Как проверить все стабилизируещие приборы напряжения мультиметром

В первую очередь, рассмотрим, чем можно произвести качественную проверку работы этого устройства. Наиболее верным методом контроля качества устройства является обычный вольтметр, которым можно измерить напряжение в сети квартиры, а также напряжение на выходе прибора. В домашней розетке напряжение способно колебаться в интервале 170-240 вольт, а на выходе стабилизирующего прибора оно должно равняться 220 вольтам.

Но простым методом проверки действия стабилизатора напряжения пользуются далеко не все, так как доверяют данным по индикатору. Но это доверие не всегда оправдывается, а иногда на китайских приборах цифровой индикатор просто подключен непосредственно к реле. В этом случае реле имеют достаточно большой шаг, и он всегда будет показывать 220 В. По факту на выходе будет совсем другое значение.

Как проверить все стабилизируещие приборы напряжения мультиметром

Стабилизаторы напряжения – это электронные приборы со сложным устройством, а значит, они имеют разные накладки в функционировании и возможные неисправности. Существуют разные казусы в их работе, которые связаны с наибольшими нагрузками, а есть и настоящие поломки. Эти понятия следует отличать, для чего существует несколько советов.
В первую очередь, рассмотрим, чем можно произвести качественную проверку работы этого устройства. Наиболее верным методом контроля качества устройства является обычный вольтметр, которым можно измерить напряжение в сети квартиры, а также напряжение на выходе прибора. В домашней розетке напряжение способно колебаться в интервале 170-240 вольт, а на выходе стабилизирующего прибора оно должно равняться 220 вольтам.

Как проверить стабилитрон: кренку тестером, на плате

Многие люди сталкиваются с проблемой частого отключения электроэнергии, перегрузки сети и короткого замыкания, в результате действия которого ломается дорогая аппаратура в доме. В качестве решения проблемы осуществляется установка стабилизатора напряжения или стабилитрона. Что собой представляет устройство, каков принцип его работы, какова сфера его применения и как проверить стабилитрон? Об этом и другом далее.

Описание устройства

Стабилизатор напряжения считается коммутационным устройством, главное предназначение которого кроется в защите сети от большого количества электричества, образующегося из-за короткого замыкания и перегрузки. Данный аппарат включается и отключается от электроцепи. Оснащен магнитным видом расцепителя или электромагнитным. Главным его плюсом служит тот факт, что он позволяет защитить электрическую установку или трансформаторную подстанцию от перенапряжения, перегрузки сети и поломки в результате частого отключения сети.

Определение стабилизатора из справочника

Назначение проверки

Стабилизатор напряжения — аппарат, используемый в качестве вводного устройства. Его ставят перед счетчиком. Используется в сети с одной, двумя и тремя фазами. Может быть применен для одного электроприбора с мощностью более 6 киловатт. Трехполюсный может быть использован для оборудования более 9 киловатт.

Чаще всего его используют, чтобы защитить бытовые электрические или нагревательные приборы. Также он может быть использован, чтобы уберечь систему освещения, двигатель, трансформатор и электронные электроприборы промышленного масштаба.

Обратите внимание! Проверять стабилизатор напряжения нужно, чтобы он мог исправно работать и помогать пользователю защищать электрическую цепь от перенапряжения, короткого замыкания и прочих неприятностей. Делать это нужно обязательно, поскольку иногда сам стабилизатор может стать причиной поломки электроцепи и всего бытового оборудования.

Проверка работоспособности аппарата для защиты цепи

Емкость стабилитрона

Как правило, информация о том, сколько вольт имеет стабилитрон, указана на корпусе самого аппарата. Также эти данные указываются в технической документации. В случае, если надписи и документации нет, есть третий вариант того, как узнать, на сколько вольт стабилитрон — поискать эту информацию в интернете. Старые модели можно отыскать в интернет-справочниках. Зарубежные модели имеют более простую маркировку, нежели российские аналоги. Все сведения отражаются на корпусе устройства под буквой V.

Вам это будет интересно Особенности ответвительного сжимаНадпись с количеством вольтов в устройстве

Как проверить электрический стабилизатор

Эта проверка выполняется довольно просто. Для этого необходимо взять следующие устройства:

Две настольные лампы.
Стабилизатор.
Электрическую плитку.
Удлинитель питания с 3-мя гнездами.

Вставить вилку удлинителя в домашнюю розетку.
Стабилизатор подключить к удлинителю.
К стабилизатору подключить настольную лампу на 60 Вт.
Подключить электрическую плитку к удлинителю.

Если стабилизатор функционирует нормально, то работа плитки не повлияет на свет лампочки, а ели лампу подключить напрямую к удлинителю, то при включении плитки свет станет слабее. Это объясняется тем, что мощный потребитель в виде плитки значительно снижает напряжение и лампа, подключенная к сети до прибора, станет выдавать меньше света. Но лампа, питающаяся после стабилизатора напряжения, не будет реагировать на повышение нагрузки.

Случается, и такая ситуация, когда люди не понимают работу стабилизатора, и сетуют на его плохую работу, хотя дело совершенно не в этом. Это получается так, что стабилизатор обесточивает нагрузку неожиданно, при стирке белья в машине автомате. Но в этом нет никаких неисправностей. Стиральная машина-автомат является мощным потребителем электрической энергии, но ее мощность распределяется неравномерно. При нагревании воды мощность может достигать до 5 кВт, а при обычной стирке уменьшается до 2 кВт. Из уроков физики средней школы известно, что если на входе трансформатора уменьшить напряжение, а на выходе увеличить напряжение, то выходная мощность также значительно снизится. Смотрите статью про стабилизатор для стиральной машины.

Тестер для стабилитронов

Проверка стабилитронов мультиметром не дает 100% гарантии их исправности. Это связано с тем, что он не может проверить его основные параметры. Поэтому многие радиолюбители изготавливают тестер стабилитронов своими руками.

Схема самого простого варианта состоит из набора аккумуляторов, постоянного резистора номиналом 200 Ом, переменного сопротивления на 2 кОм и мультиметра.

Аккумуляторы соединяются последовательно для получения потенциала необходимого для измерения параметров стабилитронов. Напряжения стабилизации в основном лежат в пределах 1,8-16 В.

Поэтому собирается батарея на 18 В. Затем к ее выводам параллельно подсоединяем последовательную цепочку из переменного резистора на 2 кОм мощностью 5 Вт и постоянного на 200 Ом.

Второй будет играть роль ограничивающего сопротивления. Выводы переменного резистора присоединяются к трехконтактной клеммной колодке.

К первому контакту присоединяется вывод, подключенный к плюсу батареи, ко второму другой крайний вывод, а к третьему средний подвижный контакт резистора.

В других вариантах тестеров можно применять импульсные источники питания с регулируемым напряжением выходного каскада, но суть не меняется, измерителем остается мультиметр.

Порядок проверки

Весь процесс сводится к тому, как проверяют диоды. Это делается обычным мультиметром в режиме проверки сопротивления или диода. Исправный стабилитрон может проводить ток в одном направлении, по аналогии с диодом.

Рассмотрим пример проверки двух стабилитронов КС191У и Д814А, один из них неисправный.

Сначала проверяем диод Д814А. При этом стабилитрон по аналогии с диодом пропускает ток в одну сторону.

Теперь проверяем стабилитрон КС191У. Он заведомо неисправен, так как совсем не может пропускать ток.

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.

Основная цель определения работоспособности – проверка стабилитрона на напряжение стабилизации.

Проверка микросхемы стабилизатора

Требуется собрать стабилизирующие цепи для питания устройства на микроконтроллере PIC 16F 628, который нормально работает от 5 В. Для этого берем микросхему PJ 7805, и на ее базе по схеме из даташита выполняем сборку. Подается напряжение, а на выходе получается 4,9 В. Этого хватает, но упрямство берет верх.

Достали коробку с интегральными стабилизаторами, и будем измерять их параметры. Чтобы не сделать ошибки, кладем перед собой схему. Но при проверке микросхемы оказалось, что на выходе всего 4,86 В. Здесь необходим какой-либо пробник, чем и займемся.

С помощью элемента питания и лампочки

Существует вариант прозвона симистора простейшим тестером, представляющим собой разорванную однолинейную цепь с источником питания и контрольной лампой. Еще для проверки понадобится дополнительный источник питания. В качестве его может быть использован любой элемент питания, например типа АА с напряжением 1,5 В.

Прозванивать деталь нужно в определенном порядке. В первую очередь необходимо соединить контакты тестера с рабочими контактами симистора. Контрольная лампа при этом гореть не должна.

Затем необходимо подать напряжение между управляющим и рабочим электродами с дополнительного источника питания. На рабочий электрод подается полярность, соответствующая полярности подключенного тестера. При подключении контрольная лампа должна загореться. Если переход симистора настроен на соответствующий ток удержания, то лампа должна гореть и при отключении дополнительного источника питания от управляющего электрода до момента отключения тестера.

Схема пробника для проверки микросхемы КРЕН

Эта схема уступает предыдущей компоновке.

Конденсатор С1 удаляет генерацию при ступенчатом подключении входного напряжения, а емкость С2 предназначена для защиты от импульсных помех. Величину ее берем 100 микрофарад, напряжение по величине стабилизатора напряжения. Диод 1N 4148 не дает возможность конденсатору разрядиться. Входное напряжение стабилизатора должно превышать напряжение выхода на 2,5 В. Нагрузку следует выбирать в соответствии с тестируемым стабилизатором.

Остальные элементы пробника выглядят следующим образом:

Контактные площадки стали местом монтажа элементов схемы. Корпус получился компактным.

На корпусе установили кнопку питания для удобства пользования. Штыревой контакт пришлось доработать путем изгибания.

На этом пробник готов. Он является своеобразной приставкой к мультиметру. Вставляем в гнезда штыри пробника, границу измерения устанавливаем на 20 В, провода соединяем с блоком питания, регулируем напряжение на 15 В и нажимаем кнопку питания на пробнике. Прибор сработал, на экране отображается 9,91 вольта.

Методы проверки источников питания и стабилизаторов

В данном разделе приводятся основные методы проверки, применяемые для всех типов источников питания и стабилизаторов, как совсем простые, так и более сложные. Если схема благополучно прошла все тесты, описанные в книге, значит, она полностью пригодна для применения. Если результаты проверки не соответствуют стандартным требованиям, то они могут послужить основой для определения причин неисправности.

Методика тестирования

Главная функция любого автономного источника питания — преобразование переменного тока в постоянный. В преобразователях постоянного тока он преобразуется в аналогичный, Но с другим напряжением (как правило, большим, но иногда и меньшим). Работоспособность источника питания проверяется измерением выходного напряжения. Естественно, для более детальной проверки источника питания оно должно измеряться с нагрузкой, без нагрузки, а также с частичной нагрузкой.

Если выходное напряжение источника питания при полной нагрузке соответствует указанному в паспорте, то его основная функция выполняется. Однако, как показывает опыт, полезно дополнительно проверить коэффициент стабилизации

напряжения источника питания, внутреннее сопротивление и амплитуду пульсаций выходного напряжения.

Проверка выходного напряжения

На рис. 7.1 приведена принципиальная схема проверки источника питания. Схема предусматривает проверку источника питания без нагрузки, с половинной нагрузкой и полной нагрузкой (в зависимости от положения переключателя Sl). Когда переключатель Sl находится в положении 1, нагрузка к выходу источника питания не подключена. В положениях 2 и 3 подключается нагрузка, равная соответственно половине и полному номинальному значению нагрузки источника питания.

Рис. 7.1. Базовая схема проверки истачника питания

Для расчета величины сопротивления нагрузки R1 или R2, которая определяется выходным напряжением E и максимальным (либо половинным) значением тока нагрузки I, необходимо воспользоваться законом Ома: R – E / I. Например, если источник питания рассчитан на выходное напряжение 5 В и ток 500 мА (0,5 А), то величина R2 = 5 / 0,5 = 10 Ом (полная номинальная нагрузка). Для нагрузки, равной половине номинальной, R1 = 5 / 0,25 = 20 Ом.

Если необходимо проверить несколько источников питания, целесообразно иметь переменную нагрузку, значение которой выбирается исходя из условий проверки источника питания; величина сопротивления нагрузки заранее измеряется омметром. Резисторы не должны иметь индуктивной составляющей полного сопротивления (нельзя использовать проволочные резисторы) и должны обладать достаточной мощностью рассеяния, чтобы не перегреваться. Так, если использовать значения Rl и R2 из предыдущего примера, выделяющаяся на резисторе R1 мощность составит 5 x 0,5 = 2,5 Вт (то есть следует использовать резистор с мощностью рассеяния не менее 5 Вт), а для R2 мощность рассеяния составит 5 x 0,25 – 1,25 Вт (необходим резистор с мощностью рассеяния 2 Вт).

Для проведения проверки требуется:

1.Выполнить соединения в соответствии со схемой на рис. 7.1.

2.Установить необходимые значения сопротивлений Rl и R2.

3. Включить источник питания. Установить правильную величину входного напряжения, используя его промежуточное значение (если не оговорено обратное). Например, входное напряжение для обычного импульсного стабилизатора питания составляет 4-20 В. Для проверки нагрузочных характеристик и линейности стабилизации следует использовать входные напряжения 5,8—15 В. При проверке преобразователей постоянного тока требуется автономный регулируемый источник входного напряжения. (Пример такого источника приведен на рис. 7.2.) Для источников питания, выполненных в виде автономных блоков, необходимое значение входного напряжения можно установить с помощью регулируемого автотрансформатора. При выполнении ряда тестов в качестве источника можно использовать девятивольтовую батарею для задания напряжения примерно в середине нужного диапазона.

4. Измерить выходное напряжение при каждом положении переключателя S1.

5. Затем, используя закон Ома, нужно рассчитать токи для положений 2 и 3 переключателя S1. Например, если R1 = 20 Ом, а вольтметр зафиксировал выходное напряжение 4,8 В в положении 2 переключателя S1, ток нагрузки составит 4,8 / 20 = 0,24 А, или 240 мА. Если выходное напряжение источника питания равно 5 В в положении 1 и снижается до 4,8 В в положении 2 переключателя, значит, источник питания не поддерживает номинального напряжения при полной нагрузке. Снижение выходного напряжения под нагрузкой означает либо неудачное проектирование разводки (для экспериментальных источников питания), либо неисправность отдельных элементов (рассмотрено в разделе поиска неисправностей).

Изменение выход ной нагрузки

Изменение напряжения или тока стабилизированного источника питания при изменении нагрузки (иногда называемое эффектом влияния нагрузки или выходной нестабильности) обычно выражается в процентах и определяется так:

Следует отметить, что значения выходной нестабильности, как правило, не очень хороши (то есть имеют высокое процентное значение), когда велико собственное внутреннее сопротивление источника питания.

Рис. 7.2. Регулируемый автономный источник питания

Примечание к рис. Въисодное напряжение регулируется от 3,5 до 20 В, выходной токменяется от нуля до 90мА. Выходная нестабильностьраена 02% (по нагрузке и по питанию от сети). Уровень пульсаций при полной нагрузке не превышает 0,5 мВ. T1 – трансформатор STANC0R-TP3.

Нестабильность выходного напряжения, вызываемая нестабильностью сетевого питания

Нестабильность выходного напряжения из-за изменения напряжения сетевого питания (также известного в качестве эффекта сети, входной нестабильности, эффекта источника) обычно выражается в процентах изменения выходного напряжения и представляет максимально допустимое выходное напряжение (на данную нагрузку) при максимальном изменении входного напряжения. Например, источник питания спроектирован для работы от сети переменного тока с напряжением 110-120 В, при этом выходное постоянное напряжение должно быть равно 100 В. При первом измерении выходное напряжение на входе источника было равно 120 В, а при втором – 110 В. Если при двух измерениях нет никакой разницы в выходном напряжении, то его стабильность по входному напряжению идеальна (и, скорее всего, нереальна). Если же выходное напряжение изменилось на 1 В, то по отношению к 100 В изменение составило 1%. Действительное значение нестабильности по входному напряжению источника питания должно определяться при полной, половинной или иной, требуемой техническими условиями, величине нагрузки. Разумеется, входное напряжение нужно изменять стабилизатором или отдельным источником постоянного тока от минимального до максимально возможного и измерять прибором с высоким классом точности.

Внутреннее сопротивление источника питания

Внутреннее сопротивление источника питания определяется следующим соотношением:

Предпочтительно минимальное значение внутреннего сопротивления, так как оно указывает на минимальное изменение выходного напряжения при изменении нагрузки. Выполнение измерений производится в следующем порядке:

1. Собрать схему в соответствии с рис. 7.1.

2. Установить необходимое по условиям проверки значение сопротивления R2.

3. Включить напряжение питания. Измерить значение выходного напряжения в положениях 1 (без нагрузки) и 3 (полная нагрузка) переключателя S1.

4. Рассчитать действительное значение тока в положении 3. Например, если сопротивление R2 составляет 10 Ом, а выходное напряжение в положении 3 переключателя S1 – 4,999 В (как и в предыдущем примере), то значение тока равно:

Используя полученные значения выходного напряжения без нагрузки и с полной нагрузкой и значение тока нагрузки, можно определить внутреннее сопротивление источника Так, если выходное напряжение без нагрузки равно 5 В, напряжение с полной нагрузкой – 4,999 В и ток – 0,499 А, то внутреннее сопротивление составит.

кпд

Коэффициент полезного действия обычно определяется в процентах и представляет собой отношение выходной мощности источника питания к входной (умноженное на 100 для выражения результата в процентах). Хотя расчеты очень просты, есть некоторые сложности в определении входного тока и измерении входного напряжения. При отсутствии амперметра для измерения входного тока необходимо использовать резистор, подключенный последовательно к входу источника питания. Затем следует измерить падение напряжения на этом резисторе (в вольтах) и рассчитать ток по закону Ома (I – E / R). При использовании резистора сопротивлением 1 Ом величина тока будет выражена в амперах, а сопротивлением 1000 Ом – в миллиамперах. Хотя в установившемся режиме входной ток большинства импульсных стабилизаторов на интегральных микросхемах невелик, начальный бросок тока при включении может оказаться достаточно большим.

Если предположить, что выходное напряжение с полной нагрузкой равно 4,999 В при токе нагрузки 15 мА, а входное напряжение – 4,5 В с входным током 20 мА, то входная потребляемая мощность составит 90 мВт (4,5 X 0,02), а выходная

мощность – 75 мВт. Таким образом, КПД составит 83% (75 / 90). Такое значение типично для большинства схем импульсных стабилизаторов с батарейным питанием.

Пульсации выход ного напряжения

В любых источниках питания независимо от качества стабилизации или фильтрации всегда присутствуют пульсации. Импульсные источники с батарейным питанием также имеют небольшую переменную составляющую выходного напряжения. Пульсации (независимо от их происхождения) можно измерить осциллографом или измерительным прибором. Обычно коэффициент, отражающий величину пульсации, вычисляется как отношение между величинами пульсации и полного выходного напряжения. Например, если пульсации составляют 0,03 В а выходного напряжения – 5 В, то это отношение будет равно 0,03 / 5 = 0,006 (или 0,006 x ЮО – 0,6%).

Методика выполнения измерений следующая:

1. Собрать схему в соответствии с рис. 7.1.

2. Установить необходимое по условиям проверки значение сопротивления R2. Измерение пульсаций обычно производится при полной (100%) нагрузке.

3. Подать напряжение. Измерить значение выходного постоянного напряжения в положении 3 (полная нагрузка) переключателя S1.

4. Установить переключатель измерительного прибора в положение измерения переменного тока. Любые показания прибора в этих условиях характеризуют напряжение пульсаций.

5. Найти значение коэффициента пульсаций (в процентах). Оно равно отношению двух напряжений (переменного напряжения пульсаций и постоянного выходного).

6. Существенной проблемой при оценке величины пульсации с помощью измерительного прибора может оказаться отличие формы пульсирующего сигнала от синусоидальной, так как большинство приборов отградуировано на измерение именно синусоидального сигнала. Поэтому более надежный способ измерения пульсаций – применение осциллографа (см. рис. 7.3), посредством которого можно определить амплитуду пиков.

7. Необходимо настроить развертку осциллографа для получения на экране одного или двух периодов напряжения пульсации. Следует помнить, что при двухполупериодном выпрямлении образуется два «горба» за период, а одно- полупериодное выпрямление дает один «горб».

Исследование формы пульсирующего сигнала в описанных ниже случаях помогает определить источник пульсаций в схеме источника питания:

о npu несбалансированности нагрузки плеч выпрямителя (через один выпрямительный диод протекает больший ток, чем через другой) пульсации не равны по амплитуде;

о если в источнике большой уровень шума или флуктуаций (особенно при использовании стабилитронов), пульсации непостоянны по амплитуде и форме;

о если изменяется частота пульсаций, то частота источника переменного тока непостоянна (в импульсных источниках питания частота переключения варьируется);

о если на въиходе двухполупериодного выпрямителя наблюдается однополупери- одное выпрямление, то один из выпрямительных диодов не проводит ток.

Рис. 7.3. Схема соединений для проверки параметров источников питания

Детальная проверка

Основных методов проверки, описанных выше, вполне достаточно для большинства случаев, встречающихся в любительской практике, хотя для проверки оборудования промышленного и исследовательского предназначения существует множество других способов.

На рис. 7.3 приведена схема соединений для проверки пяти наиболее важных параметров (рабочих характеристик) источника питания: влияния внешнего питания, нагрузки; гармонических и случайных искажений (ГИСИ), дрейфа и температурных коэффициентов. Помимо перечисленных существует ряд дополнительных измерений, в частности шумы и время переходных характеристик. Однако для этих целей необходимо сложное оснащение, особенно при проверках экспериментального или промышленного оборудования. Для более детального изучения методов проверки и измерений характеристик источников питания можно рекомендовать книгу J. Lenk, «Complete Guide to Electronic Power Supplies», 1990, Prentice-Hall.

Оборудованиедля выполнения измерений

Для выполнения тестовых измерений, описанных в этом разделе, понадобятся четыре прибора: регулируемый автотрансформатор, дифференциальный или цифровой вольтметр переменного тока, обычный вольтметр переменного тока и осциллограф.

Естественно, для проверки источников, работающих от батареи, нужен регулируемый источник постоянного тока (см. рис. 7.2).

Использование отдельного источника питания, возможно, приведет к определенным проблемам. Наличие в нем пульсаций или флуктуаций напряжения может повлиять на проверяемый источник питания и исказить результаты проверки. Эта ситуация легко исправляется заменой внешнего источника питания батареей с тем же напряжением. Если пульсации или другие флуктуации сохраняются, то неисправен проверяемый источник питания.

Необходимо убедиться, что автотрансформатор или регулируемый источник постоянного напряжения (для проверяемых источников с батарейным питанием) рассчитан на достаточную нагрузку по току. В противном случае напряжение, поступающее от него на вход проверяемого источника, может иметь значительные искажения, вследствие чего условия (и результаты) работы цепей выпрямления или стабилизации будут сильно отличаться от номинальных.

Точность измерения вольтметра постоянного тока должна быть до 1 мВ или выше, чувствительность осциллографа – не менее 100 мкВ/см, а ширина полосы пропускания – не менее 10 МГц. Желательно, чтобы и осциллограф, и вольтметр имели приспособление для измерения тока (типа токового шунта, предпочтительно с зажимами), поскольку в импульсных источниках форма тока на экране осциллографа часто помогает определить причину неисправности (как будет показано ниже). В цепях импульсных источников также могут оказаться полезными неэлектронные типы комбинированных приборов (ампервольтомметров), например классические Simpson 260 или Tripplet 630, поскольку цифровые и другие электронные устройства зачастую подвержены влиянию импульсных сигналов, генерируемых в проверяемых схемах.

Правильность подключения

Для получения правильных результатов все соединениядолжны быть постоянными и надежными (не рекомендуется использовать зажимы типа «крокодил» и т.п.), причем их следует выполнять к определенным местам источника. Использование проводов с зажимами на концах, как правило, приводит к ошибкам в измерениях. В этом случае к результатам измерений добавляется переходное сопротивление в точке контакта зажима. Применение зажимов даже для подключения нагрузки может вызвать погрешности измерений.

Подключение отдельными проводами

Каждый измерительный прибор должен подключаться к точкам измерения отдельной парой проводов (см. рис. 7.3). Такое подключение позволяет избежать воздействия едва уловимых эффектов взаимного влияния, которые могут проявиться между измерительными приборами (если только все их провода с нулевым потенциалом не подключены к выводу с низким импедансом на источнике питания). Для исключения влияния наводок необходимо использовать витую пару проводов или экранированный кабель.

Сопротивление нагрузки

Сопротивление нагрузки должно соответствовать возможностям источника и условиям проверки. Правильно подобранное сопротивление нагрузки обеспечивает проверку работы источника при максимально допустимых значениях выходного напряжения и тока нагрузки.

Помехи и наводки, влияние паразитных связей с «землей»

Необходимо тщательно проверять подключение всех соединений, чтобы избежать возможного влияния наводок и/или проблем из-за паразитных связей с «землей» (заземления в нескольких точках, особенно неверно выбранных). Простейший способ проверки – отключить источник и с помощью осциллографа убедиться в наличии или отсутствии нежелательных сигналов (особенно в диапазоне частот сетевого питания 50/60 Гц). При этом провода осциллографа должны быть подключены к выходным контактам источника Затем следует подключить оба провода осциллографа к тому выводу (+ или —), который соединен с «землей», либо к общей точке. Если при этих измерениях с отключенным источником наблюдаются шумы, то, скорее всего, причина заключается в перекрестных помехах или эффекте влияния паразитной связи с «землей».

Подключение вольтметра переменного тока

Вольтметр переменного тока должен быть подключен как можно ближе к входным клеммам источника питания. В этом случае измеряемая величина представляет собой напряжение непосредственно на входе проверяемого источника без возможных погрешностей из-за падения напряжения в проводах, которыми источник питания подключается к сети. То же самое относится и к измерениям, выполняемым на входе батарейного источника. То есть необходимо проводить измерения постоянного входного напряжения на входных зажимах проверяемого источника, а не на выходных клеммах регулируемого стабилизатора или батарей.

Сетевые стабилизаторы

При проверке источников питания или при их эксплуатации нельзя использовать сетевые стабилизаторы, если только этот момент специально не оговорен для данного типа источника питания. Данное предостережение особенно важно при работе с импульсными источниками питания и стабилизаторами постоянного напряжения. Сетевой стабилизатор может внести существенные искажения в форму выходного сигнала импульсного источника и тем самым – постоянную погрешность в выходное напряжение.

Влияние источника питания

Этот способ заключается в том, что измерения выходного напряжения проводят- сЯ при изменении входного в оговоренном диапазоне от нижнего предела до верхнего. Проверка выполняется при неизменных значениях остальных параметров. Они должны соответствовать техническим характеристикам для любого диапазона изменений выходного напряжения, указанного в паспорте, при заданных для

проверки значениях выходного тока. Предельные значения параметров при так: проверках — это, как правило, максимальное выходное напряжение и максима, cw- ный ток нагрузки.

Влияние нагрузки

Эти измерения выполняются при замыкании и размыкании переключателя S1 (рис. 7.3) с регистрацией изменений выходного напряжения. Проверка производится при неизменных значениях остальных параметров, которые должны соответствовать техническим характеристикам для любого нормированного выходного напряжения при заданных значениях входного. Предельные значения параметров пр таких проверках – это, как правило, максимальное выходное напряжение и максимальный ток нагрузки.

Шумы и пульсации

Во многих случаях термин «периодические и случайные отклонения» замени термин «шумы и пульсации». Данный параметр представляет собой отклонени выходного напряжения постоянного тока от среднего значения (в пределах определенной полосы пропускания частот) при неизменности всех остальных параметров.

Например, для лабораторных источников питания фирмы Hewlett Packard этот параметр измеряется в значениях среднего квадратического или двойного амплитудного (от пика до пика) напряжения при ширине полосы пропускания от 2 Г до 2 МГц. Флуктуации в диапазоне частот ниже 20 Гц рассматриваются как дрей^ Измерения «от пика до пика» имеют особую практическую ценность в тех случаях, когда шумовые выбросы могут нанести особый вред (например, в цифровых логических схемах). Измерение среднего квадратического значения неэффективно в случае шумов, так как выходные шумовые выбросы могут проявляться в кратковременных пульсациях; при этом величина среднего квадратического значения увеличивается незначительно. Во время проверок периодических и случайных отклонений или уровня шума и пульсаций всегда используйте витую пару проводов (для однолучевого осциллографа) либо двухпроводной экранированный кабель (для дифференциального осциллографа).

Дрейф

При измерении дрейфа наблюдают за величиной выходного напряжения источника питания с помощью дифференциального или цифрового вольтметра на протяжении фиксированного длительного промежутка времени (как правило, восемь часов после 30-минутного предварительного прогрева). В ряде случаев используются регистрирующие самопишущие приборы с непрерывной записью измерений. При проведении испытаний рядом с источником питания необходимо поместить термометр для подтверждения неизменности температуры окружающей среды. Испытываемый прибор должен находиться в защищенном от конвекционных потоков воздуха месте (вдали от открьггых дверей, окон или вентиляционных отверстий системы кондиционирования воздуха). По возможности его лучше поместить в термостат и поддерживать заданную температуру. Следует помнить, что у стабилизированного источника питания с хорошими характеристиками наибольший дрейф выходного напряжения проявляется в течение первых 30 минут прогрева.

Температурный коэффициент

Температурный коэффициент измеряют, помещая испытываемый источник питания в термостат и изменяя температуру в заданных пределах (с предварительным прогревом на каждой фиксированной точке в течение 30 мин). Если нет других указаний, то температурный коэффициент определяется как величина изменения выходного напряжения источника питания при изменении температуры на 5 °С. Измерительный прибор следует размещать вне термостата, и он должен иметь высокие характеристики как по термостабильности, так и по стабильности в непрерывном режиме работы, гарантирующие, что дрейф показаний вольтметра не повлияет на точность проводимых измерений.

Источник: Ленк Д., 500 практических схем на популярных ИС: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, – 44 с.: ил. (Серия «Учебник»).

Tweet Нравится

Предыдущая запись: Источник выходного напряжения 100 В
Следующая запись: Цифровой микрофон для обучения пернатых звукоподражанию

Как проверить электрический стабилизатор?

Вопрос, как проверить стабилизатор напряжения, является актуальным для многих предприятий, организаций и частных пользователей. Стабилизирующие устройства представляют собой достаточно сложную аппаратуру, от качества работы которой зависит исправность подключенного дорогостоящего оборудования. Поэтому контроль их работоспособности и своевременное выявление неисправностей – необходимое условие для обеспечения бесперебойности технологических процессов и минимизации дополнительных расходов.

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.

Неисправности стабилизаторов

Наиболее важными характеристиками стабилизаторов, которые подлежат контролю, являются номинальное входное и выходное напряжение, ток нагрузки, степень стабилизации, величина пульсации, температура внутренних компонентов. Для полноценной диагностики этих параметров необходимо специальное оборудование. Особенно сложным считается тестирование устройств на симисторных ключах. Оно требует наличия точной схемы и специализированных измерительных приборов, включая осциллограф.

Рассмотрим некоторые распространенные проблемы стабилизаторов:

В релейных устройствах чаще всего выходят из строя реле, которые отвечают за переключение обмоток трансформатора. Также иногда перегорает катушка.
Перегревается трансформатор без серьезной нагрузки. Эта проблема возникает из-за межвиткового короткого замыкания или замыкания в переключателях.
Перегрев сервоприводного стабилизатора. Он может происходить вследствие замыкания соседних витков из-за загрязнения контактных площадок. Чтобы не допустить этого, устройства необходимо периодически разбирать и чистить.
Перегорание одного из электронных компонентов. Оно может происходить из-за замыканий, перегрузок, чрезмерно высокой температуры.

Схема простейшего метода проверки напряжения стабилитрона

Радиолюбители и все те, кто хорошо дружит с электроникой знают, что задача нахождения стабилитрона с нужными характеристиками (рабочим напряжением) скучная и кропотливая. Случается, что нужно перебрать очень много разных экземпляров, пока не найдётся нужное значение Vz. Проверка состояния стабилитрона обычно делается с помощью обычной шкалы мультиметра для измерения диодов, этот тест дает нам точное представление о состоянии компонента, но не дает нам определить значение Vz. В общем тестер стабилитронов это действительно удобный прибор, когда мы хотим быстро выяснить значение напряжения Vz.

Как проверить электрический стабилизатор?

Для выявления неисправностей устройства нужно выполнить следующие действия:

Предварительная проверка. Ее можно провести без специальных приборов. Для этого понадобятся две настольные лампы одинаковой мощности, электроплитка или другой мощный потребитель, удлинитель питания с несколькими розетками. Подключаем к удлинителю стабилизатор, одну лампочку и электроплитку. Втору лампочку питаем от стабилизатора. Включаем плитку. Если стабилизатор работает правильно, то свет лампы, подключенной к нему не измениться, а свечение лампы, подключенной к удлинителю уменьшится.
Разборка оборудования, тщательное удаление всех загрязнений, очистка контактных площадок до металлического блеска.
Осмотр стабилизатора, выявление электронных компонентов со следами воздействия высокой температуры. Перегретые резисторы выглядят обуглившимися, на транзисторах могут появляться почернения и трещины. Также нужно обратить внимание на вздувшиеся конденсаторы. Еще одним симптомом перегрева является изменение оттенка текстолитовой платы.
Прозвон силовых ключей и других компонентов.

Можно ли проверить стабилитрон не выпаивая?

Да, это возможно, но тестируются не все режимы радиоэлемента. Стабилитрон всегда имеет электрические связи с остальными элементами схемы, поэтому проверить его на пробой в составе изделия невозможно.

Вы сможете проверить стабилитрон мультиметром на плате только на стабильность напряжения питания. Для этого необходимо включить электроприбор, и соединить щупы тестера с ножками детали.

Естественно, вы должны знать исходное значение по маркировке. При этом надо замерить напряжение на входе и после стабилизатора. Если значение на входе выше или равно напряжению после стабилитрона, значит он исправен.

Проверка линейного стабилизатора постоянного напряжения с помощью мультиметра

Одним из основных компонентов линейного стабилизатора постоянного напряжения является стабилитрон или диод Зенера. Выход из строя именно этого элемента является самой распространенной причиной поломки устройств. Прежде чем разобраться, как проверить стабилизатор напряжения мультиметром, нужно разобраться в принципе работы стабилитрона. В рабочем состоянии он пропускает ток строго в одном направлении. При повышении напряжения на входе, величина электротока, проходящего через стабилитрон, резко возрастает. Элемент начинает работать в режиме пробоя, обеспечивая поддержание напряжения на выходе с заданной точностью. Слишком большие токи приводят к перегреву и поломке стабилитрона.

Для проверки компонента подсоединяем плюсовый щуп мультиметра в режиме измерения сопротивления к катодному выводу, а минусовый – к анодному выводу. Прибор должен показать определенное значение сопротивления. После этого меняем щупы местами. Сопротивление должно становиться бесконечным. Такие показания мультиметра указывают на исправность стабилитрона. Если же при обоих измерениях прибор показал бесконечное сопротивление – произошел обрыв элемента. В случае, когда сопротивление при разных положениях щупов равно нулю, можно сделать вывод о пробое стабилитрона.

Проверка стабилитрона: как проверить стабилизатор при помощи мультиметра

Стабилитрон (Диод Зенера) по внешнему сходству напоминает диод. Однако его функции отличаются от диода по вольт-амперной характеристике (ВАХ). Диод Зенера обладает высоким сопротивлением, но при воздействии на него определённым напряжением, возникает пробой. Из-за этого возрастает протекающий через него ток. В режиме пробоя величина напряжения на стабилитроне с широким диапазоном токов поддерживается с указанной точностью.

Для того чтобы проверить стабилитрон мультиметром, необходимо обладать определенными знаниями.

Измерение с помощью мультиметра аналогично проверке диода. Рабочим состоянием стабилитрона можно охарактеризовать его способность пропускать ток только в одном направлении.

На измерительном приборе это может выглядеть следующим образом:

Если измерения проводятся цифровым прибором, с присоединением плюсового щупа к катодному выводу, обозначенному полоской, а минусового щупа к анодному выводу, значит, на приборе должны быть отражены показания в виде цифр (например, проверка стабилитрона 5,1 В отображается на табло мультиметра показания 688 Ом). Если же поменять щупы местами, то на приборе отобразится бесконечное сопротивление, что характерно указывает про исправный радиоэлемент. Когда при соединении на мультиметре указано в обоих направлениях бесконечное сопротивление, то это указывает на обрыв элемента. В случае если сопротивление в обоих направлениях равняется нулю, то такой элемент является пробитым.
Аналогично измерение можно проводить стрелочным прибором, где в одном направлении вместо цифр стрелка указывает сопротивление, а в другом бесконечное сопротивление.

В полупроводниковой технике могут примениться двухсторонние стабилитроны (КС175А), а также прецизионные (Д818). Их нельзя проверить методом, описанным выше, поскольку в обоих направлениях их сопротивление является бесконечным. Для проверки этих элементов можно применить способ, приведённый ниже.

Измерение по схеме стабилизатора

Этот способ позволяет провести замеры параметров радиоэлементов путём включения их в схему и приложенного напряжения источника питания. В зависимости от напряжения стабилизации проверяемого компонента, необходимо иметь делитель состоящего из одного и более резисторов. Источник питания подключается непосредственно к заранее собранной электрической схеме, включённой с общим минусом или общим плюсом. Эта схема является параметрическим стабилизатором напряжения:

Рассмотрим включение схемы в общим минусом. Положительный провод источника питания присоединяется к выводу 1 делителя которым служит резистор R, а испытуемый стабилитрон подключается катодом к выводу 2 резистора R. Анодный вывод стабилитрона соединён с минусовым выводом источника питания и является общей шиной питания. Резистор делителя выбирается таким образом, чтобы приложенное напряжение от источника питания достигло такого уровня, что позволит на выводе 2 резистора получить ток пробоя стабилитрона, при котором он откроется.
Мультиметр переключается в режим измерения постоянного напряжения, после чего плюсовой вывод вольтметра соединяется к выводу 2 резистора, а минусовый вывод подключён к общей шине, это минус источника питания+анод испытываемого элемента. Источник питания желательно иметь с плавной регулировкой, что придаёт этому способу возможность осуществлять испытание широкого спектра стабилизируемых напряжений.

На примере рассмотрим диод Зенера со стабилизацией 12 В. Для этого необходимо приложить напряжение таким образом, чтобы на выводе 1 делителя оно составляло около 11 В, при сопротивлении делителя выбранным примерно 100Ом. Вольтметр на выводе 2 резистора (без нагрузки). Напряжение перед делителем и после него остаётся неизменным, в зависимости от выбранного сопротивления. Если на вывод 1 делителя приложить выше 12 В или выше, то при этом на выходе делителя вывода второе напряжение не должно превышать 12 В, что указывает на его исправность.

Делитель R выбирается таким образом, чтобы ток источника на выводе 2 не превышал максимальный ток стабилитрона, что чревато выходом из строя последнего.

Если же исследуемый элемент является пробитым или неправильно включен в схему, то напряжение на вольтметре равняется нулю, а также произойдёт нагрев делителя. Если же элемент в обрыве, то приложенная величина на входе делителя, будет выше чем 12 В, то испытываемый элемент можно считать неисправным.

Прецизионные и двухсторонние устройства

Аналогичным способом проверяются прецизионные стабилитроны. Двухсторонние стабилитроны подключаются к выводам источника питания без соблюдения полярности.

Для проверки стабилизатора, необходимо переключить мультиметр в режим измерения постоянного тока, соблюдая полярность. Изначально проверяется величина подводящего питания к стабилизатору.

Если напряжение в норме, тогда мультиметр непосредственно подключается к выходу стабилизатора, измеряя величину напряжения уже на выходе.

Источник: https://220v.guru/fizicheskie-ponyatiya-i-pribory/multimetry/kak-proverit-stabilitron-i-stabilizator-napryazheniya-multimetrom.html

Проверка по схеме стабилизатора

Описанный выше метод не подходит для двусторонних и прецизионных стабилитронов. Как проверить стабилизатор напряжения в этом случае? Нужно включить проверяемые электронные компоненты в схему и приложить напряжение от источника питания. Для этого понадобиться делитель, который состоит из одного или нескольких резисторов. Резистор должен обеспечивать пробой стабилитрона при подаче напряжения от источника питания.

Положительный провод от блока питания подключается к первому выводу делителя.
Катодный вывод стабилитрона подключается ко второму выводу делителя.
Анодный вывод стабилитрона соединяется с отрицательным контактом источника питания.
Мультиметр в режиме вольтметра включает в схему. Плюсовый вывод подсоединяется ко второму выводу резистора, а минусовый – к общей шине питания (минусовый вывод блока питания).
Если на первый вывод делителя подать напряжение равное или превышающее напряжение стабилизации, то на выходе оно не должно превышать это значение. Это говорит об исправном стабилитроне. Если элемент пробит или неправильно подключен, то вольтметр покажет ноль. В случае пробитого стабилитрона показания мультиметра будут превышать величину напряжения стабилизации.

Можно и нужно ли проверять стабилизатор мультиметром

Со стабилитроном разобрались, а вот как проверить электрический стабилизатор? Тот самый, который устанавливается дома для защиты бытовой техники и электроники.

Стабилизатор напряжения является устройством комплексным, работающим под управлением микроконтроллера. Наличие в схеме “мозгов” позволяет прибору самостоятельно контролировать свое состояние, сообщив об ошибке и обесточив нагрузку в случае неисправности. Сообщения об ошибке могут иметь самый разный формат: красный светодиод, шифр на LED-дисплее, либо полноценное сообщение на графическом или ЖК дисплее. Если со стабилизатором что-то случится, Вы об этом обязательно узнаете и без мультиметра.

Наиболее часто неисправности возникают в релейных и сервоприводных стабилизаторах, так как в первом случае что-то может случиться с реле, а во втором — с токосъемной щеткой или сервомотором. Максимум, что в этой ситуации может сделать рядовой пользователь с мультиметром в руках — это прозвонить контакты и катушки реле, хотя, по-хорошему, следует сразу же обратиться в сервис за помощью специалистов. Неумелыми действиями можно навредить не только стабилизатору, но и себе. О вмешательстве в схему управления и говорить не стоит.