Схема самодельного прибора для проверки варисторов и стабилитронов
Принципиальная схема несложного самодельного устройства для проверки стабилитронов и варисторов. Устройство представляет собой усовершенствованный совмещенный вариант конструкций [1, 2].
Кроме проверки варисторов и стабилитронов этот прибор также можно использовать для проверки работоспособности газовых, вакуумных разрядников, газоразрядных ламп, выпрямительных столбов умножителей напряжения, для измерения обратного тока высоковольтных полупроводниковых приборов, для измерения сопротивления изоляции.
Принципиальная схема
Напряжение сети переменного тока 230В поступает на первичную обмотку понижающего трансформатора Т1 через защитный резистор R1 и замкнутые контакты выключателя SA1. С вторичной обмотки этого трансформатора напряжение переменного тока около 38 В поступает на мостовой диодный выпрямитель VD1. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения.
Рис. 1. Принципиальная схема самодельного прибора для проверки варисторов и стабилитронов.
Светодиод HL1 светится при включении питания устройства. На транзисторах VT1, VT2 собран генератор стабильного тока около 2,6 мА, который предназначен для измерения рабочего напряжения маломощных стабилитронов.
Максимальное измеряемое напряжение около 50 В Если ток через эмиттерный переход VТ2 по каким-то причинам стремится увеличиться, то растёт напряжение на выводах резистора R9.
Это приводит к более сильному открыванию VТ1. который шунтирует переход база-эмиттер VТ2, что приводит к снижению тока коллектора через его переход. Чем больше сопротивление R9. тем меньше ток коллектора VТ2.
Резистор R8 и конденсатор С2 препятствуют самовозбуждению генератора стабильного тока Разрядник FV1 и диод. VD8 защищают транзисторы в случае, если к выходу генератора тока — гнёзда Х1 — Х4 будет подключен источник напряжения, например. заряженный конденсатор, высоковольтный выход для проверки варисторов Х5 — Х8. Резистор R7 защитный. К вторичной обмотке Т1 через R4.
R6 подключен переменный резистор R5, которым регулируют напряжение на первичной обмотке повышающего трансформатора Т2. С вторичной обмотки Т2 напряжение переменного тока 50 Гц около 280 В поступает на несимметричный умножитель напряжения на 3, собранный на конденсаторах С3 — С8, диодах VD2 -VD7.
Резисторы R10 — R15, подключенные к последовательно включенным парам конденсаторов, выравнивают напряжение. Резисторы R16, R17 токоограничительные.
Напряжение на гнёзда Х5 — Х8 подаётся лишь в случае замкнутых контактов выключателя SA2, что уменьшает вероятность поражения электрическим током, как минимум, одна рука будет занята нажатием на эту кнопку.
Ток короткого замыкания высоковольтного выхода около 2,5 мА при верхнем по схеме положении движка переменного резистора R5, при этом, напряжение на левых по схеме выводах резисторов R16, R17 понижается до 330 В. В нижнем по схеме положении подвижного контакта R5 ток короткого замыкания выхода будет около 600 мкА.
При включении сетевого напряжения питания напряжение на обкладках конденсаторов С7, С8 достигает максимального за время около 30 секунд. Наличие гальванической развязки от сетевого напряжения значительно повышает безопасность эксплуатации прибора.
Дублирование гнёзд на обоих выходах прибора предназначено для удобства измерения выходного напряжения. Вольтметр, подключаемый к высоковольтному выходу, должен иметь входное сопротивление не менее 10 МОм. Не все малогабаритные мультиметры, вольтметры рассчитаны на измерение постоянного напряжения до 1000 В.
Если измерительный прибор допускает меньшее максимальное напряжение, можно применить высоковольтный делитель напряжения 10:1 Использование делителя напряжения с некоторыми цифровыми мультиметрами с автоматическим переключением диапазонов может оказаться невозможным из-за автоматического переключения их входного сопротивления.
Схема приставки к прибору
Для измерения обратного тока высоковольтных транзисторов, диодов их можно подключить к прибору по схеме рис. 2.
Рис. 2. Схема приставки к прибору для измерения обратного тока высоковольтных транзисторов, диодов.
Детали и налаживание
Большинство деталей были установлены на плате размерами 115×105 мм, монтаж односторонний навесной. Учитывая наличие высоких напряжений на элементах конструкции, монтаж должен быть относительно просторным.
Для корпуса конструкции использован пластмассовый корпус размерами 135x120x70 мм (без выступающих частей) от счётчика электрической энергии СЭТ1 -1 -1.
Трансформатор Т1 поименён переделанный импортный с габаритной мощностью около 7 Вт, вторичная обмотка которого перемотана вместо 10 В на напряжение 38 В обмоточным проводом диаметром 0,13 мм. Вместо такого трансформатора подойдёт, например, унифицированный ТП112-14.
Для самостоятельного изготовления понижающего трансформатора подойдёт Ш-образный магнитопровод с площадью центрального керна 3 см.кв.
Первичная обмотка содержит 4000 витков обмоточного провода диаметром 0,08 мм. Вторичная — 730 витков обмоточного провода диаметром 0,11 .0.15 мм.
Можно сделать несколько отводов от вторичной обмотки для подбора оптимального выходного напряжения В качестве повышающего трансформатора Т2 применён малогабаритный трансформатор с маркировкой «EASTAR 430-0035» от источника бесперебойного питания выпуска 1996 года фирмы АРС.
Его сопротивление первичной обмотки 4,2 кОм, вторичной около 38 Ом Для самостоятельного изготовления подойдёт Ш-образный магнитопровод с площадью центрального керна 2,25 см кв. Первичная обмотка содержит 780 витков обмоточного провода диаметром 0,11-0.13 мм.
Вторичная 6900 витков обмоточного провода диаметром 0,05-0,06 мм. Также можно предусмотреть дополнительные отводы от вторичной обмотки. На место Т2 также можно попробовать унифицированный ТПК-2-2х15В. Переменный резистор R5 проволочный типа ППБ-ЗА.
При отсутствии такого резистора можно установить переменный резистор другого типа мощностью 1 Вт или более сопротивлением 3-6.8 кОм. Резистор R1 импортный невозгораемый или отечественный Р1-7-1.
Остальные резисторы типа С2-23. С2-33 МЛТ, РПМ и другие общего применения соответствующей мощности. Варистор СН2-1А 560 В можно заменить, например, на FNR-14К561, FNR-20К561, FNR-20K471, FNR-14К471, SVC471-14, MYG-20K471, GNR20D471K, TVR14471, LF14K471U.
Конденсатор С2 керамический или плёночный. Остальные конденсаторы оксидные алюминиевые. Вместо двух конденсаторов С5 С6 можно установить один на 22 мкФ 400 В. резисторы R11, R12 в таком случае не устанавливают.
Диодный мост 1J4B41 можно заменить на 1В4В41, 1D4B41, 1G4B41. DB102 -DB107. RB152 — RB157. RS202 — RS207, 2КВР01, DF06S, КЦ422 (Б.В. Г), КЦ407А.
Вместо диодов 1N4007 подойдут любые из SM4007, UF4007, BYT52K, BYT52M, RGP15K, RGP15M, КД243Е, КД243Ж, КД258Г, КД258Д, КД209Г КД105Г. Такими четырьмя диодами можно заменить диодный мост VD1.
Светодиод RL50-YG413 зелёного цвета свечения, 52 м«д, диаметр линзы 5 мм можно заменить любым общего применения непрерывного свечения с повышенной светоотдачей например, из серий L-383, КИПД21 КИПД40.
Транзистор КТ3102АМ можно заменить любым из серии КТ3102, КТ645, КТ646, КТ6111, SS9014, 2SC1815, 2SC1845, ВС547, ВС548, PN2222, KN2222.
Вместо транзистора КТ940Б подойдёт любой из серий КТ940, BF422, BF391, MJE340, MJE13003, 2SC2330, 2SC2383. Перечисленные в вариантах замен транзисторы имеют отличия в цоколёвке выводов и типе корпуса.
Вместо рокерного выключателя питания FIT-002A подойдёт любой аналогичный, например MR21, SWA206A, MRC-101-6A, KCD1-101. Такие и подобные выключатели часто встречаются на задних стенках компьютерных АТХ блоков питания.
Выключатель SA2 сдвоенный без фиксации положения со свободно разомкнутыми контактами, рассчитанными на коммутацию напряжения переменного тока 250 В.
Можно вместо сдвоенного установить два одиночных, что ещё более уменьшит вероятность поражения электрическим током, постольку, чтобы нажать на две кнопки могут потребоваться пальцы обеих рук.
Для монтажа высоковольтных цепей используется провод в двойной ПВХ изоляции. Безошибочно изготовленное из исправных деталей устройство начинает работать сразу.
Подбором сопротивления резистора R4 можно установить максимальное напряжение на высоковольтном выходе, а резистором R6 — минимальное. Вес устройства в сборе около 800 граммов.
При коротком замыкании обоих выходов прибор потребляет от сети переменного тока около 6 Вт.
Устройство для проверки стабилитронов и светодиодов
Наверняка у многих радиохламеров пылятся в кладовках кучи радиодеталей, неизвестно когда и откуда выпаяных, но внешне похожих на диоды (у меня по-крайней мере так). И многих наверное мучают вопросы: как проверить их исправность, нет ли среди них стабилитронов и, если есть, то как узнать напряжение стабилизации этих стабилитронов. Похожие вопросы возникают и по-поводу выпаянных светодиодов: как узнать живые они или нет, как узнать где у них катод, а где анод (ноги-то у выпаянных светиков одинаковой длины).
Обычные диоды легко прозваниваются большинством мультиметров, но в случае со стабилитронами и светодиодами мультиметры не подходят, — у них слишком маленький тестовый ток и низкое напряжение питания.
Помочь в данном случае может описанное ниже небольшое устройство на весьма распространённой микрухе TL431. По-сути это небольшой источник тока, способный выдавать 2-4 мА, чего уже вполне достаточно для проверки маломощных светодиодов или стабилитронов.
- R1=3,6 кОм, R2=510 Ом, R3=500 Ом
- T1 — любой маломощный npn транзистор, выдерживающий напряжение Uкэ=30-35 В
- Напряжение питания схемы = 9-28 В
Схема работает очень просто — TL-ка управляет транзистором таким образом, чтобы напряжение на её первой ноге было постоянным и равным 2,495 В. Получается, что в большей или меньшей степени открывая транзистор, TL-ка фактически стабилизирует падение напряжения на резисторах R2R3, а значит и ток через них. Этот ток складывается из тока коллектора и тока базы транзистора, но учитывая, что ток базы значительно меньше тока коллектора, мы можем считать, что ток коллектора тоже получается стабильным. А ток коллектора — это и есть наш тестовый ток, которым мы будем проверять светики и стабилитроны.
Падание напряжения на подопытной детали, при заданном тестовом токе, нужно измерять между точками test+ и test-. Для стабилитронов это и будет искомое напряжение стабилизации (это если правильно включили, иначе мультик покажет падение на pn-переходе в прямом направлении).
Подстроечный резистор позволяет в некоторых пределах менять тестовый ток. С указанными номиналами мы можем менять его от 2,495/(510+500)=2,47 мА до 2,495/510=4,9 мА.
Резистор R1 рассчитывается исходя из того, что напряжение на 3-й ноге TL-ки при любом напряжении питания должно быть примерно на 0,5 В выше, чем напряжение на первой ноге (выше на величину Uбэ транзистора) и при этом ток через TL-ку должен быть в рабочих пределах (1-100 мА по даташиту). Ну и конечно желательно, чтобы этот резистор поменьше грелся.
С указанными значениями R1 и напряжения питания, ток через TL-ку будет меняться от (9-0,5-2,495)/3,6 = 1,67 мА до (28-0,5-2,495)/3,6 = 6,95 мА, что вписывается в диапазон рабочего тока TL-ки. Причём вписывается как раз ближе к минимальной границе, что обеспечивает минимальный нагрев.
Следует учесть, что напряжение питания схемы определяет максимальное напряжение стабилизации, которое мы можем проверить (оно примерно на 3-3,5 В ниже напряжения питания). То есть, например, при 9-ти вольтовом питании схемы, мы сможем проверять только стабилитроны с напряжением стабилизации до 5,5-6 В (например на 4,7 В или на 5,1 В), а при 28-вольтовом питании можно проверять стабилитроны с напряжением стабилизации до 24,5-25 В.
Фото готового устройства:
Скачать плату (DipTrace, разводка под SMD)
В качестве клемм test+, test- я использовал держатель для миниатюрных круглых предохранителей, в качестве блока питания — ноутбучную зарядку на 19,5 Вольт (для тех, кто читал ветку про самопальный зарядник для автомобильного аккумулятора, — да, да, ту самую ноутбучную зарядку.)
Если такой чудной зарядки у вас нет, то можно изготовить самодельный повышающий преобразователь (здесь есть нужные схемы). Преобразователь нужен маломощный, токи-то в нашей схеме всего лишь миллиамперные.
КАК ПРОВЕРИТЬ СТАБИЛИТРОН
Представленный здесь прибор – это стабилитронометр для тестирования значения напряжения неизвестного стабилитрона. Стабилитрон – это радиоэлектронный компонент, который поддерживает постоянное напряжение на его контактах, причём напряжение источника Vs должно быть больше, чем собственное напряжение стабилитрона Vz, а ток ограничивается с помощью сопротивления Rs, чтоб его текущее значение всегда было меньше, чем его максимальная мощность.
Схема простейшего метода проверки напряжения стабилитрона
Радиолюбители и все те, кто хорошо дружит с электроникой знают, что задача нахождения стабилитрона с нужными характеристиками (рабочим напряжением) скучная и кропотливая. Случается, что нужно перебрать очень много разных экземпляров, пока не найдётся нужное значение Vz. Проверка состояния стабилитрона обычно делается с помощью обычной шкалы мультиметра для измерения диодов, этот тест дает нам точное представление о состоянии компонента, но не дает нам определить значение Vz. В общем тестер стабилитронов это действительно удобный прибор, когда мы хотим быстро выяснить значение напряжения Vz.
Параметры прибора
- Питание 220 В.
- Цифровая индикация Vz
- Меряет стабилитроны на напряжения от 1 В до 50 В
- Два токовых режима – 5 мА и 15 мА
Схема устройства для проверки стабилитронов
Как видно, схема проста. Напряжение с трансформатора с двумя вторичными обмотками 24V, выпрямляется и фильтруется для получения постоянного напряжения около 80 В, затем поступает на стабилизатор напряжения, образованный элементами (R1, R2, D1, D2 и Q1), который снижает напряжение до 52V, чтобы избежать превышения максимального предела рабочего напряжения микросхемы LM317AHV.
Обратите внимание на буквенный индекс микросхемы. У LM317AHV входное напряжение, в отличии от LM317T, может достигнуть максимума 57V.
На LM317AHV собран генератор постоянного тока, куда добавлен выключатель (S2) совместно с резистором (R4), чтобы выбрать два тестовых режима (5 мА и 15 мА) в качестве источника тока для испытуемого стабилитрона.
Этот тестер легко собрать из стандартных компонентов. Готовый импульсный блок питания от какого-нибудь DVD или тюнера спутниковой системы, а вольтметр либо в виде промышленного модуля на микроконтроллере, либо взять мультиметр D-830 .
