Стабільна зарплата, стабільне життя, стабільна держава. Останнє не про Росію, звісно:-). Якщо глянути в тлумачний словничок, то можна розумно розібрати, що таке "стабільність". На перших рядках Яндекс мені відразу видав позначення цього слова: стабільний - це означає постійний, стійкий, що не змінюється.

Але найчастіше цей термін використовується саме в електроніці та електротехніці. В електроніці дуже важливими є постійні значення будь-якого параметра. Це може бути сила струму, напруга, частота сигналу та. Відхилення сигналу від будь-якого заданого параметра може призвести до неправильної роботи радіоелектронної апаратури і навіть її поломки. Тому в електроніці дуже важливо, щоб усе стабільно працювало і не давало збоїв.

В електроніці та електротехніці стабілізують напругу. Від значення напруги залежить робота радіоелектронної апаратури. Якщо воно зміниться в меншу, або навіть ще гірше, у більшу сторону, то апаратура в першому випадку може неправильно працювати, а в другому випадку взагалі колихнути яскравим полум'ям.

Для того, щоб не допустити зльотів та падіння напруги, були винайдені різні стабілізатори напруги.Як ви зрозуміли зі словосполучення, вони використовуються щоб стабілізуватинапруга, що "грає".

Стабілітрон або діод Зенера

Найпростішим стабілізатором напруги в електроніці є радіоелемент стабілітрон. Іноді його ще називають діодом Зенера. На схемах стабілітрони позначаються приблизно так:

Висновок з “кепочкою” називається як і в діода – катод, а інший висновок – анод.

Стабілітрони виглядають так само, як і діоди. На фото нижче, ліворуч популярний вид сучасного стабілітрона, а праворуч один із зразків Радянського Союзу

Якщо придивитися ближче до радянського стабілітрона, то можна побачити це схематичне позначення на ньому самому, що вказує, де в нього знаходиться катод, а де анод.

Напруга стабілізації

Найголовніший параметр стабілітрона - це звичайно ж, напруга стабілізації.Що це за параметр?

Давайте візьмемо склянку і будемо наповнювати її водою.

Скільки б води ми не лили у склянку, її надлишки виливатимуться зі склянки. Думаю, це зрозуміло і дошкільнику.

Тепер за аналогією з електронікою. Стакан – це стабілітрон. Рівень води в повній склянці – це і є. напруга стабілізаціїстабілітрона. Уявіть поруч зі склянкою великий глечик із водою. Водою зі глека ми якраз і заливатимемо нашу склянку водою, але глечик при цьому чіпати не сміємо. Варіант тільки один – лити воду зі глека, пробивши отвір у самому глеку. Якби глечик був меншим за висотою, ніж склянку, то ми б не змогли лити воду в склянку. Якщо пояснити мовою електроніки - глечик має "напругою" більше, ніж "напруга" склянки.

Так от, дорогі читачі, у склянці закладено весь принцип роботи стабілітрона. Який би струмінь ми на нього не лили (ну звичайно в межах розумного, а то склянку занесе і розірве), склянка завжди буде повною. Але лити треба обов'язково зверху. Це означає, напруга, яку ми подаємо на стабілітрон, має бути вищою, ніж напруга стабілізації стабілітрона.

Маркування стабілітронів

Для того, щоб дізнатися про напругу стабілізації радянського стабілітрона, нам знадобиться довідник. Наприклад, на фото нижче радянський стабілітрон Д814В:

Шукаємо на нього параметри в онлайн-довідниках в інтернеті. Як ви бачите, його напруга стабілізації за кімнатної температури приблизно 10 Вольт.

Закордонні стабілітрони маркуються простіше. Якщо придивитися, то можна побачити нехитрий напис:

5V1 – це напруга стабілізації даного стабілітрона становить 5,1 Вольта. Набагато простіше, чи не так?

Катод у зарубіжних стабілітронів позначається переважно чорною смугою

Як перевірити стабілітрон

Як перевірити стабілітрон? Так само як і! А як перевірити діод, можна переглянути в цій статті. Давайте перевіримо наш стабілітрон. Ставимо на продзвінку і чіпляємося червоним щупом до анода, а чорним до катода. Мультиметр повинен показати падіння прямої напруги.

Змінюємо щупи подекуди і бачимо одиничку. Це означає, що наш стабілітрон у повній бойовій готовності.

Ну що ж, настав час дослідів. У схемах стабілітрон включається послідовно з резистором:

де Uвх - вхідна напруга, Uвих.ст. - Вихідна стабілізована напруга

Якщо уважно глянути на схему, ми отримали ні що інше, як Дільник напруги. Тут все елементарно та просто:

Uвх = Uвых.стаб + Uрезістора

Або словами: вхідна напруга дорівнює сумі напруг на стабілітроні та на резисторі.

Ця схема називається параметричний стабілізаторна одному стабілітроні. Розрахунок цього стабілізатора виходить за рамки цієї статті, але кому цікаво, в гугл;-)

Отже, збираємо схему. Ми взяли резистор номіналом 1,5 Кілоом і стабілітрон на напругу стабілізації 5,1 Вольта. Зліва чіпляємо Блок живлення, а праворуч заміряємо мультиметром отриману напругу:

Тепер уважно слідкуємо за показаннями мультиметра та блоку живлення:

Так, поки що все зрозуміло, ще додаємо напругу… Опа на! Вхідна напруга у нас 5,5 Вольт, а вихідна 5,13 Вольт! Так як напруга стабілізації стабілітрона 5,1 Вольт, то як ми бачимо, він чудово стабілізує.

Давайте ще додамо вольти. Вхідна напруга 9 Вольт, а на стабілітроні 5,17 Вольт! Дивно!

Ще додаємо ... Вхідна напруга 20 Вольт, а на виході як ні в чому не бувало 5,2 Вольта! 0,1 Вольт – це дуже маленька похибка, їй можна навіть у деяких випадках знехтувати.

Вольт-амперна характеристика стабілітрона

Думаю, не завадило б розглянути Вольт амперну характеристику (ВАХ) стабілітрона. Виглядає вона приблизно якось так:

де

Iпр- Прямий струм, А

Uпр- Пряма напруга, В

Ці два параметри в стабілітроні не використовуються

Uобр– зворотна напруга,

Uст- Номінальна напруга стабілізації,

Іст- Номінальний струм стабілізації, А

Номінальний – це нормальний параметр, у якому можлива довгострокова робота радіоелемента.

Imax- максимальний струм стабілітрона, А

Imin- Мінімальний струм стабілітрона, А

Iст, Imax, Imin – це сила струму, яка тече через стабілітрон під час його роботи.

Так як стабілітрон працює саме у зворотній полярності, на відміну від діода (стабілітрон підключають катодом до плюсу, а діод катодом до мінуса), то й робоча область буде саме та, що позначена червоним прямокутником.

Як бачимо, за якогось напрузі Uобр в нас графік починає падати вниз. У цей час у стабілітроні відбувається така цікава штука, як пробій. Коротше кажучи, він не може більше нарощувати на собі напругу і в цей час починається зростати сила струму в стабілітроні. Найголовніше - не переборщити силу струму, більше Imax, інакше стабілітрону прийде кердик. Найкращим робочим режимом стабілітрона вважається режим, при якому сила струму через стабілітрон знаходиться десь у середині між максимальним та мінімальним його значенням. На графіку це й буде робочою точкоюробочого режиму стабілітрона (помітив червоним кружком).

Висновок

Раніше, за часів дефіцитних деталей і початку розквіту електроніки, стабілітрон часто використовувався, як не дивно, для стабілізації вихідної напруги. У старих радянських книгах з електроніки можна побачити ось таку ділянку ланцюга різних джерел живлення:

Ліворуч, у червоній рамці, я помітив знайому вам ділянку ланцюга блоку живлення. Тут ми отримуємо постійну напругу зі змінного. Праворуч, у зеленій рамці, схема стабілізації;-).

В даний час трививідні (інтегральні) стабілізатори напруги витісняють стабілізатори на стабілітронах, так як вони в рази краще стабілізують напругу і мають хорошу потужність розсіювання.

На Алі можна взяти одразу цілий набір стабілітронів, починаючи від 3,3 Вольт і до 30 Вольт. Вибирайте на ваш смак та колір.

Усього кілька годин потрібно, щоб виготовити цей пристрій. Воно призначене для перевірки справності. визначення цоколівки та напруги стабілізації стабілітронів. Але з його допомогою можна перевіряти й інші напівпровідникові прилади, наприклад, визначити напругу пробою емітерного переходу транзистора, які іноді використовуються як стабілітрони.

Як перевірити стабілітрон

І як же перевірити стабілітрон? При перевірці не ставилося завдання визначати залежність напруги стабілізації від струму, що протікає. Схема пристрою показано на рис. 1. До його складу входять підвищуючий перетворювач напруги, зібраний на мікросхемі DD1 та транзисторі VT1, а також спеціалізований модуль F08508G. В Інтернеті цей модуль (мал. 2) позиціонується як тестер акумуляторної батареї автомобіля і є трирозрядним вимірювачем напруги з цифровим світлодіодним індикатором. Він дозволяє вимірювати постійну напругу до 99,9 В

На логічних елементах DD1.1 – DD1.3 зібраний генератор імпульсів, елемент DD1.4 – буферний. Частоту задають параметри елементів С2 і R1 і для зазначених на схемі вона - приблизно 9 кГц. Імпульси з його виходу через резистор R2 надходять на основу транзистора VT1, який працює у ключовому режимі. Коли він відкритий, через дросель L1 протікає струм, і енергія накопичується в його магнітному полі.

Коли транзистор закривається, на колекторі виникає ЕРС самоіндукції і формується імпульс напруги амплітудою близько 60, який потім випрямляється діодом VD1, і конденсатор СЗ заряджається до цього напруги. Через струмообмежуючий резистор R3 ця напруга надходить на випробуваний стабілітрон і на вхід модуля. За допомогою перемикача SA2 змінюють полярність напруги на стабілітроні, але не на вході модуля.
Знімаючи показання з індикатора модуля, можна визначити напругу стабілізації та цоколівку стабілітрона.

Друкована плата пристрою для перевірки стабілітронів

При цьому слід врахувати, що якщо стабілізатор звичайний, до його складу входить один p-n перехід (VD1 на рис. 3). Тому при напрузі зворотної полярності (плюс - на катод, мінус - на анод) індикуватиметься напруга пробою, для стабілітрона це і є напруга стабілізації. При зміні полярності на р-n переході буде пряма напруга, якщо він кремнієвий, це близько 0,6 В. Якщо стабілітрон симетричний (VD2 рис. 2), при зміні полярності напруга стабілізації змінюється незначно. Але є ще й звані термокомпенсовані стабілітрони, до складу яких входить додатковий діод (VD3 на рис. 3).

У цьому випадку за однієї полярності підключення на вхід модуля А1 надійде напруга стабілізації, а при іншій - вихідна напруга перетворювача. Генератор імпульсів можна зібрати і на інших мікросхемах, фрагменти схеми пристрою у разі застосування мікросхем К561ЛН2 та К561ЛА7 (К561ЛЕ5) показані на рис. 4 та рис. 5 відповідно.
Елементи пристрою змонтовані на макетній платі (рис. 6) за допомогою проводового монтажу. Застосований резистор МЛТ, С223, оксидні конденсатори – імпортні, конденсатор С2 – К1017. Транзистор - будь-який із серій КТ815 та КТ817. Вимикач живлення та перемикач – малогабаритні будь-якого типу. Дросель - штатний дросель від КЛЛ, який намотаний на Ш-подібному феритовому магнітопроводі (рис. 7).

Звичайна індуктивність таких дроселів – кілька мілігенрів. Для підключення досліджуваних приладів можна використовувати затискачі крокодил (XS1, XS2). Замість модуля можна застосувати цифровий мультиметр у режимі вимірювання постійної напруги. Налагодження зводиться до зміни частоти генератора для отримання вихідної напруги (без навантаження) близько 60 В. Зробити це можна добіркою конденсатора С2 (збільшуючи або зменшуючи ємність) або резистора R1 (тільки у бік збільшення опору). Живиться пристрій від батареї 6F22 (Крона), максимальний струм - 38 мА.

Для багатьох споживачів струму потрібні стабілізовані джерела живлення. Стрижневою деталлю схем, що дають на виході стабільну напругу, є напівпровідниковий стабілітрон. Даний елемент забезпечує ідентичну величину вихідної напруги, самостійну від величини споживаного навантаження струму. Перевірити справність та типову роботу цієї деталі можна декількома способами.

Вам знадобиться

• Лабораторний автотрансформатор (ЛАТР), резистор 10 кОм, випрямляч на напругу 120 Вольт, мультиметр.

Інструкція

1. Увімкніть мультиметр у режимі перевірки діодів. Для цього поверніть ручку приладу до того розташування, яке показано на малюнку. Торкніться результатів стабілітрона щупами мультиметра. Після цього поміняйте місцями щупи і знову торкніться ними результатів стабілітрона. В одному з розміщень мультиметр повинен показати опір стабілітрона 300 - 600 Ом, в іншому розташуванні на дисплеї повинна бути цифра 1 в крайньому лівому регістрі (що означає, що опір приладу, що вимірюється, безмірно величезне для даного діапазону вимірювань мультиметра). В цьому випадку стабілітрон справний.

2. Стабілітрон несправний, якщо мультиметр в обох випадках вимірювань показує безмежний опір (внутрішній обрив), дуже низький опір (пробою) або опір порядку 30 - 500 Ом (напівпробою).

3. Для перевірки працездатності стабілітрона зберіть таку схему: вилку випрямляча на 120 Вольт підключіть до лабораторного автотрансформатора. Регулятор лабораторного автотрансформатора поставте в розташування, яке відповідає мінімальній напрузі на його виході. До вихідних контактів випрямляча ступінчасто з резистором на 10 кОм підключіть стабілітрон (катодом до правильного результату випрямляча), паралельно стабілітрону підключіть мультиметр, включений в режим вимірювання безперервної напруги в діапазоні 200 Вольт.

4. Увімкніть лабораторний автотрансформатор. Повертаючи ручку регулювання вихідної напруги автотрансформатора, плавно збільшуйте напругу на стабілітроні. Одночасно слідкуйте за показниками величини напруги на дисплеї мультиметра. Напруга має досягти певної величини і перестати зростати. Ця величина і буде напругою стабілізації стабілітрона. Якщо вона менша за 20 Вольт, переключіть мультиметр у розташування вимірювання безперервної напруги в діапазоні 20 Вольт. Вважайте з дисплея мультиметра більш точні показання напруги стабілізації цього стабілітрона.

Кожен радіоаматор знає, як буває іноді важливо знати, чи справна та чи інша радіодеталь чи ні. Не в останню чергу це стосується стабілітронів. Як тестер для перевірки електрокомпонентів щодо наявності напруги стабілізації служить мультиметр.

Стабілітрон та його властивості

Для роботи електронних схем на виході необхідні стабілізовані показники напруги. Вони виходять за допомогою включення в схему напівпровідникових стабілітронів, які дають однакову вихідну напругу, що не залежить від величини електроструму, що пропускається. Без цих елементів багато слаботочних систем не працюють. Так, наприклад, майже кожен радіоаматор хоча б раз у житті паяв стабілізатор напруги l7805cv або його аналоги.

У стабілітронів нелінійні вольт-амперні характеристики, за властивостями, а також на вигляд (у склі або металі) вони нагадують звичайний діод, однак, завдання у них дещо інші. Стабілітрони підключають у схему паралельно зі споживачем і, якщо напруга різко підвищується, струм йде через стабілітрон, і вольтаж у мережі вирівнюється. Якщо сильний струм впливає тривалий час, виникає теплова пробій.

Порядок перевірки

Для того щоб визначити, чи придатний цей стабілітрон або вийшов з ладу, мультиметр треба перевести в режим, яким перевіряються діоди (або в режим омметра), - перевірка стабілітронів методом продзвону здійснюється аналогічним чином.

Щупи мультиметра приєднують до висновків стабілітрона і спостерігають показання індикатора. Перевірку слід проводити у двох напрямках:

• плюсовим щупом апарата торкаються катода деталі - на індикаторі показується нескінченний опір;
• мультиметр приєднують до анода стабілітрона - на екрані індикуватиметься опір в одиницях або десятках ом (падіння напруги).

Такі показники з'являються тому, що робочий стабілітрон (як і звичайний діод) здатний проводити тільки односпрямований електричний струм, а перевірка не повинна викликати короткого замикання в мережі.

Якщо при продзвоні в обох напрямках мультиметр показує нескінченний опір, стабілітрон є дефектним, оскільки обірваний електронно-дірковий перехід, струм через електродеталь не проходить.

Зверніть увагу!Іноді трапляється, що при вимірюваннях стабілітрона мультиметром видається опір у кілька десятків або сотнем в обох напрямках. Що стосується звичайних діодів таке становище означає, що деталь пробита. Однак, для стабілітрона це неправильно, тому що у нього є напруга пробою: при дотику щупа мультиметра з віконцями стабілітрона позначається внутрішня напруга електроживлення вимірювального приладу. Якщо його напруга виявляється більшою за напругу пробою, то на індикаторі з'являться показники багатоомного опору.

Так, при напрузі батареї мультиметра 9 вольт у стабілітронів з напругою нижче цього значення індикуватиметься пробою. Тому фахівці не рекомендують перевірити стабілізатори з невисокою стабілізаційною напругою за допомогою цифрових мультиметрів. Для цього краще підійде старий добрий тестер - аналог.

Як перевірити стабілітрон на платі

Якщо стабілітрон впаяний у плату, то порядок перевірки не відрізняється від того, що застосовується для вільного електронного пристрою такого типу.

Важливо!При вимірювальних та ремонтних маніпуляціях з платою обов'язково дотримуватися заходів безпеки для захисту від електроудару. При продзвоні впаяного стабілітрона всі інші елементи, крім того, що перевіряється, можуть видавати сильно змінені показники, це теж необхідно враховувати.

Якщо під час перевірки на платі отримані сумнівні результати придатності стабілітрона, варто його випаяти і перевірити мультиметром тільки цей елемент, ізолювавши його від впливу інших деталей схеми. Іноді можна використовувати приставку до мультиметра, яку можна спаяти своїми руками з доступних деталей.

Кожному радіоаматору бажано знати, як перевірити стабілітрон мультиметром, - це допоможе збирати схеми, що працюють, і економити радіодеталі, виявляючи непрацюючі. Однак за такої перевірки не можна отримати 100% достовірний результат. Гарантію придатності стабілітрона може дати лише включення його в електросхему: якщо пристрій працюватиме, значить, стабілізуючий елемент функціонує.

Відео

Всіх вітаю на сторінках сайту присвячених електроніки, сьогодні вивчимо спосіб, як визначити номінал стабілітрона. Ця стаття трохи доповнює не менш важливу сторінку. Для визначення робочої напруги стабілітрона, маркування якого не виду, затерта або просто дуже дрібно написана, завдання здійсненне будь-якому ремонтнику-початківцю електроніки.

Як дізнатися напругу стабілізації невідомого стабілітрона

Перебираючи радіоелементи, що накопичилися, я набрав значну кількість стабілітронів, деякі були без розпізнавальних знаків. Подібна невдача і підштовхнула, написаю цю інструкцію. Для внесення ладу на робочому столі. Сьогодні розглянемо пару способом визначення номіналу стабілітрона.

Пристрій для визначення напруги стабілізації невідомого стабілітрона

Схема даного пристрою, дуже проста у використанні та виготовленні, зараз поясню принцип її роботи.
Для цього нам необхідно, блок живлення з регулюванням напруги та його індикації, якщо такого немає, нижче розглянемо спосіб перевірки без нього. Плюс до всього необхідний обмежувальний резистор номіналом від 1 до 2 кОм та з'єднувальні дроти.

На фото все видно наочно, до блоку живлення з регулюванням послідовно підключається обмежувальний відповідний номінал, далі підключаємо сам випробуваний стабілітрон, катодом до плюсу. Після цього замикаємо ланцюг на негативний вивід блока живлення. Паралельно невідомому стабілітрону, що підключається в режимі вимірювання напруги.

Буде дуже добре, якщо ваш лабораторний блок живлення має вбудований захист від короткого замикання, в деяких випадках це врятує вас від зайвого ремонту. Починаємо потихеньку, додавати вихідну напругу, і стежимо за зміною на дисплеї мультиметра.

Для визначення напруги стабілітрона ми візьмемо 1N4742A дуже поширена модель. Для цікавих його аналогом є С12 5Т, вони стабілізують 12 вольт. Підключаємо все відповідно до схеми і регулюємо джерело живлення, мій має межу 14 вольт. Все працює добре і маленькими похибками приладів, але в цілому все нормально.

Подібним способом можна перевірити будь-який стабілітрон, наскільки вам дозволить обране джерело живлення. Спосіб справді добрий і простий.

Як дізнатися, наскільки стабілітрон без регульованого блоку живлення

Це справді складніше, але в деяких випадках під силу. Можна використовувати зарядний пристрій для мобільного телефону або зарядний пристрій для автомобільного акумулятора. Але найкраще, мати в наявності кілька батарейок, з них поступово збираємо батарею та міряємо напругу на них та порівнюємо з напругою на стабілітроні, бюджетний варіант, але робітник. Головна умова, без мультиметра, не обійтись. Цікавіться подібними питаннями, і складнощі стануть під силу.

Сьогодні ми навчилися способам, як визначити номінал стабілітрона, у кого є міркування тому та інших питань, пишіть, все шануємо та обговоримо.