Современные цифровые мультиметры позволяют радиолюбителю измерять сопротивление резистора, ёмкость конденсатора, величину индуктивности, частоту сигнала, температуру объекта, а чтобы напряжение стабилизации стабилитрона – мне такие не встречались. А в распоряжении радиолюбителя их, стабилитронов, имеется много и разных. В металлическом, стеклянном, пластмассовом корпусах, иногда с нечитаемыми надписями. Как отличить стабилитрон от диода, особенно в стеклянном корпусе? (Фото1).



Особенно важно знать напряжение стабилизации стабилитрона Uст. Во многих случаях напряжение пробоя кремниевого стабилитрона можно узнать из технической документации или просто определить из его названия. Например, если на корпусе стабилитрона надпись BZX79 5V6, то это означает, что он имеет напряжение стабилизации 5,6 В и принадлежит к семейству BZX. Но с другой стороны, когда наименование стабилитрона неизвестно (стёрлись надписи) или необходимо проверить его работоспособность - как быть? В этом случае необходимо иметь под рукой приставку к мультиметру, которая поможет определить напряжение стабилизации и отличить диод от стабилитрона.
Как работает стабилитрон? Стабилитрон - это такой диод, который в отличие от обычного выпрямительного диода при достижении определённого значения обратно приложенного напряжения (напряжения стабилизации) пропускает ток в обратном направлении, а при его дальнейшем повышении, уменьшая своё внутреннее сопротивление, стремится удержать это напряжение на определённом уровне. Посмотрим на его вольтамперную характеристику (Рис.1б).



На вольтамперной характеристике (ВАХ) стабилитрона режим стабилизации напряжения изображён в отрицательной области приложенного напряжения и тока. По мере увеличения обратного напряжения стабилитрон сначала «сопротивляется» и ток, протекающий через него, минимален. При определённом напряжении ток стабилитрона начинает увеличиваться. Достигается такая точка (точка1 на ВАХ), после которой дальнейшее увеличение напряжения на делителе «резистор-стабилитрон» не вызывает увеличения напряжения на p-n переходе стабилитрона. На этом участке ВАХ происходит увеличение напряжения лишь на резисторе (рис.1а). Ток, проходящий через резистор и стабилитрон, продолжает расти. От точки 1, соответствующей минимальному току ста-билизации, до определённой точки 2 вольтамперной характеристики, соответствующей максимальному току стабилизации, стабилитрон работает в требуемом режиме стабилизации (зелёный участок ВАХ). После точки 2 стабилитрон начинает греться и может выйти из строя. Участок между точками 1 и 2 является рабочим участком стабилизации, на котором стабилитрон выступает в качестве регулятора. Производители ста-билитронов всегда указывают напряжение стабилизации при некотором токе (5...15мА). В предлагаемой приставке используется такая же величина тока при измерении напряжения стабилизации.
Радиолюбитель, имеющий регулируемый источник питания, может вос-пользоваться простым пробником для определения напряжения стабили-зации. Схема приведена на рис.2. На микросхемном стабилизаторе LM317 выполнен стабилизатор тока. Ток можно установить 5 или 15мА. Если использовать LM317AHV (входное напряжение 52В максимальное), то можно измерять напряжение стабилизации до 48В, а с LM317 - до 35В.



Схема мобильной приставки для измерения напряжения стабилизации приведена на рис.3.



Основа схемы - специализированная микросхема МС34063, которая представляет собой схему управления DC/DC-преобразователем. Данная микросхема специально разработана для применения в повышающих, понижающих и инвертирующих преобразователях с минимальным количеством элементов. Напряжение на выходе, получаемое повышающим преобразователем, определяется двумя резисторами R2 и R4. Расчёт номиналов резисторов можно выполнить с помощью онлайн-калькулятора, размещённого на сайте «Радиоактив».

Для сборки схемы нам потребуются:
Резисторы: R1 - 180 Om; R2 - 56k; R3 - 9,1 Om; R4 - 1k6; R5 - 22 Om.
Конденсаторы: C1 - 330p; C2 - 470mk*16V; C3 - 10mk*100V.
Индуктивность - 1900 мкГ. Диоды Шоттки - 1N5819, 2 шт.
Микросхема - МС34063 в корпусе DIL 8. Установлена на панельку.
Микросхема - LM334Z в корпусе ТО-92 (стабилизатор тока).



Внешний вид собранного устройства можно посмотреть на фото 2, 3.





Всё смонтировано на печатной плате. Для подключения к мультиметру использована вилка от зарядного устройства, соответствующим образом доработанная для этой цели. Источник питания - 3 элемента ААА, соединённые последовательно, итого 4,5В. Элементы питания размещены в боксе, закреплённом на плате. Включение питания осуществляется малогабаритной кнопкой. Индуктивность намотана на пластмассовой катушке размерами: внешний диаметр - 15мм, внутренний - 5мм, расстояние между щёчками - 15мм. Провод ПЭЛ, ПЭВ диаметром 0,2мм, наматываем до заполнения. У меня измеренная величина индуктивности получилась 2000мкГ. Если нет микросхемы LM334Z, то её можно исключить и вместо этого вставить резистор 15к между катодом VD2 и выводом VDC, тогда резистор 22 Ом тоже не нужен.
Когда всё установили на плату, проверили монтаж, можно приступать к проверке работоспособности приставки. Сразу скажу, у меня схема заработала с первого раза. Но обо всём по порядку. Не вставляя микросхему в панельку, проверяем напряжение в гнёздах панельки, естественно, подключив источник питания. На 6 выводе должно быть напряжение питания, на выводах 7,8,1 – чуть меньше. Отключаем питание и, если всё нормально, устанавливаем микросхему на место. Включаем питание и измеряем потребляемый ток без нагрузки. При напряжении 9,4В величина тока составила 10,6 мА, а при 4,9В - 26,5 мА. Теперь можно проверить величину напряжения на выходе приставки. Для этого вставляем вилку с платой в гнёзда мультиметра, вот как на фото 4.



На мультиметре выставляем предел 200В постоянного напряжения, нажимаем кнопку S1 и считываем показания вольтметра. При напряжении источника питания 4,5В величина выходного постоянного напряжения составила 33,8 В. Ток в измерительной цепи - 10мА. При 9В выходное напряжение уменьшилось до 21,8В, т.е. надо пересчитать номиналы резисторов R2 и R4, чтобы увеличить выходное напряжение. С целью увеличения выходного напряжения резистор R2 был заменён переменным, чтобы увидеть как будет изменяться напряжение при его регулировке. При сопротивлении 120к напряжение возросло до 44В (Uпит.-4,5В), и до 34В при 9В Uпит. При регулировке резистором R4 наблюдалось только изменение напряжения от 40 до 44В. В итоге с помощью этой приставки мы можем измерять напряжение стабилизации стабилитронов до 40В.
Переходим к выполнению измерений:
- подсоединяем приставку к мультиметру, выбираем предел измерения 200В (постоянное);
- проверяем наличие напряжения на выходе приставки, нажав кратковремен-но кнопку S1;
- подключаем стабилитрон к зажимам, как на фото 5, нажимаем S1 и считы-ваем показания;



- при подключении несимметричного стабилитрона анодом к «+», а катодом «-» мультиметр покажет минимальное напряжение (0,3…0,6В). При изменении полярности подключения- катодом к «+», а анодом к «-», мультиметр покажет напряжение стабилизации, если оно ниже 44В. В нашем случае соответственно 0,7В и 14,6В. Напряжение стабилизации проверенного стабилитрона 14,6В (фото 6);



Естественно, захотелось убедиться, а точно ли измеряет приставка. Этот же стабилитрон был проверен в радиомастерской на промышленном испытателе Л2-54. Оказалось, что показания прибора и приставки почти совпадают (0,5В и 14,7В на приборе). Вполне удовлетворительно для самодельного устройства.
- при подключении симметричного стабилитрона (КС162А) напряжение стабилизации составило 6,2В при любой полярности;
- подключение динистора DB3 при любой полярности показало напряжение пробоя 29,5В;
- диод при одной полярности показал минимальное напряжение, при обратной - выходное напряжение приставки – 44В;
- транзистор в роли стабилитрона выдал такие результаты: КТ315Б,Е - 7,3В; S9014 - 9В.
  Перед тем, как устанавливать радиоэлемент в приставку для проведения измерений, проверьте его на отсутствие обрыва или короткого замыкания внутри корпуса, чтобы избежать лишних вопросов.
  Высоковольтные стабилитроны этим устройством не проверить, требует-ся более высокое напряжение. Со временем рассмотрим и такое устройство.
  Если приставку оформить в подходящий корпус, то её можно брать с собой на радиорынок, чтобы оградить себя от недобросовестных продавцов, покупая стабилитроны.

Скачать схему: pristavka-na-ms34063.spl7 [15,98 Kb] (cкачиваний: 1136)
Скачать печатную плату: plata-stabilitrona.lay6 [26,65 Kb] (cкачиваний: 1083)

Теги: Конкурс 2013, стабилитрон, напряжение стабилизации, мультиметр