В этой статье описывается универсальный тестер стабилитронов, сделанный после того, как очередной неправильно идентифицированный стабилитрон попал в ряды диодов 1N4148, запаянных в печатную плату. В качестве бонуса схема может служить регулируемым источником постоянного тока с ограниченным напряжением и ограниченной мощностью. Хотя диапазоны измерения сопротивления обычных мультиметров обычно позволяют подавать достаточное напряжение для прямого смещения большинства диодов, лишь немногие способны обеспечить обратную проводимость стабилитрона. На Рисунке 1а показан простой повышающий DC/DC преобразователь с переменной частотой, выходное напряжение которого зависит от напряжения пробоя тестируемого устройства.
 | |
| Рисунок 1. | Выходное напряжение простого повышающего DC/DC преобразователя с переменной частотой зависит от напряжения пробоя тестируемого устройства (a). Для использования схемы в качестве регулируемого источника питания замените тестируемое устройство цепью (б). |
При подаче питания на выводе 3 микросхемы IC1 (одной секции счетверенного двухвходового элемента 2И-НЕ с триггером Шмитта типа 74HC132) устанавливается логическая единица, включающая транзистор Q1 – мощный n-канальный MOSFET с логическими уровнями управления. Ток протекает через транзистор Q1 и резистор R6, запасая энергию в магнитном поле дросселя L1. Стабилитрон D1 ограничивает напряжение на выводе 1 микросхемы на уровне 4.7 В. Одновременно через диод D2 и резистор R3 заряжается конденсатор C2, а на выводе 2 микросхемы IC1 устанавливается логическая единица. Когда напряжение на выводе 2 достигает примерно 2.7 В – напряжения входного порога микросхемы, – выход микросхемы переходит в состояние логического нуля, и транзистор Q1 закрывается.
Энергия, накопленная в магнитном поле дросселя L1, разряжается через диод с быстрым восстановлением D3 и заряжает конденсатор C3. Конденсатор C1 помогает снять заряд, накопленный стабилитроном D1, и перезапустить цикл зарядки.
После нескольких циклов напряжение в точке E2 достигает напряжения обратного пробоя тестируемого устройства и создает ток, поступающий на вывод 1 микросхемы IC1 через резистор R1. В результате напряжение в точке E2 стабилизируется на уровне, равном сумме напряжения обратного пробоя тестируемого устройства и постоянного смещения 5.4 В, которое складывается из напряжения на стабилитроне D1 (4.7 В) и прямого напряжения на диоде D3 (0.7 В). Таким образом, если в качестве тестируемого устройства используется 100-вольтовый стабилитрон, напряжение в точке E2 составит приблизительно 105.4 В.
При запуске и в случае неисправности резистор R4, диод D2 и резистор R3 генерируют асимметричные колебания с частотой около 2 кГц, что снижает средний ток в дросселе L1 и транзисторе Q1 до безопасного уровня.
Чтобы использовать данную схему в качестве регулируемого источника питания, замените тестируемое устройство цепью, показанной на Рисунке 1б. Регулировка потенциометра позволяет изменять напряжение в точке E2 в диапазоне от 22 до 120 В. Максимальный ток, отдаваемый схемой, зависит от сопротивления постоянному току и характеристик магнитного насыщения дросселя L1, а также от сопротивления открытого канала транзистора Q1. При номинальном напряжении питания 5 В и входном токе 430 мА схема выдает на выходе 100 В при токе 10 мА, обеспечивая КПД порядка 50%. Питание дросселя L1 от отдельного источника 12 В позволяет повысить КПД.
Если вы изготавливаете дроссель L1 самостоятельно, ориентируйтесь на номинальную индуктивность 330 мкГн при токе 2 А и сопротивление обмотки постоянному току менее 0.5 Ом. Для оптимизации режима работы в качестве D3 используйте диод с быстрым восстановлением, а в качестве Q1 – n-канальный MOSFET с логическими уровнями управления, напряжением пробоя 200 В или выше и сопротивлением в открытом состоянии менее 0.3 Ом. Обратите внимание, что напряжения пробоя в документации производителей указываются для конкретных токов. Кроме того, при воздействии высоких обратных напряжений сигнальные диоды проявляют свойства стабилитрона.