Опубликовано

Диод как проверить

Содержание

Описание схемы

Принципиальная электрическая схема устройства представлена на рис. 1. Питающий трансформатор TR1 снижает сетевое напряжение 220 В и обеспечивает гальваническую развязку между сетью и цепями пробника. Вторичная обмотка TR1 выполнена со средней точкой, откуда снимается напряжение с эффективным значением примерно 2×9 В. Двухполупериодный выпрямитель собран на диодном мосте D1. Сглаживание положительного и отрицательного напряжений обеспечивается конденсаторами С1 — С4. Напряжение на контакте АР относительно общего провода (А1) составляет примерно +11 В, в то время как напряжение на контакте AN составляет около -11 В. Переключателем SW3 изменяется полярность напряжения питания лампы.

Стабилизированное напряжение питания ±5 В вырабатывается с помощью стабилизаторов положительного напряжения (7805) и отрицательного напряжения (7905) и обеспечивает нормированный ток управления.

Диоды D2 и D3 не допускают резкого падения входного напряжения стабилизаторов при отпирании тестируемого тиристора или симистора.

Величину управляющего тока определяют резисторы R1 — R8, включаемые в цепь управляющего электрода с помощью переключателя SW2. Напряжение на управляющем электроде тиристора или симистора составляет примерно 1 В, поэтому величина управляющего тока рассчитывается по следующей формуле: Iу=4/R

Сопротивление R соответствует сопротивлению в цепи управляющего электрода тиристора или симистора. Пробник позволит определить максимальное значение этого сопротивления для различных способов запуска с напряжением управления 5 В.

Различные способы отпирания симистора реализуются посредством четырех возможных комбинаций положений переключателей SW3 и SW4.

Для тиристора используется единственный режим + + (см. табл.), который соответствует положению АР переключателя SW3 и положению GP переключателя SW4.


Рис. 1. Электрическая схема пробника (1 из 2).


Рис. 1. Электрическая схема пробника (2 из 2}.

Изготовление

Разводка печатной платы пробника и размещение радиодеталей показаны на рис. 2 и 3 соответственно. Внешний вид собранного пробника изображен на рис. 4.

Для первых испытаний внешние переключатели SW3 и SW4 можно не подключать. Необходимые соединения осуществляются посредством проводов с зажимами.

Сначала необходимо проконтролировать напряжение между контактами АР и А1 (примерно +11 В) и между контактами AN и А1 (-11 В), затем измерить два симметричных напряжения питания +5 В между GP и А1 и -5 В между GN и А1.

После предварительной проверки можно подсоединить переключатель SW3 к контактам АР и АС, а переключатель SW4 — к контактам GP и GN.

Рис. 2. Разводка печатной платы пробника

Рис. 3. Схема размещения радиодеталей на плате пробника

Следующий шаг — подключение сими-стора или тиристора, как показано на схеме. При исправном элементе лампочка не должна гореть.

Нажатие кнопки ВР1 должно включить тиристор или симистор.

Если лампочка не зажглась, то, увеличивая величину управляющего тока переключателем SW2 и снова нажимая на пусковую кнопку, можно добиться включения лампочки.

При разрыве цепи АР — АС лампочка должна погаснуть.

Если все этапы этого испытания выполнены успешно, то тестируемый радиоэлемент считается исправным.

С тестируемым симистором можно провести предыдущее испытание, применяя три другие способа отпирания, то есть чередуя GP с GN и АР с AN при помощи переключателей SW3 и SW4.

Тогда лампочка должна гаснуть при смене положения переключателя SW3.

Перечень элементов, необходимых для сборки пробника, приведен в табл. 1.


Рис. 4. Внешний вид пробника

Таблица 1. Перечень элементов для сборки пробника

Обозначение Наименование Примечание
Резисторы
R1 820 0м
R2 390 0м
R3 270 0м
R4 150 0м
R5 120 0м
R6 82 0м
R7 56 0м
R8 39 0м
Конденсаторы
С1,С2 470мкФ/25В
СЗ,С4 470 нФ
С5,С6 100мкФ/25В
С7,С8 22мкФ/10В
С9,С10 220 нФ
Диоды
D1 W061 А/40 В Диодный мост
D2, D3 1N4001 …4007
Стабилизаторы
СI1 7805 Положительный
CI2 7905 Отрицательный
Прочее
L1 Лампа с цоколем Е10 12 В/ 100-200 мА
TR1 Трансформатор 220 В / 2×9 В — 5 ВА
SW1 Двухконтактный зажим для печатного монтажа
SW2 Поворотный 12-позиционный переключатель
SW5 Пластмассовый патрон ЕЮ для печатного монтажа
F1 Плавкий предохранитель 5×20 на 50 мА
ВР1 Пусковая кнопка 1Т
Держатель для плавкого предохранителя для печатного монтажа 5×20
Крышечка для плавкого предохранителя
SW3, SW4 Тумблер 2шт.
Монтажный лепесток 9шт.

Источник
Кадино Э. Цветомузыкальные установки.-М.: ДМК Пресс, 2000.

Тиристоры — это разновидность полупроводниковых приборов. Они предназначены для регулирования и коммутации больших токов. Тиристор позволяет коммутировать электрическую цепь при подаче на него управляющего сигнала. Это делает его похожим на транзистор.

Как правило, тиристор имеет три вывода, один из которых управляющий, а два других образуют путь для протекания тока. Как мы знаем, транзистор открывается пропорционально величине управляющего тока. Чем он больше, тем больше открывается транзистор, и наоборот. А у тиристора все устроено иначе. Он открывается полностью, скачкообразно. И что самое интересное, не закрывается даже при отсутствии управляющего сигнала.

Принцип действия

Рассмотрим работу тиристора по следующей простой схеме.

К аноду тиристора подключается лампочка или светодиод, а к ней подсоединяется плюсовой вывод источника питания через выключатель К2. Катод тиристора подключен к минусу питания. После включения цепи на тиристор подается напряжение, однако светодиод не горит.

Если нажать на кнопку К1, ток через резистор поступит на управляющий электрод, и светодиод начал светиться. Часто на схемах его обозначают буквой «G», что обозначает gate, или по-русски затвор (управляющий вывод).

Резистор ограничивает ток управляющего вывода. Минимальный ток срабатывания данного рассматриваемого тиристора составляет 1 мА, а максимально допустимый ток 15 мА. С учетом этого в нашей схеме подобран резистор сопротивлением 1 кОм.

Если снова нажать на кнопку К1, то это не повлияет на тиристор, и ничего не произойдет. Чтобы перевести тиристор в закрытое состояние, нужно отключить питание выключателем К2. Если же снова подать питание, то тиристор вернется в исходное состояние.

Этот полупроводниковый прибор, по сути, представляет собой электронный ключ с фиксацией. Переход в закрытое состояние происходит и тогда, когда напряжение питания на аноде уменьшается до определенного минимума, примерно 0,7 вольта.

Особенности устройства

Фиксация включенного состояния происходит благодаря особенности внутреннего устройства тиристора. Примерная схема выглядит таким образом:

Обычно он представляется в виде двух транзисторов разной структуры, связанных между собой. Опытным путем можно проверить, как работают транзисторы, подключенные по такой схеме. Однако, имеются отличия в вольтамперной характеристике. И еще нужно учитывать, что приборы изначально спроектированы так, чтобы выдерживать большие токи и напряжения. На корпусе большинства таких приборов имеется металлический отвод, на который можно закрепить радиатор для рассеивания тепловой энергии.

Тиристоры выполняются в различных корпусах. Маломощные приборы не имеют теплового отвода. Распространенные отечественные тиристоры выглядят следующим образом. Они имеют массивный металлический корпус и выдерживают большие токи.

Основные параметры тиристоров

  • Максимально допустимый прямой ток. Это максимальное значение тока открытого тиристора. У мощных приборов оно достигает сотен ампер.
  • Максимально допустимый обратный ток.
  • Прямое напряжение. Это падение напряжения при максимальном токе.
  • Обратное напряжение. Это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии, при котором тиристор может работать без нарушения его работоспособности.
  • Напряжение включения. Это минимальное напряжение, приложенное к аноду. Здесь имеется ввиду минимальное напряжение, при котором вообще возможна работа тиристора.
  • Минимальный ток управляющего электрода. Он необходим для включения тиристора.
  • Максимально допустимый ток управления.
  • Максимально допустимая рассеиваемая мощность.

Динамический параметр

Время перехода тиристора из закрытого состояния в открытое при поступлении сигнала.

Виды тиристоров

Различают несколько разновидностей тиристоров. Рассмотрим их классификацию.

По способу управления разделяют на:

  • Диодные тиристоры, или по-другому динисторы. Они открываются импульсом высокого напряжения, которое подается на катод и анод.
  • Триодные тиристоры, или тринисторы. Они открываются током управления электродом.

Триодные тиристоры в свою очередь разделяются:

  • Управление катодом – напряжение, образующее ток управления, поступает на электрод управления и катод.
  • Управление анодом – управляющее напряжение подходит на электрод и анод.

Запирание тиристора производится:

  • Уменьшением анодного тока – катод меньше тока удержания.
  • Подачей напряжения запирания на электрод управления.

По обратной проводимости тиристоры делятся:

  • Обратно-проводящие – имеют малое обратное напряжение.
  • Обратно-непроводящие – обратное напряжение равно наибольшему прямому напряжению в закрытом виде.
  • С ненормируемым обратным значением напряжения – изготовители не определяют значение этой величины. Такие приборы применяются в местах, где обратное напряжение исключено.
  • Симистор – пропускает токи в двух направлениях.

Используя симисторы, нужно знать, что они действуют условно симметрично. Основная часть симисторов открывается, когда на электрод управления поступает положительное напряжение по сравнению с катодом, а на аноде может быть любая полярность. Но если на анод приходит отрицательное напряжение, а на электрод управления положительное, то симисторы не открываются, и могут выйти из строя.

По быстродействию разделяют по времени отпирания (включения) и времени запирания (отключения).

Разделение тиристоров по мощности

При действии тиристора в режиме ключа наибольшая мощность коммутируемой нагрузки определяется напряжением на тиристоре в открытом виде при наибольшем токе и наибольшей рассеиваемой мощности.

Действующая величина тока на нагрузку не должна быть выше наибольшей рассеиваемой мощности, разделенной на напряжение в открытом виде.

Простая сигнализация на основе тиристора

На основе тиристора можно сделать простую сигнализацию, которая будет реагировать на свет, издавая звук с помощью пьезоизлучателя. На управляющий вывод тиристора подается ток через фоторезистор и подстроечный резистор. Свет, попадая на фоторезистор, уменьшает его сопротивление. И на управляющий вывод тиристора начинает поступать отпирающий ток, достаточный для его открывания. После этого включается пищалка.

Подстроечный резистор предназначен для того, чтобы настроить чувствительность устройства, то есть, порог срабатывания при облучении светом. Самое интересное, что даже при отсутствии света тиристор продолжает оставаться в открытом состоянии, и сигнализирование не прекращается.

Если напротив светочувствительного элемента установить световой луч так, чтобы он светил немного ниже окошечка, то получится простейший датчик дыма. Дым, попадая между источником и приемником света, будет рассеивать свет, что вызовет запуск сигнализации. Для этого устройства обязательно нужен корпус, для того, чтобы на приемник света не поступал свет от солнца или искусственных источников света.

Открыть тиристор можно и другим способом. Для этого достаточно кратковременно подать небольшое напряжение между управляющим выводом и катодом.

Регулятор мощности на тиристоре

Теперь рассмотрим использование тиристора по прямому назначению. Рассмотрим схему простого тиристорного регулятора мощности, который будет работать от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Схема простая и содержит всего пять деталей.

  • Полупроводниковый диод VD.
  • Переменный резистор R1.
  • Постоянный резистор R2.
  • Конденсатор С.
  • Тиристор VS.

Их рекомендованные номинальные значения показаны на схеме. В качестве диода можно использовать КД209, тиристор КУ103В или мощнее. Резисторы желательно использовать мощностью не менее 2 ватт, конденсатор электролитический на напряжение не менее 50 вольт.

Эта схема регулирует лишь один полупериод сетевого напряжения. Если представить, что мы из схемы убрали все элементы, кроме диода, то он будет пропускать только полуволну переменного тока, и на нагрузку, к примеру, на паяльник или лампу накаливания поступит лишь половина мощности.

Тиристор позволяет пропускать дополнительные, условно говоря, кусочки полупериода, срезанного диодом. При изменении положения переменного резистора R1 напряжение на выходе будет меняться.

К положительному выводу конденсатора включен управляющий вывод тиристора. Когда напряжение на конденсаторе возрастает до напряжения включения тиристора, он открывается и пропускает определенную часть положительного полупериода. Переменный резистор будет определять скорость зарядки конденсатора. А чем быстрее он зарядится, тем раньше откроется тиристор, и успеет до смены полярности пропустить часть положительного полупериода.

На конденсатор отрицательная полуволна не поступает, и напряжение на нем одной полярности, поэтому не страшно, что он имеет полярность. Схема позволяет изменять мощность от 50 до 100%. Для паяльника это в самый раз подходит.

Тиристор пропускает ток в одном направлении от анода к катоду. Но существуют разновидности, которые пропускают ток в обоих направлениях. Они называются симметричные тиристоры или симисторы. Они используются для управления нагрузкой в цепях переменного тока. Существует большое количество схем регуляторов мощности на их основе.

Тиристоры для чайников

Добрый вечер хабр. Поговорим о таком приборе, как тиристор. Тиристор — это полупроводниковый прибор с двумя устойчивыми состояниями, имеющий три или больше взаимодействующих выпрямляющих перехода. По функциональности их можно соотнести к электронным ключам. Но есть в тиристоре одна особенность, он не может перейти в закрытое состояние в отличие от обычного ключа. Поэтому обычно его можно найти под названием — не полностью управляемый ключ.

На рисунке представлен обычный вид тиристора. Состоит он из четырех чередующихся типов электро-проводимости областей полупроводника и имеет три вывода: анод, катод и управляющего электрод.
Анод — это контакт с внешним p-слоем, катод — с внешним n-слоем.
Освежить память о p-n переходе можно .

Классификация

В зависимости от количества выводов можно вывести классификацию тиристоров. По сути все очень просто: тиристор с двумя выводами называется динисторами (соответственно имеет только анод и катод). Тиристор с тремя и четырьмя выводами, называются триодными или тетродными. Также бывают тиристоры и с большим количеством чередующихся полупроводниковых областей. Одним из самых интересных является симметричный тиристор (симистор), который включается при любой полярности напряжения.

Принцип работы


Обычно тиристор представляют в виде двух транзисторов, связанных между собой, каждый из которых работает в активном режиме.
В связи с таким рисунком можно назвать крайние области — эмиттерными, а центральный переход — коллекторным.
Чтобы разобраться как работает тиристор стоит взглянуть на вольт-амперную характеристику.

К аноду тиристора подали небольшое положительное напряжение. Эмиттерные переходы включены в прямом направлении, а коллекторный в обратном. (по сути все напряжение будем на нем). Участок от нуля до единицы на вольт-амперной характеристике будет примерно аналогичен обратной ветви характеристики диода. Этот режим можно назвать — режимом закрытого состояния тиристора.
При увеличении анодного напряжения происходит происходит инжекция основных носителей в области баз, тем самым происходит накопление электронов и дырок, что равносильно разности потенциалов на коллекторном переходе. С увеличением тока через тиристор напряжение на коллекторном переходе начнет уменьшаться. И когда оно уменьшится до определенного значения, наш тиристор перейдет в состояние отрицательного дифференциального сопротивления (на рисунке участок 1-2).
После этого все три перехода сместятся в прямом направлении тем самым переведя тиристор в открытое состояние (на рисунке участок 2-3).
В открытом состоянии тиристор будет находится до тех пор, пока коллекторный переход будет смещен в прямом направлении. Если же ток тиристора уменьшить, то в результате рекомбинации уменьшится количество неравновесных носителей в базовых областях и коллекторный переход окажется смещен в обратном направлении и тиристор перейдет в закрытое состояние.
При обратном включении тиристора вольт-амперная характеристика будет аналогичной как и у двух последовательно включенных диодов. Обратное напряжение будет ограничиваться в этом случае напряжением пробоя.

Общие параметры тиристоров

1. Напряжение включения — это минимальное анодное напряжение, при котором тиристор переходит во включенное состояние.
2. Прямое напряжение — это прямое падение напряжения при максимальном токе анода.
3. Обратное напряжение — это максимально допустимое напряжение на тиристоре в закрытом состоянии.
4. Максимально допустимый прямой ток — это максимальный ток в открытом состоянии.
5. Обратный ток — ток при максимальной обратном напряжении.
6. Максимальный ток управления электрода
7. Время задержки включения/выключения
8. Максимально допустимая рассеиваемая мощность

Заключение

Таким образом, в тиристоре существует положительная обратная связь по току — увеличение тока через один эмиттерный переход приводит к увеличению тока через другой эмиттерный переход.
Тиристор — не полностью управляющий ключ. То есть перейдя в открытое состояние, он остается в нем даже если прекращать подавать сигнал на управляющий переход, если подается ток выше некоторой величины, то есть ток удержания.

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.

Схемы для начинающих

Любой электроприбор нуждается в стабильном энергоснабжении. Для этого существуют стабилизаторы, ШИМ контроллеры и прочие разновидности блоков питания.

Какой бы простой не была схема стабилизатора, она стоит определенных денег. В некоторых случаях высокое качество питания не требуется. Чаще всего такая ситуация бывает, когда надо обеспечить часть большой электросхемы напряжением, отличным от основного, стабильного.

Самый простой элемент, обеспечивающий относительно стабильное напряжение – это стабилитрон.

Поскольку это единичная деталь, ремонт блока питания представляется несложным. Как проверить стабилитрон? Как и любую другую деталь, только есть нюансы, связанные с конструкцией.

Как работает этот элемент?

И внешне, и по реализации p-n перехода, этот элемент похож на полупроводниковый диод. Даже схематическое обозначение не сильно отличается.

Через него также протекает ток в одном направлении, при этом есть одна особенность. Диод организует движение частиц только от анода к катоду, прохождение обратного тока является аварийной ситуацией: то есть пробоем радиоэлемента.

В стабилитроне обратный ток является нормальной ситуацией, именно эта особенность определяет его назначение. При возникновении на его выводах определенного значения вольтажа, открывается движение электронов в направлении от катода к аноду, и элемент становится обратно проводимым.

Причем это напряжение является основной характеристикой: например, стабилитрон на 12 вольт при достижении этого значения начинает пропускать ток в обратном направлении.

Рассмотрим это явление на простом примере

Допустим, у нас есть сосуд для воды со сливным патрубком на определенном уровне.

Когда жидкость достигает необходимой высоты, происходит перелив из сливного патрубка. То есть, сосуд будет заполняться только до определенного значения, которое будет оставаться стабильным до определенного напора. Если поступление воды превысит возможности сливного патрубка, сосуд переполнится или лопнет.

Переводим ситуацию в электронику.

  • напор воды – это максимальная сила тока, на которую рассчитан стабилитрон без электрического (термического) разрушения;
  • необходимый уровень – это напряжение срабатывания стабилитрона.

При достижении заданного напряжения, оно фиксируется, и «лишний» ток движется в обратную сторону. Таким образом, элемент стабилизирует напряжение. Если сила тока будет слишком высокой, стабилитрон сгорит.

Обратите внимание Стабилитроны работают только в цепях постоянного тока, стабилизация происходит только по напряжению.

Основная цель определения работоспособности – проверка стабилитрона на напряжение стабилизации.

Как проверить стабилитрон мультиметром на исправность?

Методика аналогична классическому диоду. Выставляем переключатель в положение проверки диодов (присутствует на любом устройстве) и соединяем щупы с контактами детали. Прямое подключение показывает протекание тока, обратное – запертое состояние p-n перехода.

Важно! Напряжение на проводах прибора должно быть ниже значения срабатывания радиоэлемента. Иначе проверить стабилитрон мультиметром не получится: он будет открыт одинаково в каждом направлении.

Этот тест говорит лишь о том, что элемент не «пробит». Замерить параметры таким способом не получится.

А как проверить стабилитрон тестером на соответствие напряжения срабатывания?

Для начала надо узнать, на сколько вольт стабилитрон. Как это сделать? По маркировке. В зависимости от типа корпуса, это может быть символьное или цветовое обозначение. Таблицы маркировок есть в справочниках, подробно останавливаться на этом вопросе не будем.

Собираем несложную схему с балластным резистором (для ограничения тока, поскольку нагрузка не предусмотрена).

Важно: Обратите внимание на подключение детали: в отличие от диода плюс соединен с минусом, минус с плюсом. Подопытный стабилитрон рассчитан на значение стабилизации 5,1 вольта. Как проверить исправность? Подать на вход различные значения напряжения с помощью регулируемого блока питания.

Сначала выставляем значение, ниже уровня срабатывания: 4 вольта. На выходе получаем тоже самое. Это означает, что p-n переход не пробит.

Постепенно повышаем входное значение. Если деталь исправна, после значения 5,1 вольта напряжение на выходе будет стабильным, и не должно превышать напряжения срабатывания.

Что мы и видим на иллюстрации:

То есть наш стабилитрон исправен.

Важно помнить (как при тестировании, так и при проверках), что сила тока не может быть бесконечно большой. Любой стабилитрон рассчитан на определенные режимы работы: как правило, на небольшие токи.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *