Проверяем стабилитрон — простая приставка к мультиметру
Радиолюбители иногда затрудняются определить основной параметр попавшего к нему стабилитрона – его фактическое напряжение стабилизации. Для этого имеется несколько причин. Отсутствие маркировки (особенно на современных миниатюрных импортных деталях), нестабильность параметров детали даже в одной партии, в отдельных случаях для расшифровки маркировки требуется найти определенный справочник. Иногда нужно просто отличить стабилитрон от обычного диода, так как оба элемента имеют похожий внешний вид.
На практике, отличить стабилитрон от обычного диода и узнать его рабочее напряжение, можно с помощью приставки к мультиметру. Кроме того, при выполнении ремонтных работ часто бывает необходимо проверить стабилитрон на пригодность. В этой ситуации, в большинстве случаев, может оказать помощь простая приставка к мультиметру (вольтметру), предлагаемая к рассмотрению.
Основным достоинством этой приставки, является возможность стабилизации малых токов, а это основной диапазон стабилитронов малой мощности применяемых сегодня.
Предлагаемая приставка позволяет проверять напряжение стабилизации деталей в пределах 1…25 В, при неизменном рабочем токе стабилизации, который можно установить вручную в диапазоне от 2,0 до 100 мА.
Проверить работоспособность полупроводников можно с помощью универсального ESR тестера радиокомпонентов. Однако в нем стабилитроны проверяются как обычные диоды, поэтому тестер не поможет вам определить напряжение стабилитрона. Для этого можно будет использовать приставку, собранную по ниже приведенной схеме.
Схема приставки
Схема приставки для проверки стабилитронов, выполнена на базе типовой схемы стабилизатора тока, с использованием микросхемы прецизионного термостабильного источника опорного напряжения TL431.
Микросхема поддерживает на резисторах (R2 + R3) фиксированное напряжение 2,5 В, поэтому ток через этот суммарный резистор всегда будет постоянным и определяться соотношением 2,5 / (R2 + R3). Ток через исследуемый стабилитрон VD, при изменении входного напряжения, также будет постоянным, но уменьшенным на величину тока базы. Чем выше будет коэффициент передачи тока транзистора, тем более эти токи будут приближены по величине.
В схеме использован транзистор ВС637 c рабочим током КЭ до 500мА и допустимым напряжением до 60В. Возможна его замена на другой NPN транзистор с близкими характеристиками.
Минимальный рабочий ток микросхемы VD1 равен 1мА. Резистор R1 рассчитывается для обеспечения этого тока и тока базы.
Резистор R2 определяет максимально допустимый ток через стабилитрон, а переменный резистор R3 позволяет его регулировать в процессе измерений.
Источником напряжения для приставки может быть лабораторный блок питания с регулируемым выходным напряжением от 3 до 30В.
При отсутствии БП можно использовать маломощный выпрямитель с выходным напряжением до 30В.
При желании, можно изготовить автономную приставку, для чего достаточно дополнить схему регулируемым блоком преобразования напряжения (покупным или изготовленным самостоятельно) используемой батареи до входного напряжения приставки. Интернет богат предложениями.
Кроме проверки стабилитронов, на приставке можно проверить диоды или светодиоды. Подключив к приставке, можно определить рабочее напряжение светодиода, подобрать экземпляр с минимальным напряжением или максимальной яркостью.
Всем известно, что яркость светодиода зависит от протекающего через него тока. Но ток светодиода очень зависит от питающего напряжения, что особенно заметно в изменениях яркости при нестабильности питания. Поэтому, небольшое повышение питающего напряжения часто приводит к такому увеличению тока через светодиоды, что они перегорают. Для предотвращения этого, светодиоды подключают через драйверы, которые являются стабилизаторами тока. Рассматриваемая приставка для проверки стабилитронов, как раз и выполнена на базе схемы стабилизатора тока, поэтому дополнительно может полноценно исполнять роль драйвера для светодиодов.
Изготовление приставки
1. Монтаж схемы
Схему приставки предварительно соберем на универсальной монтажной плате из подобранных согласно схеме деталей.
Подключаем схему к регулируемому блоку питания (в данном примере использован БП с выходным напряжением 1…25В).
К контрольным точкам для подключения стабилитрона присоединяем мультиметр в режиме миллиамперметра.
Используя переменный резистор R3, проверяем диапазон регулировки тока приставки на разных режимах, изменяя входное напряжение от минимума до максимального значения.
При необходимости корректируем номиналы резисторов.
Для примера, проверим падение напряжения на различных светодиодах, установив их согласно полярности на контрольных точках вместо стабилитрона.
Установим рабочий ток (например, 10 мА) и переключим режим мультиметра на вольтметр. Меняя светодиоды, определим падение напряжения и оценим яркость каждого светодиода при неизменном токе.
2. Изготовление корпуса приставки
В качестве корпуса можно подобрать небольшую пластмассовую коробочку. В данном примере использован отработанный корпус кнопки включения сигнализации. Его размеры 75 х 55 х 30 мм, но объема достаточно для размещения всего комплекта автономного устройства.
Освобождаем корпус от ненужных деталей и по его размерам, размечаем и отрезаем из фольгированного текстолита контактную пластину для подключения контролируемых деталей.
Сверлим необходимые для установки отверстия, устанавливаем в корпус переменный резистор и закрепляем контактную пластину. Под крепежные винты внутри корпуса устанавливаем контакты для подпайки схемы.
3. Сборка приставки
По внутренним размерам корпуса, вырежем рабочую плату и выполним на ней монтаж схемы.
Подключим рабочую плату к выводным клеммам внутри корпуса. На провода для подключения питания установим разноцветные штекера для облегчения подключения в соответствии с полярностью питания. Установим плату на место и закрепим ее в корпусе.
Для подключения вольтметра или мультиметра, на крепежные винты для контактной пластины установим высокие гайки.
Для регулировки тока стабилизации на переменный резистор установим рукоятку. Под нее можно установить шкалу и разметить ее при тарировании приставки. Но необходимо учесть, что шкала тока нелинейная и при максимальных токах деления шкалы расположены плотно, да и размеры корпуса минимальны.
При желании расширить шкалу в диапазоне максимальных токов, для большей точности установки, можно дополнить приставку дополнительным переменным резистором на 47Ом, включенным последовательно с R3.
В приведенной приставке, для определения установленного тока, под рукояткой регулировки приклеено кольцо от барабана механического счетчика. При тарировании приставки, для каждой цифры (и положения между цифрами) показания тока записывались в таблицу для дальнейшего использования. Риской для отсчета служит канавка раздела в контактной пластине.
4. Проверка стабилитрона (порядок измерения)
К испытательным контактам для подключения проверяемого стабилитрона присоединяем мультиметр в режиме миллиамперметра. На тарированной приставке переходим далее.
С помощью переменного резистора R3 устанавливаем ток стабилизации для проверяемого стабилитрона (например, 5мА).
Переключаем мультиметр в режим вольтметра и устанавливаем на БП минимальное напряжение.
Подключаем проверяемый стабилитрон и начинаем плавно повышать напряжение на входе приставки. Когда показания прибора перестанут изменяться, вольтметр покажет напряжения стабилизации для данного стабилитрона.
5. Проверка стабилитрона (проверка работы)
Протестируем стабилитрон Д814А (по справочнику — номинальный рабочий ток стабилизации 5 мА, возможный диапазон — 3…40мА, напряжение стабилизации – 7,0…8,5В).
Установим ток стабилизации для проверяемого стабилитрона 5мА.
Подключаем стабилитрон к контактной пластине, увеличиваем входное напряжение и определяем напряжение стабилизации.
Стабилитрон в рабочем подключении, напряжение стабилизации соответствует справочному значению.
Изменим полярность подключения стабилитрона.
Тот же стабилитрон, но подключен как диод в прямом направлении. На экране прибора отражается падение напряжения на p-n переходе (примерно 0,6…0,7В).
Если ток не протекает через стабилитрон в обоих направлениях, то его напряжение стабилизации превышает максимальное входное напряжение приставки.
Возможно это диод, включенный в обратном направлении. Тогда перевернуть его и проверить вновь на падение напряжения в p-n переходе.
Если напряжение будет близким к нулю, то стабилитрон пробит.
Определим напряжение стабилизации на паре других стабилитронов, не имеющих маркировки.
Как видим, используя приставку, проверка напряжение стабилизации у стабилитрона решается за пару минут. При этом не требуется сложных схем, особых знаний и специального оборудования.
Источник: