Проверка диода на утечка блоком питания
В данной статье объясним как проверить диод мультиметром. Полупроводниковый диод, как компонент электронной схемы, довольно часто выходит из строя по различным причинам, например, превышение максимально допустимого прямого тока, обратного напряжения и тому подобное. Различают два вида неисправности диода – пробой и короткое замыкание.
Действие диода, как полупроводникового прибора с p-n переходом, заключается в том, что он пропускает электрический ток только в одном направлении (от анода к катоду), в обратном же направлении (от катода к аноду) ток не течет.
Зная это свойство диода можно легко проверить его на неисправность при помощи обычного мультиметра.
Альтернативный способ проверки исправности диода
В том случае, если у вас мультиметр не снабжен режимом проверки диодов, то проверить диод можно по простой схеме, которая приведена ниже.
При данной проверке, мультимет необходимо перевести в режим измерения постоянного напряжения. При том подключении исправного диода, как указано на схеме, вольтметр покажет прямое напряжение на диоде. Если теперь выводы диода поменять местами, то он не будет проводить ток, а вольтметр укажет напряжение питания (в данном случае 5 вольт).
Так же можно прозвонить диод и определить его общее состояние путем измерения сопротивления, как в прямом, так и в обратном направлении.
Для этого необходимо перевести мультиметр в режим измерения сопротивления, диапазон до 2 кОм. При подключении диода в прямом направлении (красный к аноду, черный к катоду) измерительный прибор покажет сопротивление несколько сотен Ом, в обратном направлении прибор покажет символ разрыва цепи, что говорит об очень большом сопротивлении.
Проверяем фотодиод
При простой проверке измеряется обратное и прямое сопротивление помещенного под источник света радиоэлемента, после чего его затемняют и повторяют процедуру. Для более точного тестирования потребуется снять вольтамперную характеристику, сделать это можно при помощи несложной схемы.
Пример схемы для снятия вольтамперных характеристик
Для засветки фотодиода в процессе тестирования можно использовать в качестве источника освещения лампу накаливания мощностью от 60Вт или поднести радиодеталь к люстре.
У фотодиодов иногда встречается характерный дефект, который проявляется в виде хаотического изменения тока. Для обнаружения такой неисправности необходимо подключить тестируемый элемент так, как это показано на рисунке, и измерять величину обратного тока в течение пары минут.
Проверка на «ползучесть»
Если в процессе тестирования уровень тока будет оставаться неизменным, значит, фотодиод можно считать рабочим.
Тестирование без выпайки.
Как показывает практика, протестировать диод не выпаивая, когда он находится на плате, как и другие радиодетали (например, транзистор, конденсатор, тиристор и т.д.), не всегда удается. Это связано с тем, что элементы в цепи могут давать погрешность. Поэтому перед тем, как проверить диод, его необходимо выпаять.
По сравнению с обычными полупроводниковыми выпрямительными диодами, диоды Шоттки, названные по имени немецкого физика, не имеют характерного p-n-перехода. Барьер, придающий устройству одностороннюю проводимость, образован контактом металла с полупроводником. При этом основные носители заряда не обладают инерционностью, из-за чего у диодов этого типа малое время восстановления. У ультрабыстрых экземпляров диодов Шоттки время восстановления всего 26 – 120 нс. А падение напряжения при небольшом потенциале смещения от 0,2 В до 0,9 В.
Проверка выпрямительного диода и стабилитрона
В плане самостоятельного диодного тестирования мультиметром, особый интерес представляет проверка:
- обычных диодов на основе p-n-перехода;
- диодных элементов Шоттки;
- стабилитронов, стабилизирующих потенциал.
Обычное тестирование, в этом случае, позволяет определить только целостность p-n-перехода, и именно по этой причине в таких устройствах рабочая точка должна быть смещена.
Схема простейшего метода проверки напряжения стабилитрона
Достаточно использовать простенькую схему, включающую в себя обычный источник питания и резистор для ограничения тока. Мультиметр при нестандартной проверке применяется для замера напряжения, в условиях плавного повышения питающего потенциала.
Сборка схемы
Стандартная схема, выполняемая посредством навесного монтажа, состоит из нескольких основных элементов, представленных:
- блоком питания на 16-18 В;
- резистором на 1,5-2 кОм;
- цифровым или стрелочным вольтметром;
- проверяемым устройством.
Как проверить диод шоттки мультиметром
Особенностью некоторых мультиметров является наличие функции «проверка диода». В таких условиях на приборе отображаются фактические показатели прямого диодного напряжения при токовой проводимости.
Тестер, оснащенный специальной функцией, регистрирует немного заниженный уровень прямого напряжения, что обусловлено незначительной токовой величиной, которая задействована при проверке.
В магазине можно встретить самые разные светодиодные лампы для дома. Как выбрать качественный прибор, знают не все. Если интересно, читайте подробную информацию.
Инструкция по сборке светодиодного фонаря своими руками представлена здесь.
Многие выбрасывают светодиодную лампу, если она сломалась. На самом деле большинство таких приборов можно починить. Все о ремонте светодиодных ламп вы можете почитать по ссылке.
Методика проверки мультиметром
Наиболее информативной является полная проверка диодного моста. Для ее реализации вам понадобится мультиметр, тестер или Цешка – любой из этих приборов в равной мере подойдет для измерений.
Выполните такую последовательность действий:
Время затраченное на проверку: 10 минут
Включение блока питания
Если проверка работоспособности диодов мультиметром предполагает переключение тестера в положение на значок «диод» с подключением черного щупа на вывод «СОМ», а красного — на вывод «V ΩmA», то наличие блока питания заключается в выявлении следующих неполадок:
- подключение блока сопровождается «дерганьем» питания вентилятора, остановкой, отсутствием выходного напряжения и блокировкой источника питания;
- подключение блока сопровождается пульсацией напряжения на выходе и срабатыванием защиты без блокирования источника питания.
Измерение переменного тока
Достаточно часто признаком утечки на диодах Шоттки становится самопроизвольное отключение питающего блока. Также очень важно учитывать, что неправильная схемотехника на блоках питания, может спровоцировать утечку диодных выпрямителей и перегрузку первичной цепи.
Тестирование светодиодов
Проверка светодиодов практически ничем не отличается от тестирования выпрямительных диодов. Как это делать, было описано выше. Светодиодную ленту (точнее ее smd элементы), инфракрасный светодиод, а также лазерный, проверяем по той же методике.
К сожалению, мощный радиоэлемент данной группы, у которого повышенное рабочее напряжение, проверить указанным способом не получится. В этом случае дополнительно понадобится стабилизированный источник питания. Алгоритм тестирования следующий:
- собираем схему, как показано на рисунке. На блоки питания выставляется рабочее напряжение светодиода (указано в даташит). Диапазон измерения на мультиметре должен быть до 10 А. Заметим, что можно использовать зарядное устройство в качестве БП, но тогда необходимо добавить токоограничивающие сопротивление;
- измеряем номинальный ток и выключаем блок питания;
- устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 20 В, и подключаем прибор параллельно тестируемому элементу;
- включаем блок питания и снимаем параметры рабочего напряжения;
- сравниваем полученные данные с указанными в даташит, и на основании этого анализа определяем работоспособность светодиода.
Проверяем исправность диода
Для успешной проверки целостности диодов нам понадобится сами диоды и мультиметр.
В подавляющем большинстве мультиметров есть функция проверки диодов и визуально она выглядит так:
Для этого просто переводим положение регулятора в данную область, берем концы и красный прислоняем к аноду (обычно производители маркируют его белой полосой или же просто пишут «-»), а черный к катоду. При этом вы увидите определенное значение:
Причем это значение является не сопротивлением, а пороговым напряжением.
Важно. При выполнении проверки не прикасайтесь пальцами к катоду и аноду, так как в таком случае вы получите не совсем корректные показания.
Теперь меняем концы мультиметра местами и проверяем диод в обратном направлении.
При таком подключении на циферблате мультиметра вы увидите «1» в старшем разряде. Это говорит о том факте, что в этом направлении P-N переход закрыт, ток не протекает.
Из этих измерений можно сделать вывод – диод полностью исправен.
Как проверить диод мультиметром
Обычные диоды, так же как и стабилитроны, можно проверить с помощью мультиметра. Чтобы проверить этот полупроводниковый прибор с помощью цифрового мультиметра, установите переключатель мультиметра в режим проверки диодов, обычно данный режим имеет значок диода:
Следует отметить, что при проверке в данном режиме, на мультиметре отображается прямое напряжение, а не сопротивление, когда просто прозванивают диод в режиме сопротивления.
Особенности диодов Шоттки
Высокоскоростные параметры и малое падение напряжение на переходе – это основные отличия диодов Шоттки. Однако не стоит полагаться на то, что если полупроводник относится к этому типу, значит обязательно он будет иметь малое падение напряжения и время восстановления. При замене этих устройств обязательно надо проверять характеристики по даташиту. А лучший вариант — использовать компонент с точно такой же маркировкой. Потому что вариантов диодов этой категории очень много.
Малое падение напряжения на прямом p-n-переходе есть и у германиевых полупроводников, нижний предел может составлять менее 0,2 В. Однако по такой структуре реализовать мощный диод с малым потреблением мощности и низкой ёмкостью перехода крайне сложно. К тому же германий плохо проводит тепло, а увеличение площади теплоотвода резко уменьшает граничную частоту. А вот у диодов Шоттки средней мощности, с током до 1 А, ёмкость находится пределах от 8 пФ до 150 пФ, максимум до 200 пФ.
У многих диодов Шоттки падение напряжения лежит в диапазоне то 0,5 В до 0,7 В, а при увеличении разности потенциала и тока через устройство это значение повышается до 0,9В и даже может быть больше 1В. Чем меньше этот параметр, тем слабее мощность, выделяющаяся на устройстве, которая рассеивается на нём.
Очень экономичный диод шоттки с маркировкой 80CNT020, например, имеет минимальное падение напряжения 210…290 мВ при токе 40…80 А, подобные устройства используются в контроллерах заряда высокотоковых литиевых аккумуляторов.
Ещё одна важная характеристика диодов Шоттки – максимальное обратное напряжение, которое нельзя превышать даже при ограниченном токе и кратковременным импульсом. Если диод с p-n-переходом после электрических пробоев восстанавливается, то с барьером Шоттки – нет. Даже если импульс превышения потенциала был очень коротким и маломощным, так что не смог сжечь прибор, всё равно последствия будут необратимы.
Повышение тока утечки, отличающееся больше чем на половину от заявленных характеристик, при заданной температуре, приведёт в итоге к сбоям в работе схемы и последующему неминуемому выходу изделия из строя. И хорошо, если только его одного.
Поэтому некоторые производители в один корпус ставят 2 диода: один основной – металл-полупроводник, другой защитный – стабилитрон с p-n-переходом. Есть сдвоенные диоды Шоттки — 2 прибора в одном корпусе с общим катодом или анодом и тремя выводами, как транзисторы. Такая конструкция позволяет им работать в одном температурном режиме. Кроме этого такие сборки удобно использовать в импульсных блоках питания как для их параллельного соединения, так и в схемах выпряления со средней точкой.
Определите назначение выводов.
Метод универсальный, поэтому вы можете проверить как диодный выпрямитель в сборке, так и конструкцию из отдельных деталей, не разбирая их.
Видео на тему
Как уже отмечалось, неисправность диодов Шоттки является одной из основных проблем современных блоков питания. Так по каким же предварительным признакам можно предположительно определить их неисправность? Таких признаков несколько.
Во-первых, при пробоях и утечках вторичных выпрямительных диодов, как правило, срабатывает защита, и блок питания не запускается. Это может проявляться по-разному:
· При включении блока питания вентилятор «дергается», т.е. совершает несколько оборотов и останавливается; после этого выходные напряжения полностью отсутствуют, т.е. источник питания блокируется.
· После включения блока питания вентилятор «дергается» постоянно, на выходах блока питания можно наблюдать пульсации напряжения, т.е. защита срабатывает периодически, но блок питания при этом полностью не блокируется.
· Признаком неисправности диодов Шоттки является чрезвычайно сильный разогрев вторичного радиатора, на котором они установлены.
· Признаком утечки диодов Шоттки может являться самопроизвольное выключение блока питания, а значит и компьютера, при увеличении нагрузки (например, при запуске программ, обеспечивающих 100% загрузку процессора), а также невозможность запустить компьютер после «апгрейда», хотя мощность блока питания является достаточной.
Кроме того, необходимо осознавать, что в блоках питания с плохой и непродуманной схемотехникой, утечки выпрямительных диодов приводят к перегрузкам первичной цепи и к всплескам тока через силовые транзисторы, что может стать причиной их отказа. Таким образом, профессиональный подход к ремонту блоков питания, диктует обязательную проверку вторичных выпрямительных диодов при каждой замене силовых транзисторов-ключей первичной части блока питания.
Проверка и точная диагностика диодов Шоттки, на практике, является достаточно непростым делом, т.к. многое здесь определяется типом используемого измерительного прибора и опытом подобных измерений, хотя определить обычный пробой одного или двух диодов диодной сборки Шоттки не составляет особого труда. Для этого необходимо выпаять диодную сборку и проверить тестером так, как это делается для обычных диодов. При подобной диагностике тестер необходимо установить в режим проверки диодов. Неисправный диод в обоих направлениях покажет одинаковое сопротивление (как правило, очень малое, т.е. покажет короткое замыкание), что и указывает на его непригодность для дальнейшего использования. Однако явные пробои диодных сборок в практике встречаются очень и очень редко.
В основном же, приходится иметь дело с утечками (причем зачастую с тепловыми утечками) диодов Шоттки. А вот утечки, выявить таким способом невозможно. «Утекающий» диод при проверках тестером в режиме «диод» является в подавляющем большинстве случаев полностью исправным. Гарантированную точность диагностики, на наш взгляд, позволяет дать только такой метод, как замена диода на заведомо исправный аналогичный прибор.
Но все-таки, выявить «подозрительный» диод можно попытаться с помощью методики, заключающейся в измерении сопротивления его обратного перехода. Для этого будем пользоваться не режимом проверки диодов, а обычным омметром. Внимание! При использовании этой методики следует помнить, что разные тестеры могут давать отличающиеся показания, что объясняется различием самих тестеров.
Итак, устанавливаем предел измерений на значение (20К) и измеряем обратное сопротивление диода. Как показывает практика, исправные диоды на этом пределе измерений должны показывать бесконечно большое сопротивление. Если же при измерении выявляется некоторое, как правило, небольшое сопротивление (2-10 КОм), то такой диод можно считать «очень подозрительным» и его лучше заменить, или хотя бы проверить методом замены. Если же проводить проверку на пределе измерений (200К), то даже исправные диоды могут показывать в обратном направлении очень небольшое сопротивление (единицы и десятки кОм), поэтому и рекомендуется использовать предел (20К). Естественно, что на больших пределах измерений (2 Мом, 20 Мом и т.д.) даже абсолютно исправный диод оказывается полностью открытым, т.к. его p-n переходу прикладывается слишком высокое (для диодов Шоттки) обратное напряжение. На пределе (200К) можно проводить проверку сравнительным методом, т.е. брать гарантированно-исправный диод, измерять его обратное сопротивление и сравнивать с сопротивлением проверяемого диода. Значительные отличия в этих измерениях будут указывать на необходимость замены диодной сборки.
Иногда встречаются ситуации, когда выходит из строя только один из диодов сборки. В этом случае неисправность также легко выявляется методом сравнения обратного сопротивления двух диодов одной сборки. Диоды одной сборки должны иметь одинаковое сопротивление.
Предложенную методику можно дополнить еще и проверкой на термическую устойчивость. Суть этой проверки заключается в следующем. В тот момент времени, когда проверяется сопротивление обратного перехода на пределе измерений (20K), необходимо коснуться разогретым паяльником контактов диодной сборки, обеспечивая тем самым прогрев ее кристалла. Неисправная диодная сборка практически мгновенно начинает «плыть», то есть ее обратное сопротивление начинает очень быстро уменьшаться, в то время как исправная диодная сборка достаточно долго удерживает обратное сопротивление на бесконечно большом значении. Эта проверка очень важна, т.к. при работе диодная сборка сильно нагревается (не зря же ее размещают на радиаторе) и вследствие нагрева изменяет свои характеристики. Рассмотренная методика обеспечивает проверку устойчивости характеристик диодов Шоттки к температурным колебаниям, ведь увеличение температуры корпуса до 100 или 125 °C увеличивает значение обратного тока утечки в сто раз.
Вот так можно попытаться проверить диод Шоттки, однако предложенными методиками не стоит злоупотреблять, т.е. не следует проводить проверки на слишком большом пределе измерений сопротивления и слишком сильно разогревать диод, т.к. теоретически, все это может привести к повреждению диода.
Кроме того, из-за возможности отказа диодов Шоттки под действием температуры, необходимо строго соблюдать все рекомендуемые условия пайки (температурный режим и время пайки). Хотя надо отдать должное производителям диодов, так как многие из них добились того, что монтаж сборок можно в течение 10 секунд осуществлять при высокой температуре.
Современные бытовые приборы и различные устройства содержат огромное количество радиоэлементов, которые обеспечивают их исправную работу и комфортное существование обывателей. Однако вся техника, эксплуатируемая человеком, иногда выходит со строя и во время ее ремонта приходится проверять состояние радиодеталей.
Одной из наиболее распространенных составляющих, которую вы можете испытать на исправность самостоятельно, является диодный мост. В виду конструктивных особенностей многие новички сталкиваются с рядом сложностей, поэтому будет целесообразно детально разобраться, как проверить диодный мост на исправность.
Используйте плюсовой щуп мультиметра.
Коснитесь плюсовым щупом мультиметра отрицательного вывода диодного моста, а минусовым щупом по очереди переменных выводов. В обоих случаях на табло должно отображаться падение напряжения.
Практические советы при ремонте и конструировании схем
У некоторых smd-диодов разница в токах утечки имеется, в основном, на верхних пределах температурного диапазона. Например, у диодов Шоттки, предназначенных для поверхностного монтажа, при температуре 125ºC, у компонентов SS32 – SS34 ток утечки — 20 мА, а у SS35 – SS39 и SS310 — 10 мА. Но при температуре 25ºС — это значение составляет 0,5 мА. Это надо знать при конструировании или замене деталей. Особенно, если smd-элементы, маломощные приборы, также интегральные компоненты, находятся в последовательной цепи и имеют небольшие пределы максимальных токов.
Возьмём самый простой пример, адаптер питания имеет на выходе выпрямителя диод Шоттки STPS130A или с буквенным индексом U. Обратный ток у него находится в пределах 1,5–10 мА при температуре в 125ºС, прямой до 1 А. Если его заменить на SK12 с похожими параметрами, то устройство будет работать практически без изменений. Однако в жаркую пору, если полупроводник находится в закрытом корпусе, под постоянной нагрузкой и даже с импульсной перегрузкой, хоть и в допустимых пределах, но всё равно — он будет греться.
Нагрев приведёт к увеличению тока утечки, что в свою очередь к разрядке сглаживающего конденсатора, во время отрицательного полупериода напряжения, увеличивая на него нагрузку через диод. Это может спровоцировать лавинообразное увеличение тока и выход выпрямителя, также сглаживающего конденсатора из строя. Поэтому заряжать дорогостоящие гаджеты, например, наушники или смарт-часы блоком питания после такого ремонта уже не рекомендуется. Если изделия предполагается эксплуатировать в экстремальных условиях, то используют компонент с характеристиками, имеющие запас надёжности. А не так, как некоторые китайские фирмы, которые указывают в характеристиках максимально возможные предельные параметры.
На сегодняшний день мы не можем себя представить без электроники, она нас окружает почти все время. Но, к сожалению, электроника не работает вечно и довольно распространенной причиной поломки является выход из строя диода. В этой статье я расскажу, что такое диод в принципе и как его можно проверить с помощью электронного мультиметра.
Что такое диод и как он работает
Диод – это элемент платы, представляющий из себя полупроводник с P-N переходом и вследствие этого обладающий однонаправленной проводимостью.
Конструктивно простой диод имеет два выхода: катод (отрицательный) и анод (положительный).
Примечание. В данной статье рассматривается самый простой вариант диода, имеющего только один P-N переход. В принципе их может быть больше, например, у динистора их три.
Диод работает следующим образом: когда он включен в цепь «прямо», то есть к «+» подходит положительный заряд, а к «-» отрицательный. В этом случае P-N переход раскрывается и по проводнику протекает ток, если же на «+» подать отрицательное значение, а на минус – положительное, то в данном случае переход закрывается и через проводник ток не проходит.
На этом простом принципе и построен алгоритм проверки работоспособности диода. Зная это, можно приступать к непосредственной проверке.
С помощью лампочки и батарейки
Довольно простым способом, позволяющим проверить диодный мост, является использование батарейки и электрической лампочки, которые практически каждый может найти у себя дома. Этот метод не сложнее предыдущего, лампа выступает в роли контрольки, а батарейка в качестве источника питания пониженным напряжением. Батарейку подбирают в соответствии с параметрами самого диода. Для проверки исправности необходимо разделить диоды из моста по отдельности и собрать несложную схему:
Рис. 3. Схема проверки лампочкой и батарейкой
Как видите, вам нужно собрать последовательное соединение от контактов лампочки к батарейке и самому диоду.
- Первый этап – правильное соединение, когда плюс батарейки подключается к положительной пластине выпрямителя, а минус аккумулятора на отрицательную пластину выпрямителя. Если диод исправен, то в цепи будет протекать ток и лампочка загорится.
- Второй этап заключается в переворачивании диода, когда на минусовую пластину подключится положительный вывод выпрямителя, а на плюсовую отрицательный.
При исправном диоде ток протекать не будет, и лампочка не загорится. С практической точки зрения можно не искать батарейку, а обойтись любыми подручными источниками питания, чей номинал сопоставим с номиналом диодного моста и каждого элемента. К примеру, в гараже можно подключиться к автомобильному генератору или клеммам аккумулятора.
Проверка индикаторной отверткой
Это наиболее простой вариант опробования, который даст обще представление о состоянии диодного моста и всей схемы в целом. Для работы вам понадобится только индикатор, вся процедура выполняется под напряжением, поэтому следует соблюдать предельную осторожность:
- Коснитесь жалом отвертки поочередно к каждому выводу переменного напряжения AC диодного моста. Если лампочка не горит, то это свидетельствует о неисправности цепи до диодного моста – обрыве обмотки, поломке зарядного устройства и т.д. Если же лампочка горит, значит напряжение на мост поступает нормально.
- Также коснитесь отверткой к плюсу клеммы – если лампочка загорится, то диодный мост нормально пропускает положительные полупериоды, соответственно, на этом выводе присутствует потенциал. Если не горит, присутствует повреждение диодного моста.
- Ту же процедуру повторите с минусовой клеммой. Обязательно разделяйте проверку на оба вывода выпрямительного блока, так как неисправность может присутствовать в любом диоде и в любой ветви.
Как видите, в данном примере была использована отвертка с изолированным стержнем. Это связанно с необходимостью выполнять работу под напряжением, кода вы можете перекрыть металлической деталью разные части электроустановки, что повлечет за собой крайне неприятные последствия. Существенным недостатком метода является его низкая информативность и ограничение по величине рабочего напряжения — так как индикатор рассчитан на номинал 220 В, то использовать его для низковольтных цепей не получится.
Признаки исправного диода:
- При подключении плюсового щупа (красный) мультиметра к аноду диода, а минусового щупа (черный) к катоду диода на экране мультиметра должна высветиться определенная величина прямого напряжения данного диода. У разных типов диодов прямое напряжение отличается. Так у германиевых диодов оно составляет примерно 0,3…0,7 вольт, у кремниевых диодов 0,7…1,0 вольта. Хотя некоторые типы мультиметров могут показывать более низкое значение прямого напряжения в режиме проверки.
- И на оборот, при подключении минусового щупа мультиметра к аноду диода, а плюсового щупа к катоду диода на экране будет ноль.
При иных показаниях мультиметра можно утверждать о неисправности проверяемого диода.
Тестирование высоковольтных диодов
Проверить высоковольтный диод СВЧ печи тем же способом, что и обычный, не получится, в виду его особенностей. Для тестирования этого элемента, понадобится собрать схему (показанную на рисунке ниже), подключенную к блоку питания 40-45 вольт.
Схема для проверки используемого в микроволновке диода
Напряжения 40-45 вольт будет достаточно для поверки большинства элементов данного типа, методика тестирования — как у обычных диодов. Величина сопротивления R должна быть в пределах от 2кОм до 3,6кОм.
Тестирование варикапов
В отличие от обычных диодов, у варикапов p-n переход обладает непостоянной емкостью, величина которой пропорциональна обратному напряжению. Проверка на обрыв или замыкание для этих элементов осуществляется также, как у обычных диодов. Для проверки емкости потребуется мультиметр, у которого есть подобная функция.
Демонстрация проверки варикапа
Для тестирования потребуется установить соответствующий режим мультиметра, как показано на фото (А) и вставить деталь в разъем для конденсаторов.
Как правильно заметил один из комментаторов данной статьи, действительно, определить емкость варикапа, не оперируя номинальным напряжением невозможно. Поэтому, если возникла проблема с идентификацией по внешнему виду, потребуется собрать простую приставку для мультиметра (повторюсь для критиков, именно цифрового мульти метра с функцией измерения емкости верки конденсаторов, например UT151B).
Приставка к мультиметру для измерения емкости варикапа
Обозначения:
- Резисторы: R1, R2 -120 кОм (да, два резистора, да последовательно, нет одним заменить нельзя, паразитную емкость, далее без комментариев); R3 – 47 кОм; R4 – 100 Ом.
- Конденсаторы: С1 – 0,15 мкФ; С2 – 75 пФ; С3 – 6…30 пФ; С4 – 47 мкФ га 50 вольт.
Устройство требует настройки. Она довольно проста, собранное устройство, подключается к измерительному прибору (мультиметр с функцией измерения емкости). Питание должно подаваться со стабилизированного источника питания (важно) с напряжением 9 вольт (например, батарея Крона). Меняя емкость подстрочного конденсатора (С2) добиваемся показания на индикаторе 100 пФ. Это значение мы будем вычитать от показания прибора.
Данный вариант неидеален, необходимость его практического применения вызывает сомнения, но схема наглядно демонстрирует зависимости емкости варикапа от номинального напряжения .
Используйте черный щуп.
Установите черный щуп на отрицательный контакт сборки, а красный подводите к переменным выводам. В обеих позициях на мультиметре должна быть единица, в противном случае, элемент пробит.
В процессе ремонта бытовой техники или других электронных устройств: монитора, принтера, микроволновки, блока питания компьютера или автомобильного генератора (например, Valeo, БОШ или БПВ) и т.д. возникает необходимость проверить целостность элементов. Расскажем подробно про тестирование диодов.
Учитывая разнообразие этих радиоэлементов, единой методики проверки их работоспособности не существует. Соответственно, для каждого класса есть свой способ тестирования. Рассмотрим, как проверить диод шоттки, фотодиод, высокочастотный, двунаправленный и т.д.
Что касается приборов для тестирования, мы не станем рассматривать экзотические способы проверки (например, батарейку и лампочку), а будем пользоваться мультиметром (подойдет даже такая простая модель, как DT-830b) или тестером. Эти приборы практически всегда есть дома у радиолюбителя. В некоторых случаях потребуется собрать несложную схему для тестирования. Начнем с классификации.
Используйте минусовый щуп мультиметра.
Подведите минусовый щуп мультиметра к плюсу диодного моста, а положительный поочередно к каждому из выводов переменного напряжения.
В результате прикосновения на табло мультиметра должно отображаться напряжение открытия диодов, в обеих точках это измеримая величина одинаковая для каждого измерения. В противном случае, сборка неисправна.
Классификация
Диоды представляют собой электропреобразующие и полупроводниковые устройства, имеющие один электрический переход и два выхода в виде р-n-перехода.
- в соответствии с назначением, диоды чаще всего бывают устройствами выпрямительного, высокочастотного и сверхвысокочастотного, импульсного, туннельного, обращенного, опорного типа, а также варикапами;
- в соответствии с конструктивно-технологическим характеристиками диоды бывают представлены плоскостными и точечными элементами;
- в соответствии с исходным материалом диоды могут быть германиевого, кремниевого, арсенидо-галлиевого и другого типа.
В соответствии с классификацией, самые важные параметры и характеристики диодов представлены:
- предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения постоянного типа;
- предельно допускаемыми показателями обратного уровня напряжения импульсного типа;
- предельно допускаемыми показателями прямого тока постоянного типа;
- предельно допускаемыми показателями прямого тока импульсного типа;
- номинальными показателями прямого тока постоянного типа;
- прямым токовым напряжением постоянного типа в условиях номинальных показателей, или так называемым «падением напряжения»;
- постоянным током обратного типа, указываемым в условиях максимально допускаемого обратного напряжения;
- разбросом рабочих частот и ёмкостными показателями;
- уровнем напряжения пробивного типа;
- уровнем теплового корпусного сопротивления, в зависимости от типа установки;
- предельно возможными показателями рассеивающей мощности.
В зависимости от уровня мощности, полупроводниковые элементы могут быть маломощными, мощными или среднего уровня мощности.
Проверка диодов Шоттки
Выходят из строя диоды этого класса, в основном, от пробоя обратным напряжением, после чего они имеют низкое сопротивление в обе стороны. Также при длительном превышении прямого тока, который вызывает перегрев перехода, происходит сплавление полупроводниковой подложки с металлическим контактом. Так что исправный диод Шоттки «звонится» как обычный диод, только ток утечки у них может быть намного больше. Это как раз и необходимо учитывать при проверке, предварительно выпаяв устройство из схемы.
Полупроводниковые диоды этого класса имеют обратный ток утечки от единиц микроампер до миллиампер. Тогда как у диодов со стандартным p-n-переходом диапазон – от наноампер и до единиц, максимум десятков микроампер. Ещё ток утечки очень сильно зависит от температуры и мало привязан к обратному напряжению до определённой величины.
Превышение обратного тока выше установленного предела у диодов Шоттки, для конкретной марки изделия, при заданном значении температуры, свидетельствует о повреждении эпитаксиальной плёнки в структуре устройства. Поэтому необходимо знать заявленный в характеристиках параметр для проверяемого компонента. То, что для одной серии диодов – нормально, для других – это неисправность, которая непременно проявится полным выходом изделия из строя и, возможно, с нехорошими последствиями.
Например, у диодов 1N5817 - 1N5819 обратный ток утечки при температуре 25ºС составляет 1 мА, а при 100ºС уже 10 мА. Для диодов 1N5820-1N5822 — 0,5 и 10 мА при температуре 25ºС и 100ºС соответственно. Поэтому, если из последних диодов при комнатной температуре утечка составляет 1 мА, то это признак их неисправности, которая при больших скачках напряжения будет проявляться результативнее.
Как по показаниям мультиметра понять, по какой технологии и из какого материала выполнен диод
Проверяя различные диоды, вы можете заметить, что показания мультиметра различаются и порой довольно существенно. Это связано с тем, что диоды выполняются из различных материалов и по разным технологиям. И по этим показаниям можно определить из чего они выполнены:
Вот таким нехитрым образом происходит проверка диодов на работоспособность и исправность. Спасибо за внимание.
Настройка мультиметра
Тестирование полупроводникового элемента посредством цифрового мультиметра потребует переключения прибора в режим проверки диодов. Альтернативным вариантом, при отсутствии переключения в положение «проверка диода», является тестирование в режиме сопротивления, при диапазоне не более 2,0 кОм.
В таком случае выполняется прямое подключение: красный провод подводится на анод, а черный – на катод. При такой настройке мультимера, замеры показывают сопротивление, равное нескольким сотням Ом, в обратное направление фиксирует разрыв цепи.
Следует отметить, что разные типы диодных устройств могут в значительной степени отличаться показателями прямого напряжения.
Например, для германиевых устройств характерно наличие напряжения в пределах 0,3-0,7 В, а для кремниевых элементов допустимы показатели в 0,7-1,0 В.
Как показывает практика, некоторые виды приборов-тестеров при проверке диодных элементов показывают более низкие значения уровня прямого напряжения.
Проверка супрессора (TVS-диода)
Защитный диод, он же ограничительный стабилитрон, супрессор и TVS-диод. Данные элементы бывают двух типов: симметричные и несимметричные. Первые используются в цепях переменного тока, вторые – постоянного. Если кратко объяснить принцип действия такого диода, то он следующий:
Увеличение входного напряжения вызывает уменьшение внутреннего сопротивления. В результате увеличивается сила тока в цепи, что вызывает срабатывание предохранителя. Преимущество устройства заключается в быстроте реакции, что позволяет принять на себя переизбыток напряжения и защитить устройство. Скорость срабатывания – главное достоинство защитного (TVS) диода.
Теперь о проверке. Она ничем не отличается от обычного диода. Правда есть исключение – диоды Зенера, которые также можно отнести к TVS семейству, но по сути это быстрый стабилитрон, работающий по «механизму» лавинного пробоя (эффект Зинера). Но, проверка работоспособности скатывается к обычной прозвонке. Создание условий срабатывания приводит к выходу элемента из строя. Другими словами, способа проверки защитных функций TVS-диода нет, это как проверить спичку (годная она или нет) пытаясь поджечь.
Проверяем выпрямительный диод и стабилитрон
Защитный диод, а также выпрямительный (включая силовой)или шоттки можно проверить при помощи мультиметра (или воспользоваться омметром), для этого переводим прибор в режим прозвонки так, как это показано на фотографии.
Режим мультиметра, при котором тестируются полупроводниковые выпрямительные диоды
Щупы измерительного прибора присоединяем к выводам радиоэлемента. При присоединении красного провода («+») к аноду, а черного («-») к катоду дисплей мультиметра (или омметра) отобразит значение порогового напряжения тестируемого диода. После того, как меняем полярность, прибор должен показать бесконечно большое сопротивление. В этом случае можно констатировать исправность элемента.
Если при обратном подключении мультиметр регистрирует утечку, значит, радиоэлемент «сгорел» и нуждается в замене.
Заметим, данную методику проверки можно использовать для тестирования диодов на генераторе автомобиля.
Тестирование стабилитрона осуществляется по сходному принципу, правда, такая проверка не позволяет определить, осуществляется ли стабилизация напряжения на заданном уровне. Поэтому нам потребуется собрать простую схему.
Тестирование с использованием регулируемого источника питания
Обозначения:
- БП – регулируемый блок питания (отображающий ток нагрузки и напряжение);
- R – токоограничительное сопротивление;
- VT – тестируемый стабилитрон или лавинный диод.
Принцип проверки следующий:
- производим сборку схемы;
- устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 200 В;
- включаем блок питания и начинаем постепенно увеличивать величину напряжения, пока амперметр на блоке питания не покажет, что через цепь протекает ток;
- подключаем мультиметр, как указано на рисунке и измеряем величину напряжения стабилизации.
Классификация
Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).
Принятые обозначения
Типы диодов, указанные на рисунке:
- А – выпрямительный;
- B – стабилитрон;
- С – варикап;
- D – СВЧ-диод (высоковольтный);
- E – обращенный диод;
- F – туннельный;
- G – светодиод;
- H – фотодиод.
Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.
Поменяйте щупы тестера местами.
Далее необходимо поменять щупы тестера местами – красный установите на плюс, а черным попеременно касайтесь выводов для переменного напряжения.
На табло будет отображаться единица, свидетельствующая о бесконечно большом сопротивлении – при обратной полярности диоды остаются закрытыми. В противном случае, если отображается какое-то напряжение, мост пробит.
Можно ли проверить диод, не выпаивая его из схемы
Этот вопрос вполне логичен и понятен и ответ не него таков: Полностью выпаивать диод из схемы для его проверки не обязательно, достаточно выпаять лишь одну из «ножек», этого будет вполне достаточно для его полноценной проверки.
Если не производить выпаивание одной «ноги», то при проверке вы получите неверные данные, так как в этом случае ток будет еще растекаться по схеме.
Диоды туннельного и обращенного типа
Учитывая, что ток, протекающий через диод, зависит от напряжения, приложенного к нему, тестирование заключается в анализе этой зависимости. Для этого потребуется собрать схему, например, такую, как показана на рисунке.
Тестирование диодов туннельного типа
Перечень элементов:
- VD – тестируемый диод туннельного типа;
- Uп – любой гальванический источник питания, у которого ток разряда около 50 мА;
- Сопротивления: R1 – 12Ω, R2 – 22Ω, R3 – 600Ω.
Диапазон измерений, выставленный на мультиметре ,не должен быть меньше тока максимума диода, этот параметр указан в даташит (datasheet) радиоэлемента.
Видео: Пример проверки диода мультиметром
Алгоритм тестирования:
- устанавливается максимальное значение на переменном резисторе R3;
- подключается тестируемый элемент, с соблюдением указанной на схеме полярности;
- уменьшая величину R3, наблюдаем за показаниями измерительного прибора.
Если элемент исправен, в процессе измерения прибор покажет увеличение тока до Imax диода, после чего последует резкое уменьшение этой величины. При дальнейшем повышении напряжения ток уменьшится до Imin, после чего снова начнет расти.
Установите щупы мультиметра.
Установите щупы мультиметра в соответствующие разъемы на приборе, соблюдая цветовую маркировку (черный – минус, красный — плюс). Переключатель выведите в режим прозвонки.
Как проверить диодный мост
Прежде чем перейти к вопросу проверки диодного моста, вкратце приведем его описание. Диодный мост представляет собой сборку из четырех диодов, соединенных таким образом, что переменное напряжение (AC), подаваемое к двум из четырех выводов диодного моста, переходит в постоянное напряжение (DC) снимаемое с двух других его выводов.
Таким образом, предназначение диодного моста – выпрямление переменного напряжения с целью получения постоянного напряжения.
Диодный (выпрямительный) мост представляет собой четыре выпрямительных диода соединенных по определенной схеме:
Поскольку диодный мост предназначен для выпрямления переменного напряжения (синусоиды), то при первой полуволне переменного напряжения в работе участвуют одна пара диодов:
а при следующей полуволне работает другая пара выпрямительных диодов:
Проверка диодного моста ничем не отличается от проверки обычного диода. Просто необходимо определиться, к каким выводам подключать мультиметр. Условно пронумеруем выводы выпрямителя от 1 до 4:
Отсюда следует, что для проверки диодного моста нам достаточно прозвонить 4 диода:
- 1-й: выводы 1 – 2;
- 2-й: выводы 2 – 3;
- 3-й: выводы 1 – 4;
- 4-й: выводы 4 – 3;
При проверке, необходимо руководствоваться на показания мультиметра, как и при проверке обычных диодов.
Диоды относятся к популярным и широко применяемым электронным элементам, обладающим различным уровнем проводимости.
Перед тем, как проверить диод мультиметром (прозвонить диод и стабилитрон тестером), нужно узнать особенности такого тестирующего прибора и наиболее важные правила его использования.
Виды неисправности диодов
Есть лишь два вида неисправности диодов, это:
1. Пробой. В этом случае диод становится самым обычным проводником, по которому ток может беспрепятственно перемещаться в любом направлении. При такой неисправности мультиметр издает тонкий писк, а на дисплее вы увидите значение близкое или равное нулю.
2. Обрыв . А в данном случае диод в принципе не пропускает ток ни в одно направление и по факту становится изолятором. При этом дисплей прибора в обоих случаях показывает «1». Эту поломку можно диагностировать и ошибочно, чтобы этого избежать при каждой проверке замыкайте их на себя, чтобы проверить целостность концов.
Как вы видите, диагностировать данные неисправности довольно легко.
О диодных мостах
Прежде чем разбираться в способах проверки диодных мостов на исправность, вам нужно как следует изучить общую информацию об устройстве и принципе его работы. Наиболее простой вариант, с практической точки зрения, это четыре выпрямительных диода спаянные в единую схему. Более сложным с точки зрения диагностики является диодная сборка – заводской четырехполюсник, внутри которого набраны четыре полупроводниковых элемента. Но, схематическая реализация и первого, и второго варианта происходит одинаково, принципиальная схема обоих диодных мостов приведена на рисунке ниже:
Рис. 1. Принципиальная схема диодного моста
Как видите, в диоды собираются в мост по такому принципу, в одной точке подключатся катоды двух соседних диодов, а в другой, аноды соседних диодов, с каждого из них снимается полуволна отрицательной или положительной части синусоиды на входе. Другие две точки, имеющие и анодный и катодный вывод диода, предназначены для подачи переменного напряжения. На электрической схеме или непосредственно на диодном мосте выводы переменного напряжения обозначаются буквенной маркировкой AC или значком «~», а положительный и отрицательный вывод постоянного напряжения «+» и «– » соответственно.
Подключение мультиметра
- пробоем, сопровождаемым токовой проводимостью вне зависимости от направления, а также фактическим отсутствием сопротивления;
- обрывом, сопровождаемым отсутствием токового проведения;
- утечкой, сопровождаемой наличием незначительного обратного тока.
Методика настройки прибора для проверки и последовательного тестирования является очень простой.
Соединение анода и щупа мультиметра на «+», а также катода и p-n-перехода на «-» должны быть открытыми. В этом случае прибор подаёт характерный звуковой сигнал. Обратный вариант подключения с закрытым p-n-переходом индицируется единицей.
Знаете ли вы, что светодиодные лампы могут иметь разное устройство? Устройство светодиодных ламп на 220 Вольт – типы приборов и способы сборки.
Инструкция по замене люминесцентных ламп на светодиодные представлена тут.
Как показываем практика самостоятельного тестирования, токовое прохождение, независимо от показателей полярности подключения, чаще всего сопровождает короткое замыкание, а отсутствие прозвона в обе стороны наблюдается при разрыве в цепи.
Ищем диодный мост на плате
Проверять можно как установленный на плате диодный мост, так и выпаянный из нее, второй вариант считается более точным, поскольку на проверку не влияют другие элементы цепи, но следует помнить, что некоторые методы проверки можно реализовать только в рабочем устройстве. Если конструкция прибора довольно сложная или плата переполнена деталями, диодный мост целесообразно искать в таких локациях:
- в блоках питания;
- во вторичных цепях трансформаторов;
- на выходе генераторов;
- перед аккумуляторными батареями.
После обнаружения диодного моста, необходимо осмотреть его корпус или каждый диод в отдельности. Опытный электрик для себя автоматически заметит расположение вводов, но если вам сложно ориентироваться на память, можете нарисовать схему применительно к вашей ситуации. На такой схеме нужно отобразить плюсовую клемму и отрицательную клемму, клеммы ввода переменного напряжения.
Также следует отметить, что неисправность может заключаться не только в диодных мостах, поэтому при обследовании стоит внимательно осматривать все элементы и детали, а при проверке не исключать целостности объекта.
Читайте также: