Схема приставки к вольтметру для проверки стабилитронов и динисторов

Устройство выполнено как приставка к вольтметру или мультиметру, работающему в режиме измерения постоянного напряжения, и предназначено для проверки исправности стабилитронов и динисторов. С его помощью можно проводить идентификацию стабилитронов, защитных диодов и динисторов с рабочим напряжением до 50…55 В, а также подбирать различные полупроводниковые приборы для использования их р-n переходов в качестве стабилитронов [1, 2].

Приставка представляет собой регулируемый повышающий преобразователь напряжения с питанием от источника +5 В, например, зарядного устройства сотового телефона или USB-порта компьютера. Она (рис. 1) содержит генератор прямоугольных импульсов на элементе DD1.1, частота их следования — около 15 кГц. На конденсаторе СЗ и транзисторе VT1 собрана управляемая дифференцирующая цепь, а элементы DD1.2—DD1.4 включены как инверторы.

В коллекторную цепь транзистора VT2 установлен накопительный дроссель L1, на диоде VD1 собран выпрямитель.

Импульсы генератора поступают через дифференцирующую цепь на входы элемента DD1.2. Изменяя состояние транзистора VT1, можно «укорачивать» импульсы на входах этого элемента — чем больше транзистор открыт, тем меньше длительность каждого импульса. После инвертирования элементами DD1.2—DD1.4 эти импульсы через токоограничивающий резистор R3 поступают на базу транзистора VT2.

Когда на выходах элементов DD1.3, DD1.4 высокий уровень, транзистор VT2 открыт, через дроссель L1 протекает ток и энергия накапливается в его магнитном поле. При низком уровне на выходе этих элементов транзистор VT2 закрыт и на дросселе формируется импульс напряжения самоиндукции, которое выпрямляет диод VD1 и затем сглаживает конденсатор С5. Чем больше длительность импульса, поступающего на базу транзистора VT2, тем больше энергии накапливается в дросселе и тем больше выходное напряжение выпрямителя.

В исходном состоянии скважность импульсов генератора около двух, выходное напряжение выпрямителя максимально. Оно поступает на базу транзистора VT1 через резистивный делитель напряжения R2R4, транзистор открывается и длительность импульса, поступающего на базу транзистора VT2, уменьшается, поэтому снижается и выходное напряжение выпрямителя. Так происходит стабилизация выходного напряжения выпрямителя на уровне 55…60 В, его можно изменить подборкой резистора R4.

К устройству подключают вольтметр постоянного тока, который должен иметь входное сопротивление не менее 1 МОм и, кроме того, автоматический выбор пределов измерения — это повысит удобство измерения. Тестируемый стабилитрон подключают к гнёздам XS1, переключатель SA2 — в положение «Стаб.». Если стабилитрон исправен и его напряжение стабилизации не превышает 50 В, ток через него возрастёт, светодиод HL1 станет светить, транзистор VT1 откроется больше и выходное напряжение выпрямителя уменьшится. В этом случае напряжение на стабилитроне будет соответствовать его напряжению стабилизации (или прямому напряжению), которое и измеряет вольтметр. Зная полярность напряжения на гнезде XS1, можно определить назначение выводов стабилитрона. При подключении стабилитрона (или диода) в прямом направлении транзистор VT1 открывается полностью, импульсы на вход элемента DD1.2 не проходят, поэтому преобразователь напряжения на транзисторе VT2 не работает и питание на выпрямитель поступает от источника +5 В.

Проверяемый динистор подключают к гнезду XS2, напряжение на которое поступает через одну из RC-цепей R6C7 или R7C6. Сначала переключатель SA1 переводят в положение «Пров.», a SA2 — в положение «Дин.». Если динистор исправен, он вместе с RC-цепью R6C7 образует релаксационный генератор с частотой следования импульсов несколько герц. По достижении на конденсаторе С7 напряжения открывания динистора происходит быстрая разрядка этого конденсатора через резистор R5 и светодиод HL1, который при этом вспыхивает. Из-за малой частоты следования импульсов конденсатор С4 не может поддерживать постоянное напряжение на базе транзистора VT1, поэтому выходное напряжение выпрямителя нестабильно. Этот режим используют для проверки работоспособности динистора, но если его напряжение открывания превышает 55 В, релаксационный генератор работать не будет.

Чтобы измерить напряжение открывания динистора, гнездо XS2 переключателем SA1 подключают к цепи R7C6. При этом частота импульсов релаксационного генератора увеличивается в несколько раз, ёмкости конденсатора С4 достаточно для сглаживания пульсаций, а свечение светодиода будет казаться постоянным. Напряжение на конденсаторе С4 поддерживает транзистор VT1 в открытом состоянии, чтобы выходное напряжение выпрямителя соответствовало напряжению открывания динистора. Именно это напряжение и измеряет вольтметр.

В приставке к вольтметру применены постоянные резисторы МЛТ, С2-23, Р1-4, оксидные конденсаторы — импортные, остальные — К10-17. Транзистор КТ3102БМ можно заменить любыми серий КТ342, КТ3102, a PN2222A — маломощным импульсным с допустимым напряжением на коллекторе не менее 60 В, замена диода 1N4007 в данном случае — КД104А. Светодиод следует применить с повышенной яркостью свечения, при этом следует учесть, что даже при небольшом токе через вольтметр такой светодиод может слабо светить. Переключатели на два положения — любые малогабаритные. Дроссель — серии RLB0608 фирмы Bourns, но подойдёт и балластный дроссель от компактной люминесцентной лампы индуктивностью несколько миллигенри, для его размещения на плате оставлено свободное место.

Большинство элементов монтируют на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1… 1,5 мм, её чертёж показан на рис. 2.

Плату размещают в пластмассовом корпусе подходящего размера, на передней стенке (верхней крышке) которого крепят светодиод, переключатели и гнёзда XS1, XS2 (можно применить панели для микросхем в корпусе DIP). Для подключения к вольтметру можно изготовить специальный кабель с соответствующими вилками или установить на корпусе дополнительные гнёзда. Устройство снабжено USB-разъёмом для подключения к компьютеру или ЗУ, которое имеет ответную часть такого разъёма, но можно применить и другой источник питания напряжением 5 В. Потребляемый ток в дежурном режиме — около 20 мА и уменьшается при проверке прибора.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Перлов В. Транзисторы и диоды в качестве стабилитронов. — Радио, 1976, № 10, с. 46.
2. Нечаев И. Светодиод в роли стабилитрона. — Радио, 1997, № 3, с. 51.

Источник: Радио №02 2013г.
Автор: И. АЛЕКСАНДРОВ, г. Москва

C этой схемой также часто просматривают:

ЗАЖИГАЛКА ДЛЯ ГАЗА
Зарядное устройство для автомобильных и мотоциклетных батарей
Зарядное устройство для автомобильных аккумуляторов
Имитатор для проверки телефонных аппаратов
Простые датчики для охранной сигнализации
Триггер на транзисторной оптопаре 4N35
«Триггерная кнопка» на микросхеме CD4069
Замена микросхемы 7805 импульсным стабилизатором напряжения
Самодельная USB-гарнитура