятора 2CW7C составляет 5 мА, Rz составляет 18 Ом; при рабочем токе 10 мА Rz составляет 8 Ом; когда он равен 20 мА, Rz равен 2 Ом, рабочий ток превышает 20 мА.

Pz — номинальная мощность: определяется допустимым превышением температуры микросхемы, и ее значение является произведением стабильного напряжения Vz и максимально допустимого тока Izm.

Ctv — температурный коэффициент напряжения: это параметр, показывающий, что стабильное значение напряжения зависит от температуры.

IR — обратный ток утечки. Он относится к току утечки, создаваемому стабилитроном при заданном обратном напряжении.

S ilicon Zener D iode

На следующем рисунке представлена ​​простая схема регулирования напряжения, состоящая из кремниевого стабилитрона: кремниевый стабилизатор напряжения DW и нагрузка Rfz включены параллельно, а R1 — токоограничивающий резистор.

Рис. 6. Схема кремниевого стабилизирующего диода (a)

Схема кремниевого стабилитрона регулируется обратной характеристикой пробоя стабилитрона. Из-за крутой обратной характеристической кривой большое изменение тока вызовет только небольшое изменение напряжения.

Рис. 7. Схема кремниевого стабилизирующего диода (b)

Как регулируется эта схема? Если напряжение сети повышается, выходное напряжение Usr схемы выпрямителя также повышается, вызывая повышение напряжения нагрузки Usc .Поскольку стабилитрон DW подключен параллельно нагрузке Rfz , до тех пор, пока корень немного увеличивается, ток, протекающий через стабилитрон, резко увеличивается, так что I1 также увеличивается, и падение напряжения на токоограничивающий резистор R1 увеличивается, тем самым компенсируя повышение Usr , сохраняет напряжение нагрузки Usc практически неизменным. И наоборот, если напряжение в сети падает, вызывая падение Usr , то же самое происходит и с Usc , ток в стабилитроне резко уменьшается, вызывая уменьшение I1 и падение напряжения на R1 , тем самым смещая падение usr и поддержание нагрузки.Напряжение Usc практически не изменилось.

Если Usr является постоянным и ток нагрузки увеличивается, падение напряжения на R1 увеличивается, вызывая падение напряжения нагрузки Usc . Как только Usc немного падает, ток в стабилитроне быстро уменьшается, уменьшая падение напряжения на R1 и сохраняя падение напряжения на R1 практически постоянным, что стабилизирует напряжение нагрузки Usc .

Таким образом, стабилитрон действует как автоматическая регулировка тока. Чем меньше динамическое сопротивление стабилитрона, тем больше токоограничивающее сопротивление и лучше стабильность выходного напряжения.

Пример анализа

При использовании стабилитронов они не могут ограничить потенциал до идеального значения на основе ваших фактических требований. Например, следующая цифра:

Рисунок 8.Схема регулирования

После того, как внешний интерфейс получает сигнал, он усиливается операционным усилителем и затем вводится в АЦП микроконтроллера, и видна только выходная цепь:

Рисунок 9. Схема цепи регулирования (часть)

Конденсатор C17 является конденсатором выборки и хранения, а резистор R31 и стабилитрон D9 образуют цепь регулирования напряжения. Если выходное напряжение больше 3.3 В, стабилитрон будет ограничивать его до 3,3 В. Однако это не так, у такого диода есть своя характеристическая кривая. Обратитесь к регулятору BZT52C3V3 на Kynix Semiconductor для замены регулятора 1N4728 в цепи на BZT52C3V3 :

Рис. 10. Характеристики пробоя стабилитрона (а)

Рисунок 11. Характеристики пробоя стабилитрона (б)

Глядя на кривую C3V3 , можно увидеть, что когда ток стабилитрона равен 0, его напряжение составляет примерно 1.8 В, что означает, что когда сопротивление токоограничивающего резистора R31 в цепи бесконечно, ток, протекающий через стабилитрон, почти равен нулю, а выходное напряжение составляет около 1,8 В. Когда сопротивление резистора R31 невелико, ток, протекающий через диод, очень велик независимо от внутреннего сопротивления переднего выхода, а выходное напряжение может достигать от 3,5 В до 4,0 В. Очевидно, что в обоих случаях стабилитрон диоды не очень хорошо выполняют свои обязанности.

Когда входное напряжение меньше 3.3 В, выход и вход входного каскада стабилитрона остаются прежними. Когда входное напряжение внешнего интерфейса больше 3,3 В, стабилитрон выдает 3,3 В. Но на самом деле такого стабилитрона нет.

Предположим, что входное напряжение на приведенной выше принципиальной схеме равно Uo, напряжение стабилитрона равно Ui, сопротивление R31 равно R, а ток через диод равен i, можно получить формулу:

i = (Uo — Ui) / R

Измените формулу на:

i = (-1 / R) * Ui + Uo / R

Это уравнение нанесено на характеристическую кривую стабилитрона:

Рисунок 12.Характеристики пробоя стабилитрона (в)

Перехватчик уравнения равен Uo / R , что соответствует току при коротком замыкании регулятора напряжения. Пересечение уравнения и оси X составляет Ui = Uo . Фокус этой линии и кривой C3V3 является рабочей точкой стабилитрона. Но это уравнение не было определено, потому что значения Uo и R не фиксированы. Мы знаем, что с входным напряжением внешнего интерфейса работает операционный усилитель. Рабочее напряжение операционного усилителя составляет 5 В, поэтому выходное напряжение операционного усилителя не превышает 5 В, поэтому мы предполагаем, что диапазон Uo находится в пределах от 0 до 5 В.

Потому что опорное напряжение AD части системы микроконтроллера составляет 3,3 В. Если вы надеетесь, что выходное напряжение стабилитрона не превышает 3,3 В, необходимо сохранить пересечение приведенного выше уравнения и характеристической кривой не более 3,3 В, предполагая, что напряжение в точке пересечения составляет 3,3 В. В настоящее время ток через стабилитрон составляет 5 мА, когда наше уравнение просто проходит через эту точку:

Рисунок 13. Характеристики пробоя стабилитрона (г)

Выходное напряжение стабилитрона равно 3.3V, и мы называем эту точку точкой отсчета. Если пересечение уравнения и кривой находится ниже контрольной точки, выходное напряжение стабилитрона меньше 3,3 В. Если пересечение уравнения и кривой находится выше контрольной точки, выходное напряжение стабилитрона больше 3,3 В, что повлияет на микроконтроллер и даже сгорит.

Рисунок 14. Характеристики пробоя стабилитрона (д)

Выходное напряжение выше 3.3В ненормально. В нормальном состоянии напряжение, передаваемое операционным усилителем, меньше или равно 3,3 В, и нам нужно, чтобы выходное напряжение Uo операционного усилителя и выходное напряжение стабилитрона были меньше 3,3 В, то есть Uo = Ui. Когда входное напряжение операционного усилителя меньше или равно 3,3 В, пересечение уравнения и оси X составляет Ui≤3,3 В. В это время пересечение уравнения и кривой всегда меньше контрольной точки, потому что уравнение не может быть вертикальным.Ui на перекрестке меньше 3,3 В, что означает, что выход нашего операционного усилителя составляет 3,3 В, а выходное напряжение стабилитрона меньше 3,3 В. Это вызывает искажение сигнала, то есть входной и выходной сигнал несовместимы. Это абсолютно недопустимо в системе, потому что различное напряжение указывает на изменение соответствующего измеренного значения.

Итак, что нам делать, если возникла эта проблема? Мы только что обнаружили, что пересечение характеристической кривой и оси X составляет не Ui = 0 , а Ui = 1.8В . В это время, когда напряжение, передаваемое нашим операционным усилителем, меньше 1,8 В, значения Uo и Ui одинаковы. Другими словами, искажения сигнала не происходит:

Рисунок 15. Характеристики пробоя стабилитрона (f)

Видно, что пересечение уравнения и кривой всегда находится на оси X, что составляет Ui = Uo . Но диапазон уменьшен, с 0 до 3,3В до 1,8В, снижена точность обнаружения АД, для устойчивости системы нужен стабилитрон.Конечно, если вы выберете стабилитрон с лучшей характеристической кривой (более дорогой). В это время пересечение характеристической кривой стабилитрона и оси X может составлять 2,0 В или более.

Мы можем наблюдать характеристическую кривую, чтобы увидеть характеристическую кривую C3V9 стабилитрона 3,9 В. Ui на пересечении с осью X составляет около 3 В. Когда ток стабилитрона составляет около 1 мА, Ui составляет около 3,3 В, для регулирования напряжения можно использовать стабилизатор напряжения 3,9 В.Уравнение выглядит следующим образом:

Рисунок 16. Характеристики пробоя стабилитрона (г)

При нормальных условиях выходное напряжение операционного усилителя находится в диапазоне 3,3 В, а пересечение уравнения и кривой находится на оси X, как показано на красной линии ниже. Когда значение превышает 3,3 В, чтобы гарантировать, что пересечение уравнения и кривой находится ниже контрольной точки, нам нужно уменьшить наклон уравнения так, чтобы пересечение уравнения и кривой удовлетворяло Ui ≤ 3.3V, а наклон уравнения равен (-1 / R). Чтобы уменьшить наклон, нужно увеличить значение R, то есть мы можем использовать трубку регулятора 3,9 В для увеличения сопротивления R31. Примерно мы можем видеть, что когда Ui = 3,3 В, i составляет около 1 мА, мы вносим эту точку в уравнение:

1 мА = -3,3 / R + Uo / R

Когда Uo принимает максимальное значение 5 В, рассчитывается R = 1700 Ом. То есть, когда R больше или равно 1700 Ом, а Uo меньше или равно 5 В, пересечение уравнения и кривой всегда меньше контрольной точки.В то же время наш неискаженный диапазон напряжения составляет от 0 до 3 В, что намного больше, чем от 0 до 1,8 В при использовании стабилитрона на 3,3 В.

Внимание к применению

1. Обратите внимание на разницу между обычным диодом и стабилитроном. Многие обычные диоды, особенно стеклянные трубки, имеют схожий цвет или форму по сравнению с диодами Зенера. Если вы не будете их различать внимательно, вы воспользуетесь ими неправильно.Разница в следующем: судя по форме, многие стабилитроны имеют цилиндрическую форму, короткие и толстые, а общий диод — тонкий; Глядя на знак, внешняя поверхность стабилитрона отмечена значением регулятора напряжения, например, 5V6, что указывает на то, что значение стабилизации напряжения составляет 5,6 В. Используйте мультиметр для измерения напряжения в соответствии с однонаправленной проводимостью, используя блок X1K для определения положительной и отрицательной полярности проверяемого диода, затем с помощью блока X10K, черную ручку для подключения к отрицательному полюсу диода и красная ручка подключена к положительному полюсу диода.Если значение обратного сопротивления велико, можно использовать обычный диод. Если значение обратного сопротивления становится небольшим, это стабилитрон.

2. Обратите внимание на разницу между прямой и обратной проводимостью стабилитронов. Когда стабилитрон используется для прямой проводимости, он в основном такой же, как и нормальный диод, и напряжение на обоих концах после прямой проводимости в основном постоянное, около 0,7 В. Теоретически стабилитрон также можно использовать в прямом направлении, но его значение регулирования напряжения будет ниже 1 В, а характеристики регулирования напряжения будут плохими.Как правило, характеристика прямой проводимости стабилитрона используется не только для стабилизации, но и с характеристиками обратного пробоя для регулирования. Значение напряжения обратного пробоя является регулируемым. Иногда два стабилитрона используются последовательно, один использует свою прямую характеристику, а другой использует обратную характеристику для регулирования и температурной компенсации, чтобы улучшить регулирование напряжения.

3. Обратите внимание на эффект токоограничивающего резистора и влияние сопротивления.В схеме стабилизатора напряжения на стабилитроне резистор R обычно включен последовательно. Этот резистор действует как ограничитель тока в цепи и улучшает эффект регулирования напряжения. Если резистор не применяется, когда R = 0, стабилитрон легко выгорит, что приведет к очень плохому эффекту регулирования напряжения. Чем больше сопротивление токоограничивающего резистора, тем лучше характеристики регулирования напряжения схемы, но разница входного и выходного напряжения будет слишком большой, а потребляемая мощность будет больше.

4. Обратите внимание на разность напряжений между входом и выходом. При нормальном использовании выходное напряжение схемы стабилизатора напряжения на стабилитроне равно значению стабилизации напряжения на обоих концах после обратного пробоя. Если значение напряжения, входящее в схему регулятора напряжения, меньше, чем напряжение регулятора напряжения, схема потеряет регулирование напряжения, только когда оно больше, чем номинальное значение, будет действовать эффект регулирования напряжения, и чем больше разница напряжений , тем больше должно быть сопротивление токоограничивающего резистора, иначе трубка регулятора напряжения будет повреждена.

5. Стабилитроны можно использовать в серии . После того, как несколько серий регуляторов напряжения соединены последовательно, можно получить множество различных значений регулирования напряжения, так что последовательное соединение более распространено. В следующем примере показано, как получить значение стабилизации напряжения после того, как они используются последовательно. Если значение стабилизации напряжения стабилитрона составляет 5,6 В, другое значение стабилизации напряжения составляет 3,6 В, а напряжение стабилитрона напряжения равно 0.7 В, после последовательного подключения есть четыре различных значения регулирования напряжения.

6. Стабилитроны обычно не используются параллельно . После того, как несколько стабилитронов подключены параллельно, значение регулирования будет определяться самым низким из них (включая значение напряжения после прямой проводимости). В качестве примера возьмем два регулятора напряжения, чтобы проиллюстрировать метод расчета значения регулирования напряжения. После двух параллельных подключений есть четыре случая, а значение регулирования напряжения равно только двум.Стабилитроны не используются параллельно, если не указано иное.

Часто задаваемые вопросы о принципе работы стабилитрона

1. Для чего нужен стабилитрон? Стабилитроны
используются для регулирования напряжения, в качестве опорных элементов, ограничителей перенапряжения, а также в коммутационных устройствах и схемах ограничителей. Напряжение нагрузки равно напряжению пробоя VZ диода. Последовательный резистор ограничивает ток через диод и снижает избыточное напряжение, когда диод проводит.

2. Каковы характеристики стабилитрона? Стабилитроны
более легированы, чем обычные диоды. У них очень тонкая область истощения. Когда мы прикладываем напряжение, превышающее напряжение пробоя стабилитрона (может варьироваться от 1,2 до 200 вольт), область обеднения исчезает, и через переход начинает течь большой ток.

3. Почему стабилитрон имеет обратное смещение?
При параллельном подключении к источнику переменного напряжения с обратным смещением стабилитрон становится проводящим, когда напряжение достигает обратного напряжения пробоя диода.С этого момента низкий импеданс диода поддерживает напряжение на диоде на этом значении.

4. Что такое эффект Зенера и эффект лавины?
Зенера и лавинный эффект могут возникать одновременно или независимо друг от друга. Как правило, пробои диодного перехода при напряжении ниже 5 вольт вызваны эффектом стабилитрона, тогда как пробои при напряжении более 5 вольт вызваны лавинным эффектом.

5. Что такое лавинный пробой и пробой Зенера?
Пробой, который происходит из-за столкновения электронов внутри PN-перехода, называется лавинным пробоем, тогда как пробой Зенера происходит, когда сильное электрическое поле прикладывается к PN-переходу…. Потому что механизм пробоя стабилитрона происходит в сильно легированной области.

6. Что произойдет, если стабилитрон смещен в прямом направлении?
Стабилитрон похож на сигнальный диод общего назначения. При смещении в прямом направлении он ведет себя так же, как обычный сигнальный диод, но когда на него подается обратное напряжение, напряжение остается постоянным для широкого диапазона токов. … Обратное напряжение может увеличиваться до тех пор, пока не достигнет напряжения пробоя диода.

7.Как рассчитать ток стабилитрона?
3SMAJ5927B — стабилитрон на 12 В в корпусе 3 Вт. Это ток колена, ток пробоя или минимальный ток 0,25 мА. Максимальный ток рассчитывается делением номинальной мощности на напряжение стабилитрона: I = P / V = ​​3 Вт / 12 В = 0,25 А.

8. Обратим ли пробой стабилитрона?
Лавинный пробой необратим, а пробой Зенера обратим. Лавинный пробой происходит из-за столкновения ускоренных носителей заряда с соседними атомами и из-за размножения носителей.

9. Можно ли использовать стабилитрон в качестве выпрямителя?
Стабилитрон состоит из p-n-перехода, но сильно легирован по сравнению с обычным диодом. В результате он может выйти из строя, не повредившись. И только благодаря этому свойству стабилитрон используется как регулятор напряжения в электронных схемах. Фактически, стабилитроны никогда не используются для выпрямления.

10. Что такое идеальный стабилитрон?
Для идеального диода ток вообще не проходит, когда напряжение меньше нуля: диод полностью предотвращает обратный ток.Для небольшого положительного напряжения («прямое смещение» или иногда «прямое напряжение») может протекать крошечный ток, а очень большой ток будет превышать заданный порог.

Вам также может понравиться

Лавинный фотодиод

Физические карты и символы диодов

Учебное пособие по основам работы со светодиодами

Функция и принцип действия диода

Принцип работы стабилитрона и определение положительного и отрицательного полюсов

Альтернативные модели

Деталь Сравнить Производителей Категория Описание
Производитель.Номер детали: DAC5675IPHP Сравнить: Текущая часть Изготовители: TI Категория: Цифро-аналоговый Описание: Цифро-аналоговый преобразователь TEXAS INSTRUMENTS DAC5675IPHP, 14 бит, 400 MSPS, параллельный, 3.От 15 В до 3,6 В, QFP, 48 контактов
Номер детали производителя: DAC5675IPHPR Сравнить: DAC5675IPHP VS DAC5675IPHPR Изготовители: TI Категория: Цифро-аналоговый Описание: 14-битный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 400MSPS 48-HTQFP -40 ℃ до 85 ℃
Производитель.Номер детали: DAC5675IPHPG4 Сравнить: DAC5675IPHP против DAC5675IPHPG4 Изготовители: TI Категория: Цифро-аналоговый Описание: 14-битный, 400MSPS ЦАП с LVDS, лучшая производительность ЦАП в отрасли 48-HTQFP -40 ℃ до 85 ℃
Производитель.Номер детали: DAC5675IPHPRG4 Сравнить: DAC5675IPHP VS DAC5675IPHPRG4 Изготовители: TI Категория: Цифро-аналоговый Описание: 14-битный цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 400MSPS 48-HTQFP -40 ℃ до 85 ℃

Как использовать стабилитроны

AN008 — Как использовать стабилитроны
Elliott Sound Products АН-008
Род Эллиотт (ESP)
Основной индекс Прил.Индекс банкнот
О стабилитронах Стабилитроны

очень часто используются для базовых задач регулирования напряжения. Они используются как дискретные компоненты, а также в ИС, которым требуется опорное напряжение. Стабилитроны (также иногда называемые диодами опорного напряжения) действуют как обычный кремниевый диод в прямом направлении, но предназначены для пробоя при определенном напряжении при воздействии обратного напряжения.

Все диоды делают это, но обычно при напряжениях, которые непредсказуемы и слишком высоки для обычных задач регулирования напряжения.В стабилитронах используются два разных эффекта …

  • Ударная ионизация (также называемая лавинным пробоем) — положительный температурный коэффициент
  • Пробой стабилитрона — отрицательный температурный коэффициент

Ниже 5,5 В преобладает стабилитрон, а при напряжениях 8 В и более — лавинный пробой. Хотя у меня нет намерения вдаваться в подробности, в сети есть много информации (см. Ссылки) для тех, кто хочет знать больше.Поскольку эти два эффекта имеют противоположные тепловые характеристики, стабилитроны при напряжении около 6 В обычно имеют очень стабильные характеристики в отношении температуры, поскольку положительный и отрицательный температурные коэффициенты компенсируются.

Очень высокая термическая стабильность может быть получена путем последовательного включения стабилитрона с обычным диодом. Здесь нет жестких правил, и обычно требуется выбор устройства, чтобы комбинация была как можно более стабильной. Можно выбрать стабилитрон около 7-8 В для работы с диодом, чтобы компенсировать температурный дрейф.Излишне говорить, что диодный и стабилитронный переходы должны находиться в тесном тепловом контакте, иначе температурная компенсация не увенчается успехом.

Стабилитрон — это уникальный полупроводниковый прибор, который выполняет множество различных задач, в отличие от любого другого компонента. Похожее устройство (которое, по сути, является самим специализированным стабилитроном) — это диод TVS (ограничитель переходного напряжения). Однако есть несколько альтернатив TVS-диодам, в отличие от стабилитронов. ИС прецизионного опорного напряжения можно рассматривать как аналог стабилитронов, но это не так — это ИС, которые используют опорную ширину запрещенной зоны (обычно около 1.25 В). Это ИС, содержащие множество внутренних деталей. Стабилитрон — это цельная деталь с одним P-N переходом.


Использование стабилитронов

По непонятным мне причинам в сети практически нет информации о том, как именно использовать стабилитрон. Вопреки тому, что можно было ожидать, существуют ограничения для правильного использования, и если они не будут соблюдены, производительность будет намного хуже, чем ожидалось. На рисунке 1 показаны стандартные характеристики стабилитрона, но, как и почти на всех подобных диаграммах, отсутствует важная информация.


Рисунок 1 — Проводимость стабилитрона

Итак, чего не хватает? Важная часть, которую легко упустить, — это то, что наклон секции разбивки составляет , а не прямую . Стабилитроны обладают так называемым «динамическим сопротивлением» (или импедансом), и это следует учитывать при проектировании схемы с использованием стабилитрона.

Фактическое напряжение, при котором начинается пробой, называется изломом кривой, и в этой области напряжение довольно нестабильно.Он довольно сильно меняется в зависимости от тока, поэтому важно, чтобы стабилитрон работал выше колена, где наклон является наиболее линейным.

В некоторых технических паспортах приводится значение динамического сопротивления, которое обычно составляет около 0,25 от максимального номинального тока. Динамическое сопротивление при таком токе может составлять всего пару Ом, при этом наилучший результат дает стабилитрон около 5-6 В. Обратите внимание, что это также соответствует лучшим тепловым характеристикам.

Это все хорошо, но что такое динамическое сопротивление? Это просто «кажущееся» сопротивление, которое можно измерить, изменив силу тока.Лучше всего это пояснить на примере. Предположим, что динамическое сопротивление для конкретного стабилитрона составляет 10 Ом. Если изменить ток на 10 мА, напряжение на стабилитроне изменится на …

.
В = R × I = 10 Ом * 10 мА = 0,1 В (или 100 мВ)

Таким образом, напряжение на стабилитроне изменится на 100 мВ при изменении тока на 10 мА. Хотя, например, для стабилитрона 15 В это может показаться не очень большим, это все же представляет собой значительную ошибку. По этой причине стабилитроны в схемах регуляторов обычно запитываются от источника постоянного тока или через резистор от регулируемого выхода.Это минимизирует колебания тока и улучшает регулирование.

В технических паспортах производителей часто указывается динамическое сопротивление как в колене, так и при заданном токе. Стоит отметить, что, хотя динамическое сопротивление стабилитрона может составлять всего 2-15 Ом при 25% максимального тока (в зависимости от номинального напряжения и мощности), оно может быть более 500 Ом на уровне колена, так же как и стабилитрон начинает выходить из строя. Фактические цифры меняются в зависимости от напряжения пробоя, при этом стабилитроны высокого напряжения имеют намного более высокое динамическое сопротивление (на всех участках кривой пробоя), чем блоки низкого напряжения.Точно так же детали с более высокой мощностью будут иметь более низкое динамическое сопротивление, чем версии с низким энергопотреблением (но для достижения стабильной рабочей точки требуется больший ток).

Наконец, полезно посмотреть, как определить максимальный ток стабилитрона, и установить практическое правило для оптимизации тока для достижения наилучших характеристик. В технических паспортах стабилитронов обычно указывается максимальный ток для различных напряжений, но это может быть легко решено, если у вас нет таблицы данных под рукой …

I = P / V , где I = ток, P = номинальная мощность стабилитрона и V = номинальное напряжение стабилитрона.

Например, стабилитрон 27 В 2 Вт может выдерживать максимальный непрерывный ток …

I = 2/27 = 0,074 A = 74 мА (при 25 ° C)

Как указано в примечании к приложению «стабилитрон с поддержкой транзистора» (AN-007), для оптимальной работы стабилитрона лучше всего поддерживать ток на уровне максимум 0,7 номинального тока, поэтому стабилитрон 27 В / 2 Вт не должен работать с током более 47 мА. Идеальное значение составляет 20-30% от максимума, так как это сводит к минимуму потери энергии, поддерживает приемлемую температуру стабилитрона и гарантирует, что стабилитрон работает в пределах наиболее линейной части кривой.Если вы посмотрите на приведенную ниже таблицу данных стабилитрона, вы увидите, что испытательный ток обычно составляет от 25% до 36% от максимального продолжительного тока. Проницательный читатель поймет, что этот диапазон был выбран, чтобы показать диод в лучшем свете, и, следовательно, это рекомендуемый рабочий ток.

Хотя все это не является сложным, это показывает, что в скромном стабилитроне (не очень) есть нечто большее, чем склонны осознавать новички (и многие профессионалы в том числе). Только поняв, какой компонент вы используете, вы сможете добиться от него максимальной производительности.Конечно, это относится не только к стабилитронам — большинство (так называемых) простых компонентов имеют характеристики, о которых многие не подозревают.

Помните, что стабилитрон очень похож на обычный диод, за исключением того, что он имеет определенное обратное напряжение пробоя, которое намного ниже, чем у любого стандартного выпрямительного диода. Стабилитроны всегда подключены с обратной полярностью по сравнению с выпрямительным диодом, поэтому катод (клемма с полосой на корпусе) подключается к наиболее положительной точке в цепи.


Зажимы Зенера

Часто необходимо применять зажим, чтобы напряжение переменного тока не превышало заданное значение. На рис. 2 показаны два способа сделать это. Первый явно неверен — хотя он будет работать как фиксатор, пиковое выходное напряжение (на стабилитронах) будет всего 0,65 В. Стабилитроны действуют как обычные диоды с примененной обратной полярностью, поэтому первая цифра идентична паре обычных диодов.


Рисунок 2 — Зажим для стабилитрона переменного тока

В первом случае оба стабилитрона будут проводить как обычные диоды, потому что напряжение стабилитрона никогда не будет достигнуто.Во втором случае фактическое зафиксированное напряжение будет на 0,65 В выше, чем напряжение стабилитрона из-за последовательного диода. Следовательно, стабилитроны на 12 В будут фиксировать напряжение около 12,65 В — R1 предназначен для ограничения тока до безопасного значения для стабилитронов, как описано выше.

Важно помнить, что стабилитроны идентичны стандартным диодам при напряжении ниже своего стабилитрона — фактически, обычные диоды могут использоваться как стабилитроны. Фактическое напряжение пробоя обычно намного выше, чем обычно используется, и каждый диод (даже из одного производственного цикла) будет иметь различное напряжение пробоя, которое обычно слишком велико, чтобы быть полезным.


Стабилитрон

Приведенные ниже данные довольно типичны для стабилитронов мощностью 1 Вт в целом и показывают напряжение стабилитрона и одно из наиболее важных значений — динамическое сопротивление. Это полезно, потому что показывает, насколько хорошо стабилитрон будет регулировать и (с небольшими вычислениями), сколько пульсаций вы получите, когда стабилитрон будет питаться от типичного источника питания. Пример расчета показан ниже.

Если вы хотите самостоятельно измерить динамическое сопротивление, это сделать довольно просто.Во-первых, используйте ток около 20% от номинального максимума от регулируемого источника питания через подходящий резистор. Измерьте и запишите напряжение на стабилитроне. Теперь увеличьте ток (скажем) на 10 мА для стабилитронов менее 33 В. Вам нужно будет использовать меньшее увеличение тока для типов с более высоким напряжением. Снова измерьте напряжение стабилитрона и отметьте точное увеличение тока.

Например, вы можете измерить следующее …

Напряжение стабилитрона = 11,97 В при 20 мА
Напряжение стабилитрона = 12.06 В при 30 мА
ΔV = 90 мВ, ΔI = 10 мА
R = ΔV / ΔI = 0,09 / 0,01 = 9 Ом

Этот процесс можно использовать с любым стабилитроном. Вам просто нужно отрегулировать ток в соответствии с требованиями, убедившись, что начальный и конечный испытательные токи находятся в пределах линейной части характеристик стабилитрона. Точность зависит от точности вашего испытательного оборудования, и важно убедиться, что температура стабилитрона остается стабильной во время теста, иначе вы получите неправильный ответ из-за теплового коэффициента стабилитрона.По возможности, испытания должны быть очень короткими с использованием импульсов, но это очень сложно без специального оборудования.

Следующие данные представляют собой полезный краткий справочник для стандартных стабилитронов мощностью 1 Вт. Основная информация взята из таблицы данных Semtech Electronics для стабилитронов серии 1N47xx. Обратите внимание, что суффикс «A» (например, 1N4747A) означает, что допуск составляет 5%, а стандартный допуск обычно составляет 10%. Напряжение стабилитрона измеряется в условиях теплового равновесия и испытания на постоянном токе при показанном испытательном токе (I zt ).

Обратите внимание, что стабилитрон 6,2 В (1N4735) имеет самое низкое динамическое сопротивление из всех показанных, и, как правило, также показывает близкий к нулю температурный коэффициент. Это означает, что это одно из лучших значений для использования там, где требуется достаточно стабильное опорное напряжение. Поскольку это очень полезное значение, оно выделено в таблице. Если вам нужен стабильный источник опорного напряжения или , тогда не используйте стабилитрон, а используйте вместо него специализированную ИС прецизионного опорного напряжения.

Тип V Z (ном.) I Zt мА R Zt Ом R Z Ом при … Колено
Ток
(мА)
Утечка
мкА
Утечка
Напряжение
Пик
Ток (мА)
Продолж.
Ток (мА)
1N4728 3,3 76 10 400 1 150 1 1375 275
1N4729 3.6 69 10 400 1 100 1 1260 252
1N4730 3,9 64 9,0 400 1 100 1 1190 234
1N4731 4,3 58 9,0 400 1 50 1 1070 217
1N4732 4.7 53 8,0 500 1 10 1 970 193
1N4733 5,1 49 7,0 550 1 10 1 890 178
1N4734 5,6 45 5,0 600 1 10 2 810 162
1N4735 6.2 41 2,0 700 1 10 3 730 146
1N4736 6,8 37 3,5 700 1 10 4 660 133
1N4737 7,5 34 4,0 700 0,5 10 5605 121
1N4738 8.2 31 4,5 700 0,5 10 6 550 110
1N4739 9,1 28 5,0 700 0,5 10 7 500 100
1N4740 10 25 7,0 700 0,25 10 7,6 454 91
1N4741 11 23 8.0 700 0,25 5 8,4 414 83
1N4742 12 21 9,0 700 0,25 5 9,1 380 76
1N4743 13 19 10 700 0,25 5 9,9 344 69
1N4744 15 17 14 700 0.25 5 11,4 304 61
1N4745 16 15,5 16 700 0,25 5 12,2 285 57
1N4746 18 14 20 750 0,25 5 13,7 250 50
1N4747 20 12.5 22 750 0,25 5 15,2 225 45
1N4748 22 11,5 23 750 0,25 5 16,7 205 41
1N4749 24 10,5 25 750 0,25 5 18,2 190 38
1N4750 27 9.5 35 750 0,25 5 20,6 170 34
1N4751 30 8,5 40 1000 0,25 5 22,8 150 30
1N4752 33 7,5 45 1000 0,25 5 25,1 135 27
1N4753 36 7.0 50 1000 0,25 5 27,4 125 25
1N4754 39 6,5 60 1000 0,25 5 29,7 115 23
1N4755 43 6,0 70 1500 0,25 5 32,7 110 22
1N4756 47 5.5 80 1500 0,25 5 35,8 95 19
1N4757 51 5,0 95 1500 0,25 5 38,8 90 18
1N4758 56 4,5 110 2000 0,25 5 42,6 80 16
1N4759 62 4.0 125 2000 0,25 5 47,1 70 14
1N4760 68 3,7 150 2000 0,25 5 51,7 65 13
1N4761 75 3,3 175 2000 0,25 5 56,0 60 12
1N4762 82 3.0 200 3000 0,25 5 62,2 55 11
1N4763 91 2,8 250 3000 0,25 5 69,2 50 10
1N4764 100 2,5 350 3000 0,25 5 76,0 45 9
Таблица 1 — Характеристики стабилитрона, 1N4728-1N4764
  1. I Zt = испытательный ток стабилитрона
  2. R Zt = динамическое сопротивление при заявленном испытательном токе
  3. R Z = динамическое сопротивление при токе, показанном в следующем столбце (Ток в колене (мА))
  4. Ток утечки = ток через стабилитрон ниже изгиба кривой проводимости стабилитрона при напряжении, указанном в следующем столбце (Напряжение утечки)
  5. Пиковый ток = максимальный неповторяющийся кратковременный ток (обычно <1 мс)
  6. Непрерывный ток = максимальный продолжительный ток, при условии, что провода на расстоянии 10 мм от тела имеют температуру 25 ° C (на практике маловероятно)


Рисунок 3 — Температурное снижение номинальных характеристик стабилитрона

Как и все полупроводники, стабилитроны должны быть снижены, если их температура превышает 25 ° C.Это всегда случай при нормальном использовании, и если вы используете приведенные выше рекомендации, вам обычно не о чем беспокоиться. На приведенном выше графике показана типичная кривая снижения номинальных характеристик стабилитронов, которую необходимо соблюдать для обеспечения надежности. Как и любой другой полупроводник, если стабилитрон слишком горячий, чтобы дотронуться до него, он горячее, чем должен быть. Уменьшите ток или используйте усиленный стабилитрон, описанный в AN-007.

Стабилитроны

можно использовать последовательно, либо для увеличения мощности, либо для получения напряжения, недоступного иным образом. Не используйте стабилитроны параллельно, так как они не будут делить ток поровну (помните, что большинство из них имеют допуск 10%). Стабилитрон с более низким напряжением «перехватит» ток, перегреется и выйдет из строя. При последовательном использовании старайтесь поддерживать отдельные напряжения стабилитрона близкими к одинаковым, так как это гарантирует, что оптимальный ток через каждый из них находится в оптимальном диапазоне. Например, использование стабилитрона на 27 В последовательно с стабилитроном на 5,1 В было бы плохой идеей, потому что невозможно легко достичь оптимального тока через оба.


Использование стабилитронов

Использовать стабилитроны в качестве стабилизаторов достаточно просто, но есть некоторые вещи, которые вам нужно знать, прежде чем все подключать. Типичная схема показана ниже для справки и не предназначена для того, чтобы быть чем-то конкретным — это просто пример. Обратите внимание, что если вам нужен двойной источник питания (например, ± 15 В), тогда цепь просто дублируется для отрицательного источника питания, меняя полярность стабилитрона и C1 по мере необходимости. Мы будем использовать стабилитрон 1 Вт, в данном случае 1N4744, диод 15 В.Максимальный ток, который мы хотели бы использовать, составляет примерно половину расчетного максимума (не более 33 мА). Минимально допустимый ток составляет около 10% (достаточно близко к 7 мА).


Рисунок 4 — Типовая схема стабилитрона

Во-первых, вам необходимо знать следующие подробности о предполагаемой схеме …

  1. Источник напряжения — например, от источника питания усилителя мощности (включая любые пульсации напряжения)
  2. Максимальное и минимальное значения напряжения источника — оно будет меняться в зависимости от напряжения сети, тока нагрузки и пульсаций
  3. Желаемое регулируемое напряжение — желательно с использованием стабилитрона стандартного значения.Мы будем использовать 15V
  4. Ток нагрузки — ожидаемый ток потребления схемы, питаемой от стабилизированного источника питания.

Когда у вас есть эта информация, вы можете определить последовательное сопротивление, необходимое для стабилитрона и нагрузки. Резистор должен пропускать достаточный ток, чтобы стабилитрон находился в пределах своей линейной области, но значительно ниже максимального значения, чтобы уменьшить рассеиваемую мощность. Если напряжение источника изменяется в широком диапазоне, может оказаться невозможным успешно использовать простой стабилитрон.

Предположим, что напряжение источника поступает от источника питания 35 В, используемого для усилителя мощности. Максимальное напряжение может достигать 38 В и падать до 30 В, когда усилитель мощности работает на полную мощность при низком сетевом напряжении. Между тем, предусилитель, которому требуется регулируемое питание, использует пару операционных усилителей и потребляет 10 мА. Вы хотите использовать источник питания 15 В. для операционных усилителей. Это вся необходимая информация, поэтому мы можем провести расчеты. Vs — напряжение источника, Is — ток источника, Iz — ток стабилитрона, I , L — ток нагрузки, Rs — сопротивление источника.

Iz (макс.) = 30 мА (наихудший случай, отсутствие нагрузки на сетевое питание и максимальное сетевое напряжение)
I L = 10 мА (ток, потребляемый операционными усилителями)
Is (макс.) = 40 мА (опять же, полный ток от источника в наихудшем случае)

Из этого мы можем рассчитать сопротивление Rs. Напряжение на Rs составляет 23 В при максимальном напряжении источника, поэтому Rs должно быть …

.
Rs = Vs / I = 23 / 40м = 575 Ом

Когда напряжение источника минимально, на Rs будет только 15 В, поэтому нам нужно убедиться, что ток стабилитрона по-прежнему будет достаточным…

Is = V / R = 15/575 Ом = 26 мА
Iz = Is — I L = 26 мА — 10 мА = 16 мА

Когда мы убираем ток нагрузки (10 мА для операционных усилителей), у нас все еще остается доступный ток стабилитрона 16 мА, поэтому регулирование будет вполне приемлемым, и стабилитрон не будет нагружен. 575 Ом — нестандартное значение, поэтому вместо него мы будем использовать резистор 560 Ом. Нет необходимости заново рассчитывать все, потому что изменение небольшое, и мы позаботились о том, чтобы дизайн был консервативным с самого начала.Следующим шагом является определение мощности, рассеиваемой в истоковом резисторе Rs …

для наихудшего случая.
Is = 23 В / 560 Ом = 41 мА P = Is² × R = 41 мА² * 560 Ом = 941 мВт

В этом случае было бы неразумно использовать резистор менее 2 Вт, но лучше с проволочной обмоткой 5 Вт. Точно так же, как рассчитывалась мощность резистора, также рекомендуется дважды проверить рассеивание стабилитрона в худшем случае. Возможно, удастся отключить операционные усилители, и в этом случае стабилитрон должен будет полностью поглощать 41 мА, поэтому рассеиваемая мощность составит 615 мВт.Это выше, чем цель, установленная в начале этого упражнения, но находится в пределах рейтинга стабилитрона 1W и никогда не будет проблемой в долгосрочной перспективе. Нормальное рассеивание в худшем случае составляет всего 465 мВт при подключенных операционных усилителях, и это вполне приемлемо.

На рис. 4 показан конденсатор 220 мкФ, подключенный параллельно стабилитрону. Это не оказывает заметного влияния на выходной шум , а не , потому что импеданс (он же динамическое сопротивление) стабилитрона очень низок. Мы использовали пример стабилитрона 15 В, поэтому мы ожидаем, что его сопротивление будет около 14 Ом (из таблицы).Чтобы быть полезным для снижения шума, C1 должен быть не менее 1000 мкФ, но в большинстве случаев используются гораздо более низкие значения (обычно 100–220 мкФ). Цель состоит в том, чтобы подавать мгновенный (импульсный) ток, который может потребоваться для схемы или в случае операционных усилителей, чтобы гарантировать, что полное сопротивление источника питания останется низким, по крайней мере, до 2 МГц или около того.

Поскольку стабилитроны обладают динамическим сопротивлением, на выходе будет некоторая пульсация. Его можно рассчитать на основе входной пульсации, изменения тока источника и динамического сопротивления стабилитрона.Предположим, что на источнике есть пульсации 2В P-P. Это означает, что ток через Rs будет изменяться на 3,57 мА (I = V / R). Стабилитрон имеет динамическое сопротивление 14 Ом, поэтому изменение напряжения на стабилитроне должно быть …

.
V = R × I = 14 × 3,57 м = 50 мВ пик-пик (менее 20 мВ RMS)

При условии, что активная схема имеет хороший коэффициент подавления подачи питания (PSRR), пульсация 20 мВ на частоте 100 Гц (или 120 Гц) не будет проблемой. Если по какой-то причине это недопустимо, то дешевле использовать трехконтактный регулятор, чем любой из известных методов уменьшения пульсаций.Наиболее распространенным из них является использование двух резисторов вместо резисторов Rs и установка конденсатора высокого номинала (не менее 470 мкФ) от соединения резисторов с землей. Это снизит пульсации до уровня ниже 1 мВ, в зависимости от размера дополнительного конденсатора.


Повышение стабильности (опорное напряжение)

Стандартный резистор стабилитрона подвержен большим колебаниям тока и рассеиваемой мощности при изменении входного напряжения. Простая схема обратной связи может помочь поддерживать очень стабильный ток через стабилитрон и, следовательно, обеспечить более стабильное опорное напряжение.Как обсуждалось ранее, стабилитрон 6,2 В имеет очень низкий тепловой коэффициент напряжения, и если мы сможем обеспечить стабильный ток, это еще больше улучшит регулирование напряжения. Питание стабилитрона источником тока является стандартной практикой при изготовлении ИС, и это достаточно просто сделать и в дискретных конструкциях.

Схема, показанная ниже, не предназначена для использования в качестве источника питания, а предназначена для обеспечения фиксированного опорного напряжения для других схем, которым может потребоваться стабильное напряжение для компараторов (например).Схема не может конкурировать со специализированным прецизионным источником опорного напряжения, но она на удивление хороша для многих приложений общего назначения. Токовое зеркало (Q2b и Q3b) питается от источника тока (Q1b), опорная точка которого поступает от стабилитрона, поэтому существует замкнутый контур, и изменение тока через сам стабилитрон может быть очень небольшим. При указанных значениях ток стабилитрона составляет всего 2,5 мА, что, похоже, противоречит приведенным ранее рекомендациям. Однако увеличение тока стабилитрона не очень помогает, но увеличивает рассеяние в транзисторах.Например, если R1b уменьшается до 1 кОм, ток стабилитрона увеличивается до 5,4 мА, рассеивание в Q1b и Q3b удваивается, но регулирование улучшается лишь незначительно.


Рисунок 5 — «Обычные» по сравнению с. Схема прецизионного стабилитрона

Сравните (a) и (b) в схемах на Рисунке 5, и сразу станет очевидно, что напряжение от стабилизированной версии (b) действительно должно быть очень стабильным, даже при большом изменении входного напряжения. При моделировании в диапазоне напряжений от 10 В до 30 В изменение напряжения на стабилитроне составляет менее 3 мВ, из чего следует, что ток стабилитрона и рассеиваемая мощность стабилитрона практически не изменяются во всем диапазоне напряжений.Это также означает, что подавление пульсаций чрезвычайно велико, поэтому с добавлением трех дешевых транзисторов и четырех резисторов мы можем приблизиться к реальной прецизионной схеме опорного напряжения. R4b необходим, чтобы схема могла запускаться при подаче напряжения, но, к сожалению, это отрицательно влияет на производительность. Более высокое сопротивление снижает эффекты, но может вызвать ненадежный запуск.

Стандартный стабилизатор стабилитрона (а) будет показывать типичное изменение напряжения около 110 мВ от входного напряжения 10-30 В, при изменении тока стабилитрона от 1.От 7 мА до более 15 мА. Это значительно хуже, чем у стабилизированной версии, но может вообще не представлять проблемы, если входное напряжение достаточно стабильно. В действительности маловероятно, что вам когда-нибудь понадобится использовать более сложный стабилизированный стабилитрон, и он включен сюда исключительно в интересах полноты картины.


Список литературы
1 Обратное смещение / пробой — Обсуждение явления, когда диод имеет обратное смещение / пробой. Билл Уилсон
2 Радиоэлектроника.com — Обзор стабилитрона
3 Архив технических данных — Коммерческие микрокомпоненты BZX2C16V Стабилитрон 2 Вт, от 3,6 до 200 В.
4 Теория стабилитронов — Руководство OnSemi HBD854 / D (Больше не выпускается в OnSemi.)


Основной индекс Прил. Указатель примечаний
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2004. Воспроизведение или переиздание любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве.Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница Создана и Авторские права © Род Эллиотт 30 июня 2005 г. / июль 2015 — Обновленная информация, добавлена ​​Рисунок 4.


Неизвестные стабилитроны и трансформаторы

Вчера я искал бесплатный способ получить регулятор напряжения для улучшения домашнего ирригационного проекта.

Я повторно использовал старый блок питания Switch Mode для ноутбука, который обеспечивает 12 В при максимальном токе 3 А. И мне нужно получить понижающий преобразователь с хорошим КПД, чтобы снизить ток до примерно 5 В для безопасного использования платы Arduino.

Несмотря на то, что платы Arduino, как говорят, принимают входное напряжение до 20 вольт, регулятор является простым линейным, который, по моему собственному опыту, сгорит при подаче 12 вольт в течение короткого времени.

Я думаю, что внутри этих небольших настенных зарядных устройств должно быть что-то вроде мини-ИИП… но внутри ничего похожего не было … на самом деле это гораздо более дешевая и простая конструкция …


Как вы можете сами убедиться в этом видео, мы можем увидеть, насколько плохой и «ручной» дизайн этих вещей на самом деле, и для вашей собственной безопасности и безопасности вашего устройства действительно стоит получить официальный. (Несколько лет назад я уже сжег новенький Ipod моей жены).


И этого было достаточно, чтобы дать мне возможность лучше понять два компонента в конкретном использовании:

1) Трансформаторы, используемые в качестве изоляционного или ударного устройства

=> Сначала я слышал раньше, что трансформаторы, помимо будучи способным уменьшать или увеличивать напряжение переменного тока, был в состоянии изолировать одну часть цепи от другой.

Вот краткое объяснение того, как это работает на самом деле:

Обычно одна часть цепи переменного тока соединена с землей. (часто подключаемый к домашней розетке на 110 или 220 В), если вы коснетесь одного из двух проводов, вас ударит током, когда ваши ноги коснутся земли с тем же потенциалом, что и провод заземления. Когда мы «разделяем» две цепи через трансформатор, между двумя цепями больше не существует физического соединения, а вторая не имеет того же «заземляющего» соединения, которое может защитить вас, поскольку напряжение этой части цепи слишком велико. больше не упоминается между землей.

http://www.learnabout-electronics.org/ac_theory/transformers03.php#isolation

2) Стабилитроны, используемые как дешевый малоточный стабилизатор напряжения

Примечание по стандартным диодам: стандартные диоды позволяют ток проходит только в одном направлении, с падением напряжения 0,6 В (следует учитывать, если мы имеем дело с небольшими напряжениями)

Стабилитроны — это своего рода диоды, которые имеют определенное поведение: они позволяют току течь по с другой стороны только после «напряжения пробоя стабилитрона», им также нужен небольшой ток, чтобы они могли работать.Нам нужно добавить резистор последовательно к стабилитрону, чтобы пропустить небольшой ток.

Резистор необходимо выбирать в соответствии с током, необходимым для правильной работы.
Стабилитрон, рассчитанный на 5 В при 50 мА, снизит только 1 В при 10 мкА.

Чтобы рассчитать необходимое значение последовательного резистора, вам необходимо оценить, какой ток потребляет нагрузка. Если он равен 1 мА и стабилитрону требуется 10 мА для 5 В:

12 В — 5 В = 7 В
R = 7 В / 0,11 A = 640 Ом необходимо не менее


Когда мы подаем постоянное напряжение с Vin на Gnd, Vout снижается до напряжения, указанного стабилитроном, так как это позволит передать на землю только это значение.

Это отличный способ обеспечить опорное напряжение, поскольку оно не будет зависеть от сопротивления нагрузки и входного напряжения, как в традиционном делителе напряжения.

Стабилитрон будет «фиксировать» одинаковое * постоянное * напряжение на своих выводах (при условии, что напряжения питания достаточно). Напряжение делителя напряжения будет изменяться * пропорционально * напряжению питания.

Интересный момент:

Поскольку стандартный диод имеет падение напряжения 0,7 В на его обычном пути прохождения тока, мы можем использовать его в качестве крошечного регулятора напряжения, добавив несколько диодов в серию, если бы у нас не было стабилитрона, доступного на правильное напряжение.


Очень хороший ресурс по использованию стабилитронов для регулирования напряжения и расчету номинала резистора в зависимости от нагрузки: (IE arduino с использованием до 30 мА)

http://www.instructables.com/id/Zener-Diode-Shunt- Регулятор /

Преобразователь 9В в 5В — 4 простых схемы

Перед тем, как перейти к схеме преобразователя 9В в 5В с использованием различных схем, давайте немного поговорим об этом.

Широкому спектру ИС и устройств требуется источник постоянного тока 5 В для правильной работы. При работе с аккумуляторным питанием 9 В становится довольно сложно получить для схем источник питания постоянного тока 5 В.Вот простые схемы, которые обеспечивают + 5В от 9В радиобатареи. Я перечислил все возможные схемы, но их применение отличается от схемы к схеме.

проверьте здесь: Схема преобразователя 12В в 6В

Эти схемы представляют собой базовые регуляторы напряжения, первая представляет собой простой делитель напряжения с использованием резисторов.
Все схемы имеют разную производительность. Схема делителя напряжения не рекомендуется для использования в сильноточных приложениях, поскольку она имеет низкий выходной ток и меньшую эффективность.

Преобразователь 9В в 5В с использованием делителя напряжения:

Схема, показанная здесь, представляет собой схему для приложений с низким током (1-30 мА) , предположим, что мы должны взять опорное напряжение для сравнения или схему очень низкого тока потребления светодиодный индикатор.

Вы можете подключить два светодиода последовательно к выходу резистора R2, если вы используете 9-вольтовую батарею в качестве входа.

Необходимые компоненты:

Одна батарея 9 В, резистор 1,5 кОм, 1.Резистор 2к, несколько разноцветных соединительных проводов.

Это простая конфигурация делителя напряжения. Вы можете рассчитать выходное напряжение в соответствии с вашими потребностями, используя следующую формулу:

Где, Vo — это напряжение на резисторе R2. Vin — входное напряжение. Выберите любое сопротивление резистора R1 или R2 (более 1 кОм) и рассчитайте другое. Затем выберите ближайшее стандартное значение резистора.

Преобразователь 9В в 5В с использованием стабилитрона:

Схема, показанная ниже, предназначена для приложений среднего тока, она полезна для схемы рисования среднего тока (1-100 мА) , например.Светодиодные индикаторы, схемы управления, транзисторные переключатели, схемы LDR.

Используйте эту схему преобразователя 9В в 5В (понижающую) с любой другой схемой, параллельной выходу стабилитрона (с батареей 9В в качестве входа). Вы получите ок. 5В на выходе.

Важно:
Нагрузка должна быть постоянно подключена к выходу во время тестирования или при использовании ее в цепи, чтобы предотвратить повреждение стабилитрона.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В, резистор 100 Ом (≥22 Ом), 5.Стабилитрон 1 В (≥1 Вт), некоторые провода или разъемы.

Рабочий:
Это наиболее распространенная схема стабилитрона в конфигурации регулятора напряжения. Вы заставляете выходное напряжение работать в соответствии с вашими требованиями, изменяя номиналы стабилитрона и Rs (последовательный резистор).

Конструкция стабилизированного источника питания «Vo» должна производиться от источника питания постоянного тока «Vs». Максимальная номинальная мощность стабилитрона P Z указывается в «Вт». Используя схему стабилитрона и рассчитайте по следующим формулам:

Максимальный ток, протекающий через стабилитрон.
Id = (Вт / напряжение)

Минимальное значение резистора серии R S .
Rs = (Vs — Vz) / Iz

Ток нагрузки I L , если резистор нагрузки 1 кОм подключен к стабилитрону.
I L = V Z / R L

Ток стабилитрона I Z при полной нагрузке.
Iz = Is — I L

Где,
I L = ток через нагрузку
Is = ток через резистор серии Rs
Iz = ток через стабилитрон (предположим, 10-20 мА, если не указан)
Vo = V R = Vz = напряжение стабилитрона = выходное напряжение
R L = Нагрузочный резистор

LM7805 Преобразователь 9В в 5В:

Стабилизатор напряжения 9В в 5В может быть реализован с понижающим преобразователем напряжения LM7805 .Он используется для приложений среднего и высокого тока (от 10 мА до 1 А и более).
Уникальность этой схемы заключается в ее способности обеспечивать такой же выходной ток, как и на входе.

Важно:
Необходимо подключить входной конденсатор и выходной конденсатор к IC 7805 для работы, как указано в таблице данных. Радиатор необходим, потому что падение напряжения в 4 вольта должно рассеиваться в виде тепла через радиатор.

Отсутствие радиатора приведет к повреждению ИС, и вы получите поврежденную ИС. Входное напряжение должно быть как минимум на 2,5 В выше номинального выходного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В / источник питания 9 В, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, микросхема LM7805, радиатор, некоторые провода или разъемы и паяльник.

Рабочий:

Для получения стабильного и надежного выходного напряжения используются ИС регуляторов напряжения.Интегральные схемы, которые предлагают линейное преобразование и регулирование напряжения, часто называют трансформаторными ИС. Здесь мы обсудили преобразователь постоянного тока 9В в 5В с использованием IC 7805.

Трансформатор IC 7805 является частью серии трансформаторных ИС LM78xx. Это ИС линейного трансформатора. Цифры «xx » представляют значение регулируемого выходного напряжения. Микросхема 7805 выдает 5 В постоянного тока в виде цифры xx , показывающей (05). Входное напряжение может достигать 35 В, а выходное напряжение будет постоянным 5 В для любого значения входа.

Контакт 1 — это клемма питания входа . Контакт 2 — это клемма заземления . Контакт 3 — это вывод питания выхода .

Посмотрите это видео для справки: (входной конденсатор не используется, но рекомендуется, также значения конденсатора могут отличаться в зависимости от наличия и в зависимости от области применения)

LM317 9v Преобразователь в 5 В:

Преобразователь 9 В в 5 В постоянного тока также может быть реализован с регулятором напряжения LM317.Это полезно в приложениях со средним и высоким током (1 А и более).
Эта схема также может обеспечивать такой же выходной ток, как на входном конце.

Как правило, LM317 используется в качестве источника переменного тока, который может обеспечивать переменное выходное напряжение (от 1,25 В до 37 В) в зависимости от регулировки напряжения на контакте № 1 (Adjust), которое является опорным напряжением, снимаемым с потенциометра. Вот схема делителя напряжения, с помощью которой LM317 выдает фиксированное выходное напряжение 5 В.

Важно:
Рекомендуется подключить входной конденсатор (также выходной конденсатор).Радиатор должен быть там, чтобы отводить дополнительную разность потенциалов в виде тепла через радиатор.

Наличие радиатора является обязательным, иначе он разрушит ИС, и ИС выйдет из строя. Входное напряжение должно быть как минимум на 1,5 В выше номинального выходного напряжения.

Необходимые компоненты:
Одна батарея 9 В / источник питания 9 В, резистор 10 кОм, резистор 2,7 кОм, конденсатор 10 мкФ, конденсатор 0,1 мкФ, IC LM317, радиатор, некоторые провода и паяльник.

Рабочий:
LM317 — это регулируемый регулятор напряжения IC, способный подавать ток более 1,0 А с широким диапазоном выходного напряжения от 1,25 В до 37 В. Его регулировка намного лучше, чем у микросхем фиксированного стабилизатора напряжения, таких как LM7805, LM7806, LM7808, LM7810 и т. Д.

Это формула для выходного напряжения преобразователя 9В в 5В с использованием LM317. Это дает приблизительный требуемый выход, когда R1 и R2 выбраны так, чтобы удовлетворять формуле.

Введите любое стандартное значение любого резистора (выше 100 Ом, но рекомендуется более высокое значение), также введите значение требуемого выходного напряжения в приведенную выше формулу и затем найдите значение другого резистора.

* Перед применением этой схемы преобразователя 9В в 5В в проектах проверьте выходные напряжения, чтобы убедиться в правильной работе схем. Значение тока, указанное в статье, носит справочный характер, так как значение тока зависит от сопротивления нагрузки.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *