Пробник диодов

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Прбники

Опубликовано: 18.03.2017 09:22

Просмотров: 3280

В. А. Хмара, г. Житомир
Эта разработка была выполнена в кружке радиоконструирования Житомирского городского центра научно - технического творчества учащейся молодежи, как решение одной из семнадцати задач XIII Всеукраинского открытого турнира юных изобретателей и рационализаторов 2010г.
Кружок является постоянным победителем областных соревнований по радиоконструированию, областной выставки по радиоконструированию, последние два года был победителем областного турнира изобретателей, занимал призовые места и в других соревнованиях.

К сожалению, несмотря на то, что команда кружка стала победителем областного турнира юных изобретателей и рационализаторов 2010 г. и получила право на финансирование поездки в Чернигов на Всеукраинский турнир юных изобретателей и рационализаторов 2010 г, Житомирское областное управление образования профинансировало участие во Всеукраинском турнире юных изобретателей и рационализаторов 2010г. совсем другой команды. Из статьи изъяты разделы специфические для участия в турнире изобретателей, такие как описание аналогов, критика прототипа, формула изобретения и выводы. Статья будет полезна руководителям радиокружков и начинающим радиолюбителям.
Известно, что полупроводниковые диоды обычно проверяют тестером (авометром, мультиметром), который работает в режиме омметра. Для этого щупами омметра подключаются к выводам исследуемого диода сначала в одной, а потом в другой полярности, обнаруживая, таким образом, его одностороннюю проводимость. Использование тестера для проверки диодов имеет недостатки, так как необходимо двукратное подключение к тестеру диода, который проверяется.
Предлагаем прибор, с помощью которого удалось бы осуществлять проверку полупроводниковых диодов при их одноразовом присоединении к его соответствующим клеммам или щупам. Для проверки диода достаточно подать на него переменный ток и с помощью любого индикатора определить, протекает ли через диод ток только в одном направлении. Одновременно индикатор определит полярность диода. Если ток не протекает через диод, имеем обрыв, если протекает в обеих направлениях, - пробой. Как индикатор односторонней проводимости диода можно использовать два включенных встречно - параллельно светодиода.
Прибор для проверки диодов состоит из понижающего трансформатора Т1, двух светодиодов HL1 и HL2, включенных встречно -параллельно, ограничительного резистора R1 и контактов или зажимов Х1 и Х2 для подключения диода, который проверяется. Когда диод не подключен, или диод, который проверяется, имеет обрыв, оба светодиода светятся, а резистор ограничивает ток, который протекает через них (Рис. 1.).
 
Когда к прибору будет подключен исправный диод, потухнет тот из светодиодов, полярность которого совпадает с полярностью диода, так как ток протекает не через этот светодиод, а через диод, который проверяется. Это происходит потому, что падение напряжения на открытом германиевом диоде не превышает 0,3 вольт, а на кремниевом не превышает 0,7 вольт, чего недостаточно для открывания и горения светодиода, который открывается и горит при напряжении не меньшем 1,8 вольт. Светодиод другой полярности продолжает гореть, указывая, где анод (плюс) диода, так как исправный диод пропускает ток только в одном направлении. Когда проверяемый диод включен анодом к Х1 светится светодиод HL1, расположенный возле этого контакта, а светодиод HL 2, расположенный возле контакта Х2 не светится, так как зашунтирован проверяемым диодом. Горение светодиода HL 1 указывает на то, что анод проверяемого диода подключен к контакту XI. Таким образом, прибор не только проверяет исправность диода, но и определяет его цоколевку (Рис. 2).
 
Когда проверяемый диод подключен анодом к контакту Х2 светится светодиод HL2, расположенный возле контакта Х2, указывая, что анод проверяемого диода подключен к контакту Х2, а светодиод HL1, расположенный возле контакта XI не светится, так как зашунтирован проверяемым диодом (Рис. 3).
 
Если к прибору подключить пробитый диод, контакты XI и Х2 будут закорочены и оба светодиода потухнут (Рис. 4).
 
Светодиоды также можно включить не параллельно, а последовательно с диодом, который проверяется (Рис. 5).
 
 Такое техническое решение имеет преимущества, так как позволяет проверять не только диоды, но и высоковольтные диодные столбы, падение напряжения на которых в прямом направлении может достигать нескольких вольт, или даже десятков вольт. Если нужно проверять не только диоды, а и высоковольтные столбы, напряжение на вторичной обмотке трансформатора Т1 нужно повысить до 15 - 20 вольт, а сопротивление резистора до 3 ком.
Когда исправный проверяемый диод подключен анодом к контакту XI положительный полупериод переменного тока протекает через ограничительный резистор R1, светодиод HL1 и проверяемый диод. При этом светодиод HL 1, расположенный возле контакта Х1 светится, указывая на то , что к этому контакту подключен анод проверяемого диода. Во время отрицательного полупериода
переменного тока светодиод HL 2, расположенный возле контакта Х2, не светится, так как исправный проверяемый диод не пропускает ток в этом направлении (Рис. 5).
Когда проверяемый диод подключен анодом к контакту Х2 ток протекает только во время отрицательного полупериода по цепи VD1, HL2, R1. При этом светится светодиод HL2, расположенный возле контакта Х2. Светодиод HL1, расположенный возле контакта Х1 не светится, так как исправный проверяемый диод не пропускает ток в этом направлении (Рис. 6).
 
Если проверяемый диод пробит, он пропускает ток в обоих направлениях и светятся оба светодиода. Когда в проверяемом диоде обрыв, цепь разорвана и оба светодиода погашены.
Если нужен переносной прибор с автономным питанием (от батарейки) он должен содержать в себе электронный генератор переменного тока (Рис. 7).
 
Генератор переменного тока собран на транзисторах VT1 и VT2 по схеме автоколебательного мультивибратора с коллекторно -базовой положительной обратной связью. Принцип его работы такой. В режиме установившихся автоколебаний транзисторы VT1 и VT2 периодически открываются и закрываются, причем напряжение на коллекторе открытого транзистора близко к нулю, а на коллекторе закрытого транзистора - к напряжению питания мультивибратора. Пусть, например, транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. Конденсатор С2, который зарядился во время предыдущей стадии работы, будет разряжаться через открытый транзистора VT2 (участок коллектор - эмиттер), источник питания и резистор R3. Если учесть, что потенциал коллектора открытого транзистора VT2 малый, можно считать, что транзистора VT1 при разряде конденсатора С2 удерживается в закрытом состоянии напряжением на этом конденсаторе. Описанная стадия работы мультивибратора заканчивается в момент, когда напряжение на конденсаторе С2 и напряжение на базе транзистора VT1 достигнет напряжения открывания транзистора, близкого к нулю. В результате открывания транзистора VT1 начинается стадия перебрасывания мультивибратора и переход транзистора VT2 в закрытое состояние. В дальнейшем процессы повторяются. На коллекторах транзисторов образуются противофазные импульсы, формы близкой к прямоугольной.
Продолжительность этих импульсов зависит от емкости конденсаторов С1, С2 и сопротивления резисторов R2, R3. С коллектора транзистора VT2 прямоугольные импульсы поступают на вход двухтактного выходного каскада, собранного на транзисторах VT3 и VT4. С выхода двухтактного выходного каскада через конденсатор СЗ и резистор R5 прямоугольные импульсы подаются на светоди-оды HL1 и HL2, включенные встречно -- параллельно. Когда напряжение на выходе двухтактного выходного каскада близко к напряжению питания конденсатор СЗ заряжается от источника питания через транзистор VT3, резистор R5 и открытый светодиод HL2, который при этом вспыхивает. Когда напряжение на выходе двухтактного выходного каскада
близко к нулю конденсатор СЗ разряжается через открытый транзистор VT4 и открытый светодиод HL1, который в это время горит. Таким образом, светодиоды поочередно вспыхивают, если к зажимам прибора не подключен диод, который проверяется. При выбранных номиналах деталей мультивибратора он генерирует ток звуковой частоты и человек воспринимает вспышки светодиодов как их беспрерывное горение. Если нужно, чтобы светодиоды мерцали или мигали, нужно увеличить емкости конденсаторов С1 и С2 до нескольких микрофарад, чтобы мультивибратор вырабатывал инфразвуковые импульсы частотой несколько герц. При этом нужно также увеличить емкость конденсатора СЗ.
Если к включенным встречно -параллельно светодиодам HL1 и HL2 подключить для проверки исправный диод, один из светодиодов, тот, полярность которого совпадает с полярностью диода, потухнет, так как падение напряжения на открытом диоде составляет 0,3 В для германиевого и 0,7 В для кремниевого диода, что недостаточно для открывания светодиода, который открывается и загорается при напряжении не меньше 1,8 В. Светодиод, который будет гореть, может быть расположен так, чтобы показывать анод диода, который проверяется. Если у диода обрыв, будут гореть оба светодиода, если пробой, не погаснут оба.
Все три варианта пробника собраны и испытаны в кружке радиоконструирования Житомирского городского центра научно -технического творчества учащейся молодежи. При сборке пробников были использованы корпуса от блоков питания на 4 вольта для проведения школьных лабораторных работ. Если пробник будет использоваться только в кружке, где есть сеть напряжением 36 вольт, при сборке пробника можно использовать и трансформатор (36 В / 2 х 4 В) от этого блока питания. На фотографиях Фото 1 и Фото 2
    
 показано, как выглядит один из собранных пробников. К включенному пробнику подключен исправный проверяемый диод, при этом один из свето-диодов горит, указывая на исправность диода и полярность его подключения. Понятно, что пробник можно собрать в любом другом подходящем корпусе.
Пробник с автономным питанием был собран на печатной плате размером 28 х 31 мм, показанной на Рис. 8, Рис. 9.
 

 
Пробники оказались полезными не только в качестве приборов для быстрой проверки диодов и определения их цоколевки, но и в качестве учебной конструкции, поэтому изучение схем, конструкции, принципа работы и сборка пробников включены в программу кружка радиоконструирования Житомирского городского центра научно - технического творчества учащейся молодежи.
РА 4'2011