Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Ремонт транзистор-тестера или ESR метра

Вот и постигла меня печальная участь.
Спалил свой транзистор-тестер, он же ESR метр.
Палится очень просто – не разряженным конденсатором, т.к. входы тестера напрямую приходят в микроконтроллер.

Выглядит мой экземпляр вот так:
На плате обозначение: WEI_M8_NLG_TST_V1.10


Штука это незаменимая в работе.
Последнее время я совсем обленился и стал ей всецело доверять проверку элементов при разного рода ремонтах.
Например: надо проверить полевичок, подцепляем, если тестер показывает картинку – значит целый.
Померить ESR конденсатора – запросто.

А тут такая беда – сгорел. Надо чинить.

Тестер построен на микроконтроллере ATMega328p, точно на таком же как Arduino nano/mini.
Ну вы поняли мысль? 🙂

У меня как раз завалялась одна китайская Arduino pro-mini, которая быстренько этого контроллера лишилась.
Осталась одна платка:

Запаиваем в наш тестер, предварительно сняв экран:

Остаётся всего-то залить прошивку и можно пользоваться.
И вот тут я подзастрял надолго.

И так, структурирую свой тернистый путь долгих поисков и освоения магии прошивки этого чуда прибора.
Суть сводится к следующим действиям:
1. Скомпилировать прошивку, с нужными опциями под свою версию платы тестера.
2. Прошить ATMega328p
3. Profit!

Из статьи товарища elchupanibrei узнаём, что существует и здравствует форк проекта некого Маркуса, с нужными нам исходниками для сборки прошивки.
На портале vrtp.ru находится заметка юзера indman с подробным описанием процесса компиляции прошивки.
Приведу её здесь:

Установка программного обеспечения

         
1. Установить программу WinAVR-20100110-install.exe (при установке использовать параметры по умолчанию)
2. Распаковать содержимое архива “avr8-gnu-toolchain-installer-3.4.4.24-win32.any.x86.7z” поверх установленного WinAVR (по умолчанию этого каталог C:\WinAVR-20100110)
(в последних релизах прошивки без этих исходников, при прошивке МК m328 возникает ошибка типа “..программа выходит за диапазон памяти МК”).


Компиляция прошивки

                
1. Скачать с сайта автора по ссылке  https://www.mikrocontroller.net/svnbrowser/transistortester/Software/trunk/ текущий дистрибутив прошивок.
Для этого кликнуть внизу страницы на строчку “Download GNU tarball”.

2. Распаковать скачанный дистрибутив “transistortester-trunk.tar.gz” в каталог, например С:\Trunk (кирилицу в обозначении имени каталога не использовать).
3. Из каталога C:\Trunk\default удалить всё,кроме каталога “dep“.
4. Скопировать в каталог C:\Trunk\default соответствующий процессору файл “makefile“.

Вот тут нужна ремарочка.
В моей плате, которая WEI_M8_NLG_TST_V1.10, используется дисплей st7565, в дистрибутиве прошивок есть каталог mega328_wei_st7565 – это как раз наш вариант.
Файлик “makefile” можно взять прямо оттуда. Ну или из каталога mega328, но тогда придётся проверять и править больше опций.
Дисплейчик st7565 (разрешением 128×64):

Дальше нужно пробежаться по большому списку опций, проверить, что всё выставлено верно.
Перечень опций можно найти в инструкции Версия 1.12k в разделе Конфигурирование Тестера (стр. 50).
В файле “makefile“, который мы взяли в каталоге mega328_wei_st7565 я поменял только 3 опции:
UI_LANGUAGE = LANG_RUSSIAN
CFLAGS += -DLCD_CYRILLIC
CFLAGS += -DNO_LONG_PINLAYOUT
Захотелось что-то меню на русском, а остальное стояло, на мой взгляд верно 🙂
В принципе можно поиграть со шрифтами, например вместо
CFLAGS += -DFONT_8X12thin
поставить помельче
CFLAGS += -DFONT_8X16thin
но меня вполне устраивает и первый вариант.

5. Запустить редактор WinAVR (C:\WinAVR-20100110\pn\pn.exe)
6. Открыть Makefile.
7. Скомпилировать Makefile, для этого выполнить команды меню: Tools-Make All.

8. Если компиляция завершилась удачно – получаем код выхода равный 0 (Process Exit Code:0).
Скомпилированные файлы прошивки “TransistorTester.eep” и “TransistorTester.hex” будут находиться в том же каталоге C:\Trunk\default.

Для корректной компиляции в среде Win10 необходимо заменить одну библиотеку по адресу: %каталог с установленным WinAVR%\utils\bin\msys-1.0.dll
Библиотека прилагается в архиве в конце этой статьи.

Скомпилировали, получили два файлика: “TransistorTester.eep” и “TransistorTester.hex“.
Теперь нужно как-то прошить нашу ATMega328p.
У кого под рукой есть программаторы типа: TL866, USBasp или даже китай типа:

дальше будет не интересно.

Но у меня ничего подобного не водится, зато водится FTDI FT232RL, который прекрасно справится с ролью прошивки нашего контроллера:

И тут опять мне помогла статья про программатор из FT232R  elchupanibrei.
Я до этого и не знал, что им можно прошивать AVR микроконтроллеры.
Прошивается режиме BitBang, через програмку AVRDUDE.
Проблема в том, что официальные версии AVRDUDE не поддерживают BitBang и предлагают самим пользователям, скомпилировать программу, установив необходимые для этого библиотеки.
Но, на radiokot.ru я нашёл статейку, где добрые люди за меня уже скомпилировали и выложили нужную версию AVRDUDE.

Правда без непоняток, и в этот раз необошлось.
В конфиге avrdude.conf, в секции которая нас интерсует, записаны номера пинов miso=1, sck=0, mosi=2, reset=4
programmer
  id    = “ft232r”;
  desc  = “FT232R Synchronous BitBang”;
  type  = “ftdi_syncbb”;
  connection_type = usb;
  miso  = 1;  # RxD
  sck   = 0;  # TxD
  mosi  = 2;  # RTS
  reset = 4;  # DTR
;

В другом конфиге, который я нашёл на каком-то форуме, были другие цифры:
programmer
  id    = “ft232r”;
  desc  = “FT232R Synchronous BitBang”;
  type  = “ftdi_syncbb”;
  connection_type = usb;
  miso = 3; # CTS X3(1)
  sck = 5; # DSR X3(2)
  mosi = 6; # DCD X3(3)
  reset = 7; # RI X3(4)
;

Долго не мог понять откуда эти цифры, которые совсем не соответствуют реальной распиновке FT232RL:

А разгадка такая:
Распиновочка из таблички 2.1 официальной PDF-ки FTDI:

Тут я уже отметил пины, которые использовал, красным цветом.

Оказывается, в FT232RL можно переназначать выводы произвольным образом, что как раз и указывается в конфиге avrdude.conf.
В моей платке имеются выводы CTS, TX, RX и DTR (их отметил красным в столбце Pin Number, который соответствует реальной-физический распиновке FT232RL).
Вот на них и будем назначать выводы для программирования нашего контроллера (я назначил выводы, как в столбце Signal, но их можно перетасовать как угодно).

Исходя из таблички, мой конфиг будет выглядеть следующим образом:
programmer
  id    = “ft232r”;
  desc  = “FT232R Synchronous BitBang”;
  type  = “ftdi_syncbb”;
  connection_type = usb;
  miso  = 1;  # RxD
  sck   = 0;  # TxD
  mosi  = 3;  # CTS
  reset = 4;  # DTR
;

Так, с FT232RL разобрались, теперь надо понять, куда подключаться на нашей плате.
Ну тут уже проще.
Впаял разъёмчик на 6 пинов начиная с самого правого:

Подключаем к этим пинам наш адаптер FT232RL и запускаем AVRDUDE.

Кстати, рекомендую использовать GUI AVRDUDESS, лично мне так гораздо нагляднее и удобнее работать:

Тут я уже выставил все необходимые настроечки и фьюзы – fuses.

Пару слов о fuses.
Есть хорошая статья про них на сайте easyelectronics.ru (сайт всячески рекомендую к просмотру, там много чего интересного имеется).
Рекомендую также пользоваться калькулятором фьюзов для AVR.
Конкретно для моей платы WEI_M8_NLG_TST_V1.10 фьюзы расчитаны так:

Extended Fuse установлены как 0xFF не просто так.
Обычно там ставится 0xFC, но на стр. 27 инструкции Версия 1.12k есть информация о том, что может происходить сброс процессора из-за короткого провала напряжения “Brown Out”,
и, чтобы убрать обнаружение этих провалов, нужно сделать небольшую доработку платы или поставить Extended Fuse на 0xFF

Всё, фьюзы поставили, можно прошивать.

После прошивки, тестер попросит сделать калибровочку, после чего можно пользоваться:

Архив с готовыми прошивками и софтом – тут.

Конструктор для сборки популярного тестера транзисторов

Сегодня я попробую рассказать об одном из самых популярных самодельных измерительных приборов. Вернее не только о самом приборе, а о конструкторе для его сборки.
Скажу сразу, его можно найти дешевле в уже собранном виде, но что заменит интерес от сборки прибора своими руками?
В общем кому интересно, заходите 🙂

Этот прибор не зря считается одним из самых популярных мультиизмерительных приборов.
Заслужил он это за счет своей простоты в сборке, большой функциональности и довольно неплохих характеристик.
Появился он довольно давно, придумал его немец Маркус Фрейек, но как то так получилось, что на одном из этапов он перестал развивать этот проект и дальше им занялся другой немец, Карл-Хайнц Куббелер.
Так как деталей он содержит не очень много, то его сразу стали повторять и дорабатывать различные радиолюбители и энтузиасты своего дела.
Я примерно с год назад выкладывал пару вариантов для повторения.
Первый имел дополнение в виде автономного питания от литиевого аккумулятора и зарядное для него.

Второй я дорабатывал чуть больше, основные отличия — немного доработана схема подключения энкодера, переделано управление повышающим преобразователем для проверки стабилитронов, произведена программная доработка, в результате которой при проверке стабилитронов не надо держать кнопку нажатой, ну и на эту плату также перенесены преобразователь для аккумулятора и зарядное.
На момент публикации второй вариант был почти максимальным, не хватало только разве что графического индикатора.

В этом обзоре я расскажу о более простой, но при этом более наглядной версии прибора (за счет применения графического дисплея), вполне доступной для повторения радиолюбителю начинающего уровня.

Начну обзор как всегда с упаковки.
Пришел набор в небольшом картонном коробочке, это уже лучше, чем в прошлые разы, но все равно, хотелось бы видеть для таких наборов более красивую упаковку, с цветной полиграфией, из более плотного картона.

Внутри коробочки лежал набор в антистатическом пакете.

Весь комплект запаян в антистатический пакет, пакет с защелкой, потому может пригодится в будущем для чего нибудь 🙂

После распаковки выглядело это скажем так, «кучкообразно», но стоит отметить, дисплей был уложен лицевой стороной к печатной плате, потому повредить его будет довольно сложно, хотя почта иногда делает и невозможное возможным.

Сегодняшний обзор будет немного упрощен в сравнении с предыдущими обзорами конструкторов, так как ничего особо нового в плане монтажа я сказать не могу, а повторять не очень хочется. Но на радиоэлементах, которых не было в прошлых обзорах, я все таки немного задержусь.

Печатная плата имеет размеры 75х63мм.
Качество изготовления хорошее, от процесса сборки и пайки остались только положительные эмоции.

Как и на печатной плате DDS генератора, здесь также имеется нормальная маркировка радиоэлементов и также нет схемы в комплекте.

Аналогично плате DDS генератора производитель применил тот же ход с двойными межслойными переходами. правда в одном месте зачем то оставил небольшой «хвостик» из дорожки.

«Мозгом» устройства является микроконтроллер Atmega328 производства Atmel. Это далеко не самый мощный микроконтроллер, который используют для этого прибора. Я использовал Atmega644, еще вроде есть версии и под ATmega1284.
На самом деле дело не в «мощности» микроконтроллера, а в количестве флеш памяти для хранения программы. Устройство постепенно обрастает новыми возможностями, а программа увеличивается в объеме, потому используют более «мозговитые» контроллеры.
После проверки прибора и его возможностей могу сказать, что похоже здесь микроконтроллер используется по максимуму, но в то же самое время старшая версия не привнесла бы скорее всего ничего нового, так как без доработок платы ничего не улучшить.

В устройстве применен графический 128х64 дисплей.
В исходном варианте прибора использовался дисплей, содержащий 2 строки по 16 символов, как и в моем первом варианте.

Дальнейшее расширение проекта было в применении дисплея с уже четырьмя строками по 20 символов, так как зачастую на мелком дисплее вся информация просто не влезала.
После этого, для повышения удобства пользования разработчик решил перейти на графический дисплей. Ключевое отличие — на графическом дисплее можно выводить графическое обозначение проверяемого компонента.

А вот и весь комплект.

Естественно приведу принципиальную схему устройства 🙂
Вообще изначально я начал перерисовывать схему с платы, но в процессе решил поискать ее в интернете и нашел. Правда в найденной схеме выяснилась одна небольшая неточность, хотя она и была от этого набора. На схеме отсутствовали два резистора и конденсатор, ответственные за вход измерения частоты.

Распишу ключевые узлы схемы отдельно.
Красным цветом выделен самый ответственный узел, это сборка из шести резисторов, к ним надо подходить с особой тщательностью, от точности этих резисторов зависит полученная точность прибора. Устанавливать их надо правильно, так как если перепутать, то прибор будет работать, но показания будут несуразными.

Зеленым цветом выделен узел формирования опорного напряжения. Этот узел не менее важен, но более повторяем, так как регулируемый стабилитрон TL431 найти куда проще, чем точные резисторы
Синим цветом обозначен узел управления питанием.
Схема сделана таким образом, что после нажатия на кнопку поступает питание на микроконтроллер, дальше он сам «удерживает» питание включенным и может сам себе его отключить при необходимости.

Остальные узлы довольно стандартны и особого интереса не имеют, это кварцевый резонатор, подключение дисплея и стабилизатор питания 5 Вольт.

Как я выше писал, схема стала популярной благодаря своей простоте. В изначальном варианте отсутствовал узел подключения энкодера (резисторы R17, 18, 20, 21) и узел входа частотомера (R11, 13 и С6).

Вся основа прибора лежит скорее в алгоритме перебора вариантов переключения выходов, подключенных к матрице резисторов и измерении полученных напряжений.
Это в свое время и сделал Маркус Фрейек, положив тем самым начало работам со столь интересным прибором.
Всеми дополнительными опциями схема начала обрастать уже скорее после того, как ею занялся Карл-Хайнц Куббелер. Я могу немного ошибаться, но насколько я знаю, уже потом прибор «научился» измерять частоту, работать сам как генератор частот, измерять ESR конденсаторов, проверять кварцевые резонаторы и стабилитроны и т.д.
В процессе всего этого устройством заинтересовались китайские производители и выпустили на базе одного из вариантов конструктор, а также выпускают и готовые версии прибора.

Как я писал выше, ключевым элементом схемы является несколько резисторов, которые должны иметь хорошую точность.
В данном конструкторе производитель дал в комплекте резисторы с заявленной точностью 0.1%, обозначается это последней полоской фиолетового цвета, за что ему отдельное спасибо.

В таблице определения номинала резисторов выше точность только 0.05%.
Часто поиск точных резисторов может стать проблемой на этапе сборки такого прибора.

После установки на плату этих резисторов я рекомендую перейти к резисторам с номиналом 10к так как их больше всех и потом будет проще искать остальные.

Также в комплекте были резисторы и с другими номиналами, для удобства сборки я распишу их маркировку.
2шт 1к
2шт 3,3к
2шт 27к
1шт 220 Ом
1шт 2,2к
1шт 33к
1шт 100к

После установки всех резисторов плата должна выглядеть примерно так

По поводу монтажа конденсаторов и кварцевого резонатора вопросов возникнуть не должно, маркировку я объяснял в одном из прошлых обзоров, стоит просто быть внимательными и все.
Обратить внимание следует только на конденсатор 10нФ (маркировка 103) и на полярность электролитических конденсаторов.

Печатная плата после монтажа конденсаторов.

В комплекте было три транзистора, стабилизатор напряжения 7550 и регулируемый стабилитрон TL431.
Ставим на плату соответственно маркировке, обозначена и позиция элемента и как его ставить.

Почти все основные компоненты установлены.

Не забываем про правильность установки панельки под микроконтроллер, неправильно установленная панель может потом не слабо попортить нервы.

И так, основная часть монтажа компонентов закончена, на этом этапе вполне можно перейти к пайке.
Меня часто спрашивают, чем я пользуюсь при пайке.
Я использую припой неизвестного производителя, был куплен случайно, но много. Качество отличное, но где такой купить не подскажу так как не знаю, дело было довольно давно.
Припой с флюсом, поэтому на таких платах дополнительный флюс не использую.
Паяльник самый обычный — Соломон, но подключенный к миниатюрной паяльной станции, вернее к блоку питания (паяльник на 24 Вольта) с стабилизацией температуры.

Плата паялась отлично, не было ни одного места, где бы мне понадобилось использовать дополнительно флюс или зачищать что нибудь.

«Мелкота» запаяна, можно перейти к более габаритным компонентам:
ZIF панель на 14 выводов
Энкодер
Гнездовая часть разъема дисплея
Светодиод.

Немного опишу пару новых элементов.
Первый это энкодер.

В Википедии нашел картинку. которая немного поясняет работу энкодера.

А если просто и в двух словах то это будет звучать скорее так:
Энкодер (мы говорим о том, который на фото), это два замыкающих контакта, которые замыкаются при вращении ручки.
Но замыкаются они хитрым образом, при вращении в одну сторону сначала замыкается первый, потом второй, после этого размыкается первый, потом второй.
при вращении ручки в противоположную сторону все происходит полностью наоборот.

По очередности замыкания контактов микроконтроллер определяет в какую сторону вращают ручку. Ручка энкодера крутится на 360 градусов и не имеет стопора, как у переменных резисторов.
Используют их для разных целей, одно их них — орган регулировки разных электронных приборов.
Также иногда совмещают с кнопкой, контакты которой замыкаются при нажатии на ручку, в данном конструкторе применен именно такой.

Энкодеры бывают разные, с механическими контактами, с оптикой, с датчиками Холла и т.п.
Также они делятся на принцип работы.
Здесь применен Инкрементный энкодер, он просто выдает импульсы при вращении, но существуют и другие, например Абсолютный, он позволяет определить угол поворота ручки в любой момент времени, такие энкодеры используют в датчика угла поворота.
Для более любознательный ссылка на статью в википедии.

Также в комплекте дали панельку. Но данная панелька отличается от предыдущей тем, что при установке в нее исследуемого компонента не надо прилагать усилие к контактам.

Панелька имеет два положения, соответственно на фото
1. Панель открыта, можно ставить компонент
2. Панель закрыта, контакты прижались к выводам компонента.
Кстати устанавливать и паять панель лучше в состоянии когда она открыта, так как контакты панели немного «гуляют» в зависимости от положения рычажка.

Немного об установке светодиода.
Иногда надо поднять светодиод над платой. Можно просто выставить его вручную, а можно немного упростить и улучшить процесс.
Я использую для этого изоляцию от многожильного кабеля.
Сначала определяется необходимая высота установки, после этого отрезается кусочек соответствующей длины и одевается на выводы.
Дальше дело техники, вставляем светодиод на место и запаиваем. Особенно такой способ выручает при монтаже нескольких светодиодов на одной высоте, тогда отрезаем необходимое количество трубочек одинаковой длины.
Дополнительный бонус — тяжелее светодиод отогнуть в сторону.

После установки и запаивания вышеуказанных компонентов можно перейти к заключительному этапу, установке дисплея.
Внимательный читатель заметит, что я сделал небольшую ошибку, которая выяснилась уже на этапе проверки.
Я неправильно припаял провода питания. Дело в том, что я по привычке припаял плюсовой вывод к квадратному пятачку, а минус к круглому В этом конструкторе сделано наоборот, это обозначено и маркировкой. Следует запаивать как обозначено на плате.
Но к счастью ничего не произошло, прибор просто не включился, так что можно записать в плюсы защиту от неправильной полярности подключения батареи.

Для начала устанавливаем и привинчиваем монтажные стойки. Устанавливать сначала надо именно на основную плату.
Затем вставляем штыревую часть разъема в гнездовую.

Дело в том, что дисплей имеет много контактов, а используется всего лишь часть, потому приходится монтировать именно в такой последовательности.
Устанавливаем дисплей на родное место.

В итоге у нас должны совпасть крепежные отверстия.
Если дисплей стоит ровно, то контакты попадут сами как надо.
Перед пайкой не забываем закрыть чем нибудь лицевую часть дисплея.

Все собрано, но остался один компонент. но не волнуйтесь, мы ничего не забыли запаять и производитель положил его не случайно.
На самом деле он не лишний, а наоборот, даже очень необходимый.

В комплекте дали конденсатор емкостью 0.22мкФ.
Данный конденсатор будет необходим на этапе калибровки прибора. На мой взгляд производитель правильно сделал что положил его в комплекте, это позволяет произвести калибровку прибора без поиска дополнительных компонентов.

Все, подключаем батарейку и …, ничего не происходит 🙂
Все нормально, хоть схема и не имеет явного выключателя питания, но он есть.
Для включения прибора надо нажать на ручку энкодера. после этого на процессор пойдет питание и одновременно он выдаст команду на узел управления питанием и будет сам удерживать его включенным.

Все, включился, но явно чем то недоволен, вон сколько написал на экране.
Попробуем разобраться что ему не так.

Для начала прибор выдает на экран напряжение батареи и пытается перейти в режим проверки компонента.
Так как ничего не подключено, то он сообщает что мол элемент отсутствует или поврежден.
Но прибор не откалиброван и после этого выдает соответствующее сообщение:
Не откалиброван!
Для калибровки необходимо замкнуть все три контакта панели (в нашем случае средний и два из левой и правой тройки) и включить прибор. На самом деле можно это сделать немного по другому и об этом я напишу дальше.

После сообщения — isolate probe следует убрать перемычку и оставить контакты свободными.
Затем, после соответствующего уведомления, надо будет установить конденсатор, который нам дали, на клеммы 1 и 3.

Ну что же, попробуем откалибровать.
1. Для этого я просто перешел в меню, подержав кнопку включения пару секунд и выбрал режим Selftest.
Переход в меню — длительное удержание кнопки энкодера.
Перемещение по меню — вращение энкодера
Выбор параметра или режима — короткое нажатие на кнопку энкодера

2. Прибор выдает сообщение — закоротите контакты. Для этого можно использовать отрезок провода, кусочки перемычки, не важно, главное соединить все три контакта вместе.
3, 4. прибор производит измерение сопротивления перемычки, дорожек к панельке и т.д.

1, 2 Затем еще какие то непонятные измерения и наконец пишет — уберите перемычку.

Поднимаю рычажок и убираю перемычку, прибор продолжает что то измерять.

1. На этом этапе необходимо подключить к клеммам 1 и 3 конденсатор, который дали в комплекте (вообще можно использовать и другой, но проще тот что дали).
2. после установки конденсатора прибор продолжает измерения, во время всего процесса калибровки кнопку энкодера нажимать не надо, все происходит в автоматическом режиме.

Все, калибровка завершена успешно. Теперь прибором можно пользоваться.
при необходимости калибровку можно повторить, для этого надо опять выбрать в меню соответствующий пункт и проделать снова все вышеуказанные операции.

Немного пройдемся по пунктам меню и посмотрим что может прибор.
Transistor — измерение параметров полупроводников, сопротивления резисторов
Frequency — измерение частоты сигнала, подключенного к контактам платы GND и F-IN, они находятся справа вверху над дисплеем.
F-generator — Генератор прямоугольных импульсов разной частоты.
10bit PWM, — выводятся импульсы прямоугольной формы с регулируемой скважностью.
C+ESR — Я не совсем понял этот пункт меню, так как при его выборе на экран просто выводится эта надпись и все.
rotary encoder — проверка энкодеров.
Selftest — ну этим пунктом мы уже пользовались, запуск самокалибровки
Contrast — регулировка контрастности дисплея
Show data — лучше покажу немного позже.
Switch off — принудительное выключение прибора. Вообще прибор имеет автоотключение, но активно оно не во всех режимах.

Не знаю почему, но мне издалека это фото напомнило старый добрый VC.

Немного о непонятном мне пункте меню — Show data.
Я не понял его целевого назначения в плане эксплуатации прибора, так как в этом режиме на экран выводится то, что может отображаться на экране.
Кроме того, в этом режиме выводятся параметры автокалибровки.

Также в этом режиме отображаются и шрифты, которые выводятся на экран. я думаю что это скорее технологический пункт, просто для проверки как и что отображается, не более.
Последнее фото — режим регулировки контраста.
Изначально установлено 40, я пробовал регулировать, но как мне показалось, исходная установка и есть самая оптимальная.

С осмотром закончили, можно перейти к тестированию.
Так как прибор довольно универсальный, то я буду проверять просто разные компоненты, не обязательно точные, но позволяющие оценить возможности прибора.
Если интересно проверить какой то определенный тип компонента, пишите, добавлю.
1. Конденсатор 0,39025мкФ 1%
2. Конденсатор 7850пФ 0,5%
3. Какой то Jamicon 1000мкФ 25 Вольт
4. Capxon 680мкФ 35 Вольт, низкоимпедансный

Capxon 10000мкФ 25 Вольт

1. Резистор 75 Ом 1%
2. Резистор 47к 0.25%
3. Диод 1N4937
4. Диодная сборка 25CTQ035

1. Транзистор биполярный BC547B
2. Транзистор полевой IRFZ44N

1,2 — Дроссель 22мкГн
3, 4 — дроссели 100мкГн разных типов

1. Обмотка реле
2. Звукоизлучатель со встроенным генератором.

Проверим работу прибора в режиме генератора.
10КГц
100КГц
Как по мне, то даже на 100КГц форма импульсов вполне приемлема.

Максимальная частота генератора составляет 2МГц, конечно здесь все выглядит печальнее, но щуп осциллографа стоял в режиме 1:1, да и сам осциллограф не очень высокочастотный.
Ниже пункт — 1000.000мГц, не надо путать с МГц. это так обозвали сигнал с частотой 1Гц 🙂

Режим выхода с регулируемой скважностью сигнала.
Частота 8КГц

А теперь посмотрим на возможности встроенного частотомера.
В качестве генератора использовался встроенный генератор осциллографа.
1. 10Гц прямоугольник
2. 20КГц синус
3. 200КГц прямоугольник
4. 2МГц прямоугольник

А вот на 4МГц частотомер «сдулся». Максимально измеряемая частота составляет 3.925МГц, что в принципе также весьма неплохо для многофункционального прибора.
К сожалению точность измерения частоты проверить довольно тяжело, так как редко у кого есть хороший калиброванный генератор, но в большинстве любительских применений данной точности вполне достаточно.

Ну и в конце групповое фото.
Два прибора из предыдущих обзоров вместе с их новым «собратом».

Резюме.
Плюсы
Хорошее изготовление печатной платы.
Полный комплект для сборки действующего прибора + конденсатор для калибровки
0.1% резисторы в комплекте
Очень легкий и приятный в сборке, подойдет даже совсем начинающим
Хорошие характеристики полученного прибора.
Случайно выяснил, что у прибора есть защита от переполюсовки питания 🙂

Минусы
Упаковка конструктора совсем простенькая
Питание от батарейки, гораздо лучше смотрелось бы питание от аккумулятора

Мое мнение. На мой взгляд получился очень хороший конструктор. Как подарок начинающему радиолюбителю я бы его вполне рекомендовал. Не хватает корпуса, и питания от аккумулятора, батарейка долго не прослужит, а стоят они весьма недешево.
Приятно порадовало то, что в комплекте дали «правильные» резисторы и конденсатор для калибровки. Первое положительно сказывается на точности, второе на удобстве, не надо искать конденсатор для калибровки. Можно откалибровать и использовать сразу после сборки.
Конечно данный набор выходит дороже чем то же самое, но в собранном виде, но как оценить стоимость процесса самостоятельной сборки и полученных при этом навыков и хоть и небольшого, но опыта?

На этом пожалуй все, надеюсь что обзор был интересным и полезным. Буду рад вопросам и пожеланиям по дополнению обзора.
А на подходе у меня обзор еще одного небольшого, но надеюсь интересного приборчика, исходного варианта которого я пока не нашел, но что он из себя представляет покажут тесты.

Дополнение — ссылка на скачивание инструкции по сборке (на английском языке)

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Тестер полупроводниковых приборов esr на atmega8. Транзисторный тестер. Схема без автоотключения

Но, среди радиодеталей есть и такие, проверить которые рядовым мультиметром сложно, а порой и невозможно. К таким можно отнести полевые транзисторы (как MOSFET , так и J-FET ). Также, обычный мультиметр не всегда имеет функцию замера ёмкости конденсаторов, в том числе и электролитических. И даже если таковая функция имеется, то прибор, как правило, не измеряет ещё один очень важный параметр электролитических конденсаторов – эквивалентное последовательное сопротивление (ЭПС или ESR ).

С недавнего времени стали доступны по цене универсальные измерители R, C, L и ESR. Многие из них обладают возможностью проверки практически всех ходовых радиодеталей.

Давайте узнаем, какими возможностями обладает такой тестер. На фото универсальный тестер R, C, L и ESR – MTester V2.07 (QS2015-T4). Он же LCR T4 Tester. Приобрёл я его на Алиэкспресс . Не удивляйтесь, что прибор без корпуса, с ним он стоит куда дороже. вариант без корпуса, а с корпусом.

Тестер радиодеталей собран на микроконтроллере Atmega328p. Также на печатной плате имеются SMD-транзисторы с маркировкой J6 (биполярный S9014), M6 (S9015), интегральный стабилизатор 78L05, TL431 – прецизионный регулятор напряжения (регулируемый стабилитрон), SMD-диоды 1N4148, кварц на 8,042 МГц. и “рассыпуха” – планарные конденсаторы и резисторы.

Прибор запитывается от батарейки на 9V (типоразмер 6F22). Впрочем, если такой нет под рукой, прибор можно запитать и от стабилизированного блока питания .

На печатной плате тестера установлена ZIF-панель. Рядом указаны цифры 1,2,3,1,1,1,1. Дополнительные клеммы верхнего ряда ZIF-панели (те, которые 1,1,1,1) дублируют клемму под номером 1. Это для того, чтобы было легче устанавливать детали с разнесёнными выводами. Кстати, стоит отметить, что нижний ряд клемм дублирует клеммы 2 и 3. Для 2 отведено 3 дополнительных клеммы, а для 3 уже 4. В этом можно убедиться, осмотрев разводку печатных проводников на другой стороне печатной платы.

Итак, каковы же возможности данного тестера?

Замер ёмкости и параметров электролитического конденсатора.

Также советую заглянуть на страничку, где рассказывается о разновидностях полевых транзисторов и их обозначении на схеме . Это поможет понять, что же вам показывает прибор.

Проверка биполярных транзисторов.

В качестве подопытного “кролика” возьмём наш КТ817Г. Как видим, у биполярных транзисторов измеряется коэффициент усиления hFE (он же h31э ) и напряжение смещения Б-Э (открытия транзистора) Uf . Для кремниевых биполярных транзисторов напряжение смещения находится в пределах 0,6 ~ 0,7 вольт. Для нашего КТ817Г оно составило 0,615 вольт (615mV).

Составные биполярные транзисторы тоже распознаёт. Вот только параметрам на дисплее я бы верить не стал. Ну, действительно. Не может составной транзистор иметь коэффициент усиления hFE = 37. Для КТ973А минимальный hFE должен быть не менее 750.

Как оказалось, структуру для КТ973А (PNP) и КТ972А (NPN) определяет верно. Но вот всё остальное замеряет некорректно.

Стоит учесть, что если хотя бы один из переходов транзистора пробит, то тестер может определить его как диод.

Проверка диодов универсальным тестером.

Образец для испытаний – диод 1N4007.

Для диодов указывается падение напряжения на p-n переходе в открытом состоянии Uf . В техдокументации на диоды указывается как V F – Forward Voltage (иногда V FM ). Замечу, что при разном прямом токе через диод величина этого параметра также меняется.

Для данного диода 1N4007 : V F =677mV (0,677V). Это нормальное значение для низкочастотного выпрямительного диода. А вот у диодов Шоттки это значение ниже, поэтому их и рекомендуют применять в устройствах с низковольтным автономным питанием.

Кроме этого тестер замеряет и ёмкость p-n перехода (C =8pF).

Результат проверки диода КД106А. Как видим, ёмкость перехода у него во много раз больше, чем у диода 1N4007. Аж 184 пикофарады!

Если вместо диода установить светодиод и включить проверку, то во время тестирования он будет задорно помигивать.

Для светодиодов тестер показывает ёмкость перехода и минимальное напряжение, при котором светодиод открывается и начинает излучать. Конкретно для этого красного светодиода оно составило Uf = 1,84V.

Как оказалось, универсальный тестер справляется и с проверкой сдвоенных диодов, которые можно встретить в компьютерных блоках питания, преобразователях напряжения автоусилителей, всевозможных блоках питания.

Проверка сдвоенного диода MBR20100CT .

Тестер показывает падение напряжения на каждом из диодов Uf = 299mV (в даташитах указывается как V F ), а также цоколёвку. Не забываем, что сдвоенные диоды бывают как с общим анодом, так и общим катодом.

Проверка резисторов.

Данный тестер отлично справляется с замером сопротивления резисторов, в том числе переменных и подстроечных. Вот так прибор определяет подстроечный резистор типа 3296 на 1 кОм. На дисплее переменный или подстроечный резистор отображается в виде двух резисторов, что не удивительно.

Также можно проверить постоянные резисторы с сопротивлением вплоть до долей ома. Вот пример. Резистор сопротивлением 0,1 Ома (R10).

Замер индуктивности катушек и дросселей.

На практике не менее востребована функция замера индуктивности у катушек и дросселей . И если на крупногабаритных изделиях наносят маркировку с указанием параметров, то вот на малогабаритных и SMD-индуктивностях такой маркировки нет. Прибор поможет и в этом случае.

На дисплее результат измерения параметров дросселя на 330 мкГ (0,33 миллиГенри).

Кроме индуктивности дросселя (0,3 мГ) тестер определил его сопротивление постоянному току – 1 Ом (1,0Ω).

Маломощные симисторы данный тестер проверяет без проблем. Я, например, проверял им MCR22-8 .

А вот более мощный тиристор BT151-800R в корпусе TO-220 прибор протестировать не смог и отобразил на дисплее надпись “? No, unknown or damaged part” , что в вольном переводе означает “Отсутствует, неизвестная или повреждённая деталь”.

Кроме всего прочего, универсальный тестер может замерять напряжение батареек и аккумуляторов.

Я был обрадован ещё и тем, что данным прибором можно проверить оптопары. Правда, проверить такие «составные» детали можно только в несколько этапов, поскольку они состоят минимум из двух изолированных между собой частей.

Покажу на примере. Вот внутреннее устройство оптопары TLP627.

Излучающий диод подключается к выводам 1 и 2. Подключим их к клеммам прибора и посмотрим, что он нам покажет.

Как видим, тестер определил, что к его клеммам подключили диод и отобразил напряжение, при котором он начинает излучать Uf = 1,15V. Далее подключаем к тестеру 3 и 4 выводы оптопары.

На этот раз тестер определил, что к нему подключили обычный диод. В этом нет ничего удивительного. Взгляните на внутреннюю структуру оптопары TLP627 и вы увидите, что к выводам эмиттера и коллектора фототранзистора подключен диод. Он шунтирует выводы транзистора и тестер “видит” только его.

Так мы проверили исправность оптопары TLP627. Похожим образом мне удалось проверить и маломощное твёрдотельное реле типа К293КП17Р.

Теперь расскажу о том, какие детали этим тестером НЕ проверить.

    Мощные тиристоры. При проверке тиристора BT151-800R прибор показал на дисплее биполярный транзистор с нулевыми значениями hFE и Uf. Другой экземпляр тиристора определил как неисправный. Возможно, это действительно так и есть;

    Стабилитроны . Определяет как диод. Основных параметров стабилитрона вы не получите, но можно удостовериться в целостности P-N перехода. Производителем заявлено корректное распознавание стабилитронов с напряжением стабилизации менее 4,5V.
    При ремонте всё-таки рекомендую не полагаться на показания прибора, а заменять стабилитрон новым, так как бывает, что стабилитроны исправны, но напряжение стабилизации «гуляет»;

    Любые микросхемы, такие как интегральные стабилизаторы 78L05, 79L05 и им подобные. Думаю, пояснения излишни;

    Динисторы . Собственно, это понятно, так как динистор открывается только при напряжении в несколько десятков вольт, например, 32V, как у распространённого DB3;

    Ионисторы прибор также не распознаёт. Видимо из-за большого времени заряда;

    Варисторы определяет как конденсаторы;

    Однонаправленные супрессоры определяет как диоды.

Универсальный тестер не останется без дела у любого радиолюбителя, а радиомеханикам сэкономит кучу времени и денег.

Стоит понимать, что при проверке неисправных полупроводниковых элементов, прибор может определить тип элемента некорректно. Так, биполярный транзистор с одним пробитым p-n переходом, он может определить как диод. А вздувшийся электролитический конденсатор с огромной утечкой распознать как два встречно-включенных диода. Такое бывало. Думаю, не надо объяснять, что это свидетельствует о негодности радиодетали.

Но, стоит учесть тот факт, что также имеет место и некорректное определение значений из-за плохого контакта выводов детали в ZIF-панели. Поэтому в некоторых случаях следует повторно установить деталь в панель и провести проверку.

Данный прибор предназначен для измерения параметров радиодеталей. тестер умеет определять вывода диодов, транзисторов, светодиодов. Показывает емкость конденсаторов и резисторов в определенном диапазоне. Ниже в архиве есть несколько вариантов печатных плат, в том числе и для SMD монтажа.

Характеристики прибора следующие:

Сопротивления: от 1 Ома до 10 МОм

Конденсаторы: от 190пФ до 10000мкф чем больше ёмкость, тем дольше длятся измерения. Разряжайте конденсаторы перед измерениями!

Диоды, светодиоды – показывает где какие выводы и один параметр

Определение и индикация наличия защитных диодов в транзисторах и MOSFET

Тринисторы, тиристоры – просто показывает что это тиристор и где какие выводы

Транзисторы – показывает где какие выводы и пару параметров

Точность измерений правильнособранного дэвайса зависит от точности шести резисторов, думаю понятно каких. Чем они точнее и по параметрам одинаковые, тем точность и правильность измерений будет верной.

Схема тестера:

Рисунок печатной платы в варианте DIP:

Расшифровка выводимой информации на дисплее данного прибора:

NPN – Transistor NPN

PNP – Transistor PNP

N-E-MOS N-Kanal – обогащенный канал

P-E-MOS P-Kanal – обогащенный канал

N-D-MOS N-Kanal – обедненный канал

P-D-MOS P-Kanal – обедненный канал

N-JFET N-Kanal – JFET

P-JFET P-Kanal – JFET

Thyristor – Тиристор

Triac – Симистор

Vt Напряжение открытия (для MOSFET)

C= Емкость затвора (для MOSFET)

h31e (коэффициент усиления по току) – диапазон до 10000

Uf Прямое напряжение

Diode Диод

В разных версиях прошивок выводимая информация может отличаться. В данной статье рассмотрен проект на микроконтроллере Atmega8, в сети есть доработанные варианты прошивок и на других микроконтроллерах. Данный прибор достаточно точен, полный фотоотчет делать не стал, для примера несколько фоток сделал…

Диодная сборка (два диода в одном корпусе)

Транзистор КТ819:

Светодиод:

файлы прошивок (~8кб.)

Скачать файлы печатной платы: , варианты.

AVR transistortester

Набор-конструктор AVR-Transistortester – поставляется в виде набора деталей который включает в себя:

печатную плату и все детали включая резисторы и конденсаторы которые требуются для сборки работоспособного прибора. В набор не входит корпус.Прибор не нуждается в настройке и работоспособен сразу после сборки. Процессор устанавливается в сокет. Светодиод не выводится на переднюю панель. Он не индикаторный, а требуется для работы прибора. При работе его свечение может быть не видно. Дисплей подключается к основной плате через “гребёнку” с шагом 2,54мм. Всю документацию необходимую для сборки прибора (принципиальную схему, монтажную схему и список применяемых компонентов) можно скачать в конце статьи.

На фото – готовый собранный прибор. На втором фото – набор деталей.

Набор-конструктор – это набор деталей.Батарея не входит в комплект.



Возможности прибора.

Тестер позволяет определять биполярные транзисторы, полевые транзисторы MOSFET и JFET, диоды (в том числе и двойные последовательные и встречно-параллельные), тиристоры,симисторы, резисторы, конденсаторы и некоторые их параметры.В частности для биполярных транзисторов:

1. проводимость – NPN или PNP;

2. цоколевку в формате – B=*; C=*; E=*;

3. коэффициент усиления по току – hFE;

5. прямое напряжение база-эмиттер в милливольтах – Uf.

Для MOSFET транзисторов:

1. проводимость (P-канал, или N-канал) и тип канала (E – обогащенный, D – обедненный) – P-E-MOS, P-D-MOS, или N-E-MOS, N-D-MOS;

2. емкость затвора – C;

3. цоколевку в формате GDS=***;

4. наличие защитного диода – символ диода;

5. пороговое напряжение затвор-исток Uf.

Для J-FET транзисторов:

1. проводимость – N-JFET, или P-JFET;

2. цоколевку в формате GDS=***.

Для диодов (в том числе двойных диодов):

1. цоколевку;

2. прямое напряжение анод-катод – Uf.

Для симисторов:

1. тип – Triac;2. цоколевку в формате G=*; A1=*; A2=*.

Для тиристоров:

1. тип – Thyristor;

2. цоколевку в формате – GAK=***.

Результат отображается на двух строчном ЖКИ. Время тестирования менее 2 сек. (за исключением конденсаторов большой емкости), время отображения результата 10 сек. Управление одной кнопкой, выключение автоматическое. Потребление тока в выключенном состоянии менее 20 нА.Диапазон измерения сопротивлений от 2 Ом до 20МОм. Точность не очень высока.Конденсаторы оцениваются хорошо примерно от 0,2 нФ до7000μF. Выше 4000μF точность ухудшается. Измерение больших емкостей может занять до одной минуты.Тестер не является точным прибором и не гарантирует 100% достоверности идентификациии измерений, однако в подавляющем большинстве случаев результат измерений является верным.При измерении силовых тиристоров и симисторов могут возникнуть проблемы, если тестовый ток (7мА) окажется меньше тока удержания.

Документация

В статье описано устройство – тестер полупроводниковых элементов (transistortester). Прототипом этого устройства является статья, размещенная на одном из немецких сайтов, автор Markus. Подобные статьи встречаются в интернете, но прибор заслуживает внимания, и по этому я повторюсь.
Тестер с высокой точностью определяет цоколёвку выводов и типы транзисторов, тиристоров, диодов, так-же определяет резисторы и конденсаторы.
Особенно удобен при определении smd компонентов, для этого он и изготавливался. Будет очень полезен не только начинающему радиолюбителю.
Типы тестируемых деталей:
(имя элемента – индикация на дисплее):
– NPN транзисторы – на дисплее “NPN”
– PNP транзисторы – на дисплее “PNP”
– N-канальные-обогащенные MOSFET – на дисплее “N-E-MOS”
– P-канальные-обогащенные MOSFET – на дисплее “P-E-MOS”
– N -канальные-обедненные MOSFET – на дисплее “N-D-MOS”
– P -канальные-обедненные MOSFET – на дисплее “P-D-MOS”
– N-канальные JFET – на дисплее “N-JFET”
– P-канальные JFET – на дисплее “P-JFET”
– Тиристоры – на дисплее “Tyrystor” (русская – “Tиристор”)
– Симисторы – на дисплее “Triak” (русская – “ТРИАК”)
– Диоды – на дисплее “Diode” (русская – “Диод”)
– Двухкатодные сборки диодов – на дисплее “Double diode CK” (русская – “Дв диод CС”)
– Двуханодные сборки диодов – на дисплее “Double diode CA” (русская – “Дв диод CА”)
– Два последовательно соединенных диода – на дисплее “2 diode series” (русская – “2 диода послед.”)
– Диоды симметричные – на дисплее “Diode symmetric” (русская – “2 диода встречные”)
– Резисторы – диапазон от 1 Ом до 10 МОм [Ом,KОм]
– Конденсаторы – диапазон от 0,2nF до 5000uF

Описание дополнительных параметров измерения:
– h31e (коэффициент усиления по току) – диапазон до 1000
– (1-2-3) – порядок подключенных выводов элемента
– Наличие элементов защиты – диода – “Символ диода”
– Прямое напряжение – Uf
– Напряжение открытия (для MOSFET) – Vt
– Емкость затвора (для MOSFET) – C=

Схема без автоотключения

Схема с автоотключением

Провека конденсатора и транзистора

Фьюзы для PonyProg

Так-же можно, с помощью PonyProg откорректировать константы измерения C и R (на фото ниже отмечены ячейки).

Число в средней ячейке буфера меняем с шагом + или – 1 (зависит в какую сторону нужно вносить правку и на сколько, это может быть и число 10),

После изменения числа в ячейке, программируем МК, затем делаем тест известной детали, сравниваем до и после.

Повторяем при необходимости процедуру.

Прошивка для ATmega8 и ATmega8А, в архиве (английский и русский EEPROM, правильное отображение в кирилице µ и Omega ) Proshiva.rar

Ещё набор различных прошивок (англ. и рус.) Proshivki.rar

Различные варианты печатных и контактных (для проверки SMD- элементов) плат, скачать архив здесь.Pechatki.rar

Собирать наверно лучше схему без автоотключения (первую схему), так как она проще, да и автоотключение иногда начинает действовать на нервы. После нажатия кнопки “Тест” – индикация длится 10 секунд, затем табло и питание отключаются. Сделано это в целях экономии энергии батареи, но если поставить индикатор без подсветки (она в принципе и не нужна), то ток потребления тестера не превысит 15 мА и схема автоотключения здесь без надобности.

Вообще по большому счёту, наладки и настройки прибора особой нет, любители конечно могут подстроить показания R и C так вроде это уже подробно расписано и проблем тоже не должно быть.

Изначально автор рекомендовал для применения в тестере микроконтроллер Atmega8-16PU, его не везде можно достать. Более доступен микроконтроллер Atmega8L-8PU, и это наиболее точная замена Atmega8-16PU в этом AVR-Transistortesterе.
Эти МК прошиваются одной и тоже прошивкой и особой разницы в работе нет и практически тоже не требуется корректировка по R и С.

Да, ещё этот тестер не является высокоточным прибором, а именно тестером для определения радиоэлементов, и в основном элементов SMD, и он не измеряет ёмкость и сопротивление с высокой точностью. Так же у него могут быть некоторые проблемы;

Проблемы при определении обычных полевых транзисторов:
Так как при большинстве полевых транзисторов сток и исток при измерении мало чем отличаются, или почти не различаются, они могут не быть распознаны или распознаны не правильно, но в принципе тип транзистора показывается правильно в любом случае.

Проблемы так же могут быть и при определении мощных тиристоров и симисторов в следствие того, что имеющийся ток при измерении 7 мА – меньше тока удержания тиристора.

В этой статье представлено устройство – тестер полупроводниковых элементов. Прототипом этого устройства послужила статья размещенная на одном из немецких сайтов. Тестер с высокой точностью определяет номера и типы выводов транзистора, тиристора, диода и др. Будет очень полезен начинающему радиолюбителю.

Типы тестируемых элементов

(имя элемента – индикация на дисплее):
– NPN транзисторы – на дисплее “NPN”
– PNP транзисторы – на дисплее “PNP”
– N-канальные-обогащенные MOSFET – на дисплее “N-E-MOS”
– P-канальные-обогащенные MOSFET – на дисплее “P-E-MOS”
– N-канальные-обедненные MOSFET – на дисплее “N-D-MOS”
– P-канальные-обедненные MOSFET – на дисплее “P-D-MOS”
– N-канальные JFET – на дисплее “N-JFET”
– P-канальные JFET – на дисплее “P-JFET”
– Тиристоры – на дисплее “Tyrystor”
– Симисторы – на дисплее “Triak”
– Диоды – на дисплее “Diode”
– Двухкатодные сборки диодов – на дисплее “Double diode CK”
– Двуханодные сборки диодов – на дисплее “Double diode CA”
– Два последовательно соединенных диода – на дисплее “2 diode series”
– Диоды симметричные – на дисплее “Diode symmetric”
– Резисторы – диапазон от 0,5 К до 500К [K]
– Конденсаторы – диапазон от 0,2nF до 1000uF
При измерении сопротивления или емкости устройство не дает высокой точности
Описание дополнительных параметров измерения:
– h31e (коэффициент усиления по току) – диапазон до 10000
– (1-2-3) – порядок подключенных выводов элемента
– Наличие элементов защиты – диода – “Символ диода”
– Прямое напряжение – Uf

Напряжение открытия (для MOSFET) – Vt

Емкость затвора (для MOSFET) – C=

Схема устройства:

Схема устройства без транзисторов:

Программирование микроконтроллера

Если вы используйте программу AVRStudio достаточно в настройках fuse-битов записать 2 конфигурационных бита: lfuse = 0xc1 и hfuse = 0xd9. Если Вы используйте другие программы настройте fuse-биты в соответствие с рисунком. В архиве находятся прошивка микроконтроллера и прошивка EEPROM, а также макет печатной платы.

Fuse-биты mega8

Процесс измерения достаточно прост: подключите тестируемый элемент к разъему (1,2,3) и нажмите кнопку “Тест”. Тестер покажет измеренные показания и через 10 сек. перейдет в режим ожидания, это сделано для экономии заряда батареи. Батарея используется напряжением 9V типа “Крона”.

Тестирование симистора

Тестирование диода

Тестирование светодиода

Тестирование сдвоенного диода

Тестирование MOSFET

Тестирование транзистора NPN

Контроллеры программируемые FA-M3 | Программируемые логические контроллеры

Классификация

Наименование

Модель

Спецификация

База

Модуль 

шасси

F3BU04-0N

Для модулей источника питания 

(F3PU10/F3PU16) + 4 слота (CPU+I/O)

F3BU05-0D

Для модулей источника питания 

(F3PU20/F3PU30/F3PU26/F3PU36) 

+ 5 слотов (CPU+I/O)

F3BU06-0N

Для модулей источника питания 

(F3PU10/F3PU16) + 6 слотов (CPU+I/O)

F3BU09-0N

Для модулей источника питания 

(F3PU20/F3PU30/F3PU26/F3PU36) 

+ 9 слотов (CPU+I/O)

F3BU13-0N

Для модулей источника питания 

(F3PU20/F3PU30/F3PU26/F3PU36) 

+ 13 слотов (CPU+I/O)

F3BU16-0N

Для модулей источника питания 

(F3PU20/F3PU30/F3PU26/F3PU36) 

+ 16 слотов (CPU+I/O)

Источник 

питания

Модуль 

источника 

питания

F3PU10-0S

100 – 240V AC, 5V DC/2.0A 

номинальный выход 

(для 4, 6 слотов, M4 винты)

F3PU20-0S

100 – 240V AC, 5V DC/4.3A 

номинальный выход 

(для 5, 9,13,16 слотов, M4 винты)

F3PU30-0S

100 – 240V AC, 5V DC/6.0A 

номинальный выход 

(для 5, 9,13,16 слотов, M4 винты)

F3PU16-0S

24V DC, 5V DC/2.0A 

номинальный выход 

(для 4, 6 слотов, M4 винты)

F3PU26-0S

24V DC, 5V DC/4.3A 

номинальный выход 

(для 5, 9, 13, 16 слотов, M4 винты)

F3PU36-0S

24V DC, 5V DC/6.0A 

номинальный выход 

(для 5, 9, 13,16 слотов, M4 винты)

ЦПУ

Модуль 

ЦПУ для 

обработки 

последовательностей

F3SP22-0S

программа 10K шагов, 

базовые инструкции 

0.045μs и выше, с памятью

F3SP71-4S

программа 60K шагов, 

базовые инструкции 

0.00375μs и выше, 

с сетевыми функциями и 

Modbus/TCP подчиненный (сервер) 

функцией, (USB2.0, Ethernet)

F3SP76-7S

программа 260K шагов, 

базовые инструкции 

0.00375μs и выше, с сетевыми функциями 

Modbus/TCP подчиненный (сервер) 

функцией (USB2.0, Ethernet)

Память

Модуль ПЗУ

RK33-0N

программа 56K шагов 

(для F3SP22)

RK73-0N

программа 120K шагов 

(для F3SP22)

I/O

Модуль входов

F3XA08-1N

100-120V AC, 8 точек

F3XA08-2N

200-240V AC, 8 точек

F3XA16-1N

100-120V AC, 16 точек

F3XH04-3N

высокоскоростной модуль входов с 

функциями захвата импульсов , 

24V DC, 4 точки

F3XC08-0N

безвольтовый контакт, 8 точек

F3XC08-0C

безвольтовый контакт, 8 точек, 

(раздельные общие)

F3XD08-6F

DC вход, 12-24V DC, 8 точек

F3XD16-3F

DC вход, 24V DC, 16 точек

F3XD16-4F

DC вход, 12V DC, 16 точек

F3XD16-3H

DC вход, 24V DC, 16 точек 

(высокоскоростной вход)

F3XD32-3F

DC вход, 24V DC, 32 точки

F3XD32-4F

DC вход, 12V DC, 32 точки

F3XD32-5F

TTL вход, 5V DC, 32 точки

F3XD64-3F

DC вход, 24V DC, 64 точки

F3XD64-4F

DC вход, 12V DC, 64 точки

F3XD64-6M

DC вход, 12 – 24V DC, 

64 точки (8×8)

Модуль выходов

F3YA08-2N

Модуль тиристорных выходов 

(100 – 240V AC), 1 A, 8 точек

F3YC08-0C

Модуль выходов реле 

(5 – 24V DC, 100 – 240V AC), 

2A, 8 точек

F3YC08-0N

Модуль выходов реле 

(5 – 24V DC, 100 – 240V AC), 

2A, 8 точек

F3YC16-0N

Модуль выходов реле 

(5 – 24V DC, 100 – 240V AC), 

2A, 16 точек

F3YD04-7N

Модуль транзисторных выходов, 

24V DC, 2A, 4 точки

F3YD08-6A

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 1A, 8 точек

F3YD08-6B

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 1A, 8 точек

F3YD08-7A

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 2A, 8 точек

F3YD14-5A

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 0.5A, 14 точек

F3YD14-5B

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 0.5A, 14 точек

F3YD32-1H

Высокоскоростной модуль 

транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 0.1A, 32 точки, 

защита от короткого замыкания

F3YD32-1P

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 0.1A, 32 точки, 

защита от короткого замыкания

F3YD32-1R

Модуль транзисторных выходов, 

12 – 24V DC, 0.1A, 32 точки, 

защита от короткого замыкания

F3YD32-1T

TTL выходы, 5V DC, 16mA, 32 точки

F3YD64-1P

Модуль транзисторных выходов, 

(внешнее питание) 

12 – 24V DC, 0.1A, 64 точки, 

защита от короткого замыкания

F3YD64-1R

Модуль транзисторных выходов, 

(источник) 12 – 24V DC, 0.1A, 

64 точки, защита от короткого замыкания

F3YD64-1M

Модуль транзисторных выходов, 

(матричное сканирование), 

12 – 24V DC, 64 точки, (8×8)

Модуль входов/

выходов

F3WD64-3P

напряжение пост.тока, транзисторный выход 

(внешнее питание), 

0.1A, 24V DC, 32 точки каждый,

с выводом-защита от короткого замыкания

F3WD64-4P

напряжение пост.тока, транзисторный выход 

(внешнее питание), 0.1A, 12V DC, 

32 точки каждый,с выводом-

защита от короткого замыкания

Аналоговые 

входы/выходы / 

температура

Модуль аналоговых 

входов

F3AD04-5V

0 – 5V DC,1 – 5V DC,-10 – 10V DC,0 – 10V DC, 

4 точки, 12 битA/D период выборки 1мс

F3AD04-5R

0 – 5V DC,1 – 5V DC,-10 – 10V DC,0 – 10V DC, 

4 точки, 16 битA/D, время преобразования 50 мкс

F3AD08-5V

0 – 5V DC,1 – 5V DC,-10 – 10V DC,0 – 10V DC, 

8 точек, 12 битA/D, время преобразования 1мс

F3AD08-4W

0 – 20mA,4 – 20mA, 8 точек,12битA/D, 

время преобразования 1мс

F3AD08-4R

0 – 20mA,4 – 20mA, 8 точек, 16-бит высок. разр. ADC, 

скорость преобразования 50мкс/ на точку

F3AD08-5R

0 – 5V,0 – 10V,1 – 5V,-10 – 10V DC, 8 точек, 

16-бит высок. разр. ADC, скорость преобразования 

50 мкс/ на точку

F3AD08-6R

0 – 5V,1 – 5V,-10 – 10V DC,0 – 20mA,4 – 20mA 

8 точек, 6-бит высок. разр. ADC, 

скорость преобразования 50 мкс/ на точку

Высокоскоростной 

модуль 

сбора данных

F3HA06-1R

(-10 – 10V), 0 – 10V, 1 – 5V, -5V – 5V, -2.5 – 2.5V, 

ввод 6 точек, 5мкс, размер буфера данных 2M слов

F3HA12-1R

(-10 – 10V), 0 – 10V, 1 – 5V,-5V – 5V,-2.5 – 2.5V, 

ввод 12 точек, 5мкс, размер буфера 2M слов

Модуль 

аналогового 

выхода

F3DA04-6R

(-10 – 10V), 0 – 10V, 0 – 5V, 1 – 5V, 4 – 20mA, 

0 to 20mA и -20 to 20mA DC выход, 4 точки,

16-бит высок.разрешения DAC

F3DA08-5R

(-10 – 10V), 0 – 10V, 0 – 5V, 1 – 5V DC выход, 

8 точек, 16-бит высок.разрешения DAC

Регулирование 

температуры 

и PID модуль

F3CU04-0S

4 универсальных входа (TC, RTD или 

напряжение), 100мс для 2 каналов или 

200мс для 4 каналов

F3CU04-1S

4 – 20mA непрерывный выход 

дополнительно к функциям F3CU04-0N

Модуль 

мониторинга 

температуры

F3CX04-0N

4 универсальных входа 

(TC, RTD или напряжение)

Коммуникационные

Модуль связи с 

персональным 

компьютером

F3LC11-2F

115kbps max., RS-422/RS-485 порт x 1

F3LC11-1F

115kbps max., RS-232-C порт x 1

F3LC12-1F

115kbps max., RS-232-C порт x 2

Интерфейсный 

модуль Modbus

F3LC31-2F

Modbus RTU/A5SCII, 115kbps max, 

1 порт

Модуль связи 

UT-link

F3LC51-2N

RS-422 / RS-485 порт x 1, легкое 

подключение к внешним устройствам

Модуль связи 

DeviceNet

F3LD01-0N

500kbps макс., DeviceNet порт x 1, 

с функцией мастер/устрой-во опроса

CAN2.0B 

Модуль связи

F3LD21-0N

CAN2.0B формат, 1 канал, 1Mbps макс.

Ethernet 

Модуль связи

F3LE01-1T

10Mbps, 10BASE-T

F3LE11-1T

10/100Mbps, 10BASE-T/100BASE-TX , 

с E-mail функцией

F3LE12-1T

10/100Mbps, 10BASE-T/100BASE-TX

EtherNet/IP 

Модуль связи

F3LN01-0N

100Mbps, 10BASE-T/100Base-TX, 

EtherNet/IP scanner / adapter

FL-net 

Модуль связи

F3LX02-2N

10/100Mbps, 10BASE-T/100BASE-TX, 

FL-net (OPCN-2) ver.2.00

YHLS 

Ведущий модуль

F3LH01-1N

12Mbps max., YHLS порт x 1

F3LH02-1N

12Mbps max., YHLS порт x 2

NX Модуль связи

F3NX01-2N

10/100Mbps, 10BASE-T/100BASE-TX

Ladder 

Модуль связи

F3RZ81-0F

115kbps max., RS-232C порт x 1

F3RZ82-0F

115kbps max., RS-232C порт x 2

F3RZ91-0F

115kbps max., RS-422/RS-485 порт x 1

GP-IB 

Модуль связи

F3GB01-0N

GP-IB порт x 1

FA link / 

fiber-optic 

FA-bus

FA link 

H Модуль

F3LP02-0N

32 станций макс., дистанция передачи 1 км, 

1.25Mbps макс.

Fiber-optic 

FA-link 

H Модуль

F3LP12-0N

32 станций макс., 10 км общая длина кабеля, 

1.25Mbps скорость передачи

Fiber-optic 

FA-bus Модуль

F3LR01-0N

7 станций макс., дистанция передачи 200 м, 

10Mbps макс.

Fiber-optic 

FA-bus Type 2

F3LR02-0N

32 станций макс., дистанция передачи 1.4 км, 

макс. дистанция м/у станциями 500 м, 

0Mbps макс.

FA-bus 

Type 2 module

F3LR02-1W

7 станций макс., макс. дистанция передачи: 

70 м подключение последовательное и 

80 м для петлевого соединения, 

макс. дистанция м/у станциями 10 м, 

10Mbps макс., провод.

Счетчики / 

Модули 

позиционирования

Высокоскоростной 

счетчик

F3XP01-0H

прямой/обратный подсчет, фазовый сдвиг, 

импульс + направление, сложение/вычитание, 

400kpps (для x4), 32-бит канал x 1

Модуль

F3XP02-0H

прямой/обратный подсчет, фазовый сдвиг, 

импульс + направление, сложение/вычитание, 

400kpps (для x4), 32-бит канал x 2

Модуль 

импульсных 

входов

F3XS04-3N

циклический счетчик, 0 – 20kHz, 

24V пос.тока ввод, 16-бит канал x 4

F3XS04-4N

циклический счетчик, 0 – 20kHz, 

12V пос. тока ввод, 16-бит канал x 4

Модуль 

позиционирования

F3YP22-0P

2-оси управление, 7,996kpps макс. 

для управления servo/DD/Linear двигателями, 

1,999kpps. для управления шаговыми двигателями

(с многоканальным

F3YP24-0P

4-оси управление, 7,996kpps макс. для управления 

servo/DD/Linear двигателями, 

1,999kpps. для управления шаговыми двигателями

выходом 

импульсов)

F3YP28-0P

8-осей апрвление, 7,996kpps макс. для управления 

servo/DD/Linear двигателями, 

1,999kpps. для управления шаговыми двигателями

Модуль 

позиционирования

F3NC32-0N

2-оси управление, 5Mpps макс. импульсный выход, 

позиционное регулирование и линейная/круговая 

интерполяция, прямое/шаблонное управление (2 канала)

(с импульсом 

выходов)

F3NC34-0N

4-осевое управление, 5Mpps макс. импульсный выход, 

позиционное регулирование и линейная/круговая 

интерполяция, прямое/шаблонное управление (4 канала)

Модуль 

позиционирования

F3NC51-0N

1-осевое управление

(с аналоговым 

выходом

напряжения)

F3NC52-0N

2-осевое управление

Модуль 

позиционирования (с

F3NC96-0N

15-осевое управление с 

MECHATROLINK-II интерфейсом

MECHATROLINK-II

интерфейсом)

Модуль 

позиционирования (с

F3NC97-0N

15-осевое управление с 

MECHATROLINK-III интерфейсом

MECHATROLINK-III

интерфейсом)

Спецификация

Окружающие 

условия

Температура 

окружающей 

среды

Эксплуатация: 0 – 55°C *1

Хранение: -20°C – 75°C

Влажность 

окружающей 

среды

Эксплуатация: 10 – 90% (без конденсации)

Хранение: 10 – 90% (без конденсации)

Окружающая 

атмосфера

Должна быть свободна от коррозионных, 

горючих газов, пыли.

Заземление

AC Модуль питания: защитное заземление 

(соотв. внутренним правилам страны)

DC Модуль питания: Функциональное заземление

Помехоустойчивость

Протестирован с использованием генератора 

помех с шумовым напряжением 1500 Vp-p, длительностью 

импульса 1 мкс, временем нарастания 1 нс, 

и частотой повторения 25-60 Гц.

Для модулей с маркировкой СЕ, 

удовлетворяющий треб. EN61326-1, 

EN61326-2-3*4 и EN61000-6-2

Виброустойчивость

Протестирован на соответствие JIS C60068-2-6 

в следующих условиях:

Диапазон частот:

10 – 57 Гц с амплитудой 0.075 мм

57 – 150 Гц с ускорением 9.8 м/с2 (1G)

Направление и цикл колебаний: 

по 10 раз в каждом из X, Y, и Z направлений

Ударопрочность

Протестирован на соответствие JIS C60068-2-27 в следующих условиях:

Направление и цикл колебаний: 3 раза в каждом из X, Y, и Z направлениях  

с ускорением 147 м/с2 (98 м/с2 при монтаже на DIN-рейке)

Структура и 

внешний вид

Конструкция

для крепления в шкафу

Высота установки

Макс. 2000 м над уровнем моря

Способ охлаждения

С естественным воздушным охлаждением

Крепление/монтаж

прямой, M4-винты или DIN-рейка (за исключением F3BU16-0N модуля)

Габаритные размеры

см. “Габаритные размеры”, руководство по работе с аппаратурой (IM).

M328 Диодный Триод Конденсатор Резистор Транзистор Тестер ESR Meter Многофункциональный Тестер с Испытательной плате ( Товар#: E9063 )

Это своего рода высококачественный транзисторный тестер, работающий одной кнопкой, автоматически отключающий питание, увеличивающий выключатель питания, избегающий потребления энергии аккумулятора во время хранения и выключения. Автоматическое определение PNP и NPN биполярных транзисторов, N, P-канальных MOSFET, JFET, диодов, двойных диодов, тиристоров, тиристоров, резисторов, конденсаторов, индукторов. Автоматически определять определения контактов! Вы можете попробовать.

Функции:
Включите выключатель питания тестера; ЖК-дисплей не загорится, нажмите кнопку тестирования (кнопка TEST) и ЖК-дисплей загорится!
Если тестируются устройства с высокой емкостью, индуктивностью и большим падением напряжения, рекомендуется проверить интерфейс тестирования тестера. Старайтесь не использовать тестовую линию, чтобы избежать больших ошибок, вызванных сопротивлением самой тестовой линии.
Тестер не подходит для приложений с высокой точностью измерений!
Измеримые компоненты: различные диоды, конденсаторы, резисторы, триоды, тиристоры, МОП-трубки и т. Д.!
Он используется только для измерения электронных устройств и не может использоваться для проверки силовых устройств (мощных МО, тиристоров и т. Д.)!
Прибор откалиброван на заводе-изготовителе, пользователям не нужно калибровать себя, его можно использовать напрямую!
Встроенная литиевая батарея 3.7V!
12864 графических результатов тестирования ЖК-дисплея.
Работа одной кнопкой, автоматическое отключение питания, увеличение выключателя питания, предотвращает потребление энергии аккумулятора во время хранения и выключения.
Автоматическое определение PNP и NPN биполярных транзисторов, N, P-канальных MOSFET, JFET, диодов, двойных диодов, тиристоров, тиристоров, резисторов, конденсаторов, индукторов. Автоматически определять определения контактов!
Он может измерять коэффициент усиления тока (B) биполярного транзистора, кристалл Дарлингтона меньшей мощности и пороговое напряжение (Uf) эмиттерного перехода.
Защитный диод внутри биполярного транзистора и MOSFET может быть обнаружен и отображен на экране.
Измерьте пороговое напряжение и емкость затвора полевого транзистора.
Поддерживает измерение двойного сопротивления и потенциометра. Если потенциометр настроен на конец конца, тестер не сможет различить середину и конец.
Разрешение тестового резистора составляет 0,1 Ом, а максимальное – 50 МОм.
Диапазон измерения емкости от 25 пФ до 100 мФ (100 000 мкФ) с разрешением 1 пФ. Он может обнаружить эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) конденсаторов выше 2 мкФ с разрешением 0,01 Ом.
Диапазон измерения индуктивности 0,01 мГн – 20 Н, в противном случае он будет отображаться как сопротивление Сопротивление постоянному току выше 2100 Ом также будет отображаться как сопротивление.
Может проверить двойные диоды, проверить правильное направление и прямое падение напряжения.
Обнаружение светодиода – это диод, двойное обнаружение светодиода – это двойной диод, и светодиод будет мигать во время теста.
Время каждого теста составляет около 2 секунд, но измерения большой емкости и индуктивности занимают много времени!
Рабочий режим:
1) После получения тестера включите выключатель питания (жидкий кристалл тестера не загорится), нажмите кнопку тестирования (кнопка TEST), чтобы проверить устройство. Время тестирования будет увеличено или уменьшено в зависимости от устройства. Если устройство правильно идентифицировано, на экране будет отображаться результат 15-20 секунд, чтобы закрыть экран. Если компонент поврежден или неузнаваем, результат отображения будет отключен примерно на 3-5 секунд, что значительно увеличит срок службы батареи при ее использовании.
2) Выбор контрольной точки: контрольные точки тестера: 1 (или T1), 2 (или T2), 3 (или T’3), проверенные компоненты могут быть произвольно выбраны в трех контрольных точках, прибор автоматически распознает, все одинаковые Контрольные точки чисел одинаковы.

Характеристики:
Имя: Тестер
Модель: M8
Номер статьи: M328_ KT-001
Размер элемента: 100 * 80 * 30 мм / 3,94 * 3,15 * 1,18 дюйма
Размер упаковки: 150 * 100 * 80 мм / 5,91 * 3,94 * 3,15 дюйма
Вес упаковки: 120 г / 4,23 унции

Список пакетов:
1 * многофункциональный тестер
3 * Тестовый шнур

AN015 – Цепи защиты входа

AN015 – Цепи защиты входа
Продукты Elliott Sound АН-015
Род Эллиотт (ESP)
Основной индекс Прил. Примечания Указатель
Введение

Каждая сделанная схема не обязательно требует защиты входа, но там, где она включена, имеет смысл, что она действительно должна работать. Очень часто можно увидеть схемы защиты входа, в которых используются диоды от входа к шинам питания.Хотя это может работать хорошо, существуют обстоятельства, при которых он не только не обеспечивает защиту входного каскада, но также может разрушить остальную цепь. По общему признанию, такие случаи редки и несколько необычны, но , а не означает, что они не могут (или не будут) произойти. Я точно знаю, что они могут (и случаются)!

Посмотрите практически любую таблицу данных, в которой приводятся «примеры применения», и всякий раз, когда отображается «защита» входа (что не так часто, как вы могли бы надеяться), почти всегда используются слаботочные диоды от входа (ов) до подача рельсов.Ограничительный резистор может быть включен или не включен, что более вероятно в последнем случае. Это фальшивая защита – она ​​обеспечит только самую базовую защиту от очевидных предсказуемых ошибок подключения, но ничего не сделает для защиты входной цепи, которая случайно была подключена к выходу динамика. Это действительно происходит , и, вероятно, гораздо чаще, чем думает большинство людей. Как ни странно, использование диодов большего размера (например, 1N4004 или подобных) только ухудшает ситуацию.

Рассмотрим вход адаптера осциллографа ПК, как показано в Проекте 154.Из-за того, как я его спроектировал, это довольно безопасно, даже если вход подключен к источнику переменного или постоянного тока высокого напряжения, потому что есть конденсатор для блокировки постоянного тока и входной резистор 100 кОм, который ограничивает ток. Даже если на вход будет подано 400 В, при зарядке входного конденсатора будет кратковременный импульс напряжения, но пиковый ток будет ограничен до 4 мА. Даже высокое напряжение переменного тока не повредит ему, потому что батарея имеет низкий импеданс и может поглощать небольшой «зарядный» ток (хотя на самом деле она не перезаряжается).

Это ничего не напрягает очень долго, и оно выживет. Однако в магазинах и в сети есть бесчисленное количество схем, в которых такой ограничительный резистор не включен, и во многих случаях схема может быть такой, что ее можно легко подключить к источнику высокого напряжения, либо случайно, из-за отказа компонента. или потому, что пользователь не понимает, что (например) схемы на 5 В, такие как микроконтроллеры или аналого-цифровые преобразователи, действительно не любят высокие напряжения и будут демонстрировать свое недовольство отказом – обычно катастрофическим.

Существует большая вероятность того, что другие схемы низкого напряжения также будут повреждены, и это может означать конец проекта, требующий полной перестройки. Это, конечно, не то, что происходит регулярно, но неразумно ожидать, что , а не будет происходить от случая к случаю. Пользователю остается недоумевать, сколько деталей было поджарено, несмотря на наличие защитных диодов. В некоторых случаях вы можете даже не знать, что существует система «защиты» наихудшего случая, потому что она иногда включается в микросхемы (в таблице данных обычно указывается, что она присутствует).Обычно это предусмотрено для защиты от электростатического разряда (ESD), и будучи интегрированными, диоды имеют малый размер и очень ограниченный ток. Я слышал о полном многоканальном микшере, в котором большинство операционных усилителей было разрушено из-за того, что кто-то принял выходное гнездо динамика за гнездо линейного выхода на гитарном усилителе.

Топология защиты должна быть выбрана в соответствии с конкретными потребностями вашей цепи. Если вам нужно защитить только от электростатического разряда (ESD), напряжение может быть высоким (несколько тысяч вольт не редкость), но доступный ток низкий, потому что «события» ESD ограничены емкостью цепи, которая обычно включает человека.Стандартные тесты ESD предполагают, что «модель человеческого тела» имеет емкость около 100 пФ последовательно с 1500 Ом [1] . Испытательные напряжения находятся в диапазоне от 2 кВ до 8 кВ, поэтому входной ток в худшем случае находится в диапазоне от 1,33 А (2 кВ) до 5,33 А (8 кВ). Хотя диоды 1N4148 легко справляются с более низким током, они могут не выжить при токе 5,3 А, даже если он очень короткий. При испытательном напряжении 2 кВ ток превышает 500 мА в течение примерно 150 мкс. При 8 кВ это время увеличивается до 350 мкс.

Входной резистор R LIM ожидается, но используется не всегда.Это также компромисс, потому что сопротивление должно быть достаточно низким, чтобы не создавать чрезмерного шума, но должно быть достаточно большим, чтобы ток ограничивался безопасным значением. При 1,5 кОм, как показано, пиковый ток составляет половину теоретического значения «наихудшего случая» для теста ESD. Значение входного конденсатора (C1) не указано, потому что оно зависит от использования схемы. Низкие значения могут обеспечить лучшую защиту, поскольку импульс пикового тока может быть короче (по крайней мере, для очень низких значений), но для низкочастотных цепей с низким импедансом он должен быть довольно большим.

В следующих схемах операционный усилитель показан как «устройство ввода», которое требует защиты. На самом деле, это может быть также малосигнальный полевой МОП-транзистор, АЦП (аналого-цифровой преобразователь) или любая другая ИС или активное устройство. Показаны примеры работы с двойным и одинарным питанием. ИС с одинарным питанием защитить немного легче, чем с двойным питанием. Примеры также включают (дополнительный) входной конденсатор, который может быть или не быть существенным, в зависимости от назначения схемы.При использовании входов с однополярным питанием почти всегда требуется входная крышка, чтобы источник не замыкал входное смещение.

Хотя разрушение компонентов может быть обычным явлением из-за переходных процессов электростатического разряда или других событий, это не всегда очевидно. Во время тестирования дискретного транзистора я обнаружил, что единичный импульс оставил транзистор в рабочем состоянии, но его характеристики ухудшились. Коэффициент усиления был ниже, и хотя в то время не тестировался, я также ожидал увеличения шума.Дальнейшие «события» снова привели к падению усиления, и потребовалось несколько тестовых циклов, прежде чем ухудшение стало очевидным.

Между тем (после, возможно, двух или трех испытательных циклов) в полной схеме я ожидал бы увидеть небольшое уменьшение усиления переменного напряжения, но, вероятно, непропорционально большое увеличение искажений (и шума), потому что усиление разомкнутого контура уменьшается и обратная связь не так эффективен. Среднестатистический пользователь (и, вполне возможно, любой пользователь) мог не знать об этом, но оставался задаваться вопросом, почему качество звука просто не кажется «правильным».Эта коварная деградация может продолжаться в течение определенного периода времени, прежде чем будет определено как неисправность. Микросхемы обычно избавляют вас от неприятностей – одно временное событие убьет операционный усилитель на полевом транзисторе с первого раза (я знаю это, потому что делал это несколько раз во время тестирования).

Важно понимать, что практически никакая схема защиты входа не обеспечит какой-либо полезной защиты от подключения входа к сети переменного тока. Сеть имеет очень низкий импеданс и может обеспечить более чем достаточный ток, чтобы взорвать почти все, что не рассчитано на входную сеть.Хотя маловероятно, что кто-то будет настолько глуп, чтобы ожидать, что электронное устройство выдержит прямое подключение к электросети, стоит упомянуть «на всякий случай». Устройства, предназначенные для измерения / контроля сетевого напряжения, должны быть спроектированы соответствующим образом, иначе они просто взорвутся!

Одна из причин того, что «традиционная» схема защиты неисправна, заключается в том, что микросхемы регуляторов источника питания предназначены для одной цели – обеспечения выходного тока при заданном напряжении.Они не могут потреблять (поглощать) ток, который возникает на их выходных клеммах в результате неисправности, и без каких-либо ограничений выходное напряжение может быть легко установлено до опасно высокого уровня.


Традиционная защита ввода

«Традиционные» схемы показаны ниже, но, в отличие от многих, которые вы увидите, они включают R LIM , что немного помогает. Если на вход подается высокое входное напряжение (любой полярности), соответствующий диод проводит ток и вход защищается.Ну не всегда. Что произойдет, если показанная схема будет случайно подключена к источнику постоянного тока +35 В (возможно, к шине питания усилителя мощности). Диод будет проводить, но он вернет ток обратно в шину питания. Это не проблема, если присутствует входной конденсатор, но цепи со связью по постоянному току, в которых , а не используют конденсатор, подвергаются некоторому риску. Напряжение переменного тока выше шин питания может вызвать разрушение, даже если конденсатор присутствует, при условии, что его значение достаточно высокое. 10 мкФ или более могут легко вызвать проблемы, а если на входе используется усилитель мощности, частота может быть достаточно высокой, чтобы конденсатор не использовался.Колпачок на 10 мкФ имеет реактивное сопротивление всего 16 Ом на частоте 1 кГц.

Цепь, которая работает от ± 15 В, не будет счастлива, если одна шина (или обе с переменным током) внезапно повысится до более чем 30 В, а дальше по линии есть стабилизатор напряжения, который теперь имеет более 30 В на выходе pin . Если на регуляторе нет диода (как показано в для всех конструкций регуляторов ESP), микросхема регулятора будет иметь обратное смещение и, вероятно, выйдет из строя. Даже если диод присутствует, максимальное рабочее напряжение ИС может быть превышено, если состояние неисправности сохраняется, что приводит к разрушению.


Рисунок 1 – Традиционная защита от перенапряжения

Стандартное расположение создает ложное ощущение безопасности и может привести к катастрофическим сбоям. В очень многих случаях уязвимость цепи никогда не будет проверена, поэтому продукт может иметь встроенный механизм отказа, который когда-либо обнаружит лишь несколько человек. Многие продукты имеют «руководство пользователя», в котором указывается, что «неправильное использование аннулирует любую гарантию». Несчастный пользователь, который не понял, что присутствует какое-то высокое напряжение, остается с мертвым блоком без надежды на возмещение ущерба.

Для приложений с однополярным питанием (которые обычно питаются от источника 5 В), диод относительно земли обычно обеспечивает разумную защиту при условии ограничения тока, но такая защита не предлагается, если вход со связью по постоянному току подключен к постоянному напряжению более чем 5В. Даже 12 В от источника питания операционного усилителя может быть достаточно, чтобы вызвать повреждение, если не предусмотрено ограничение тока. Помните, что входной конденсатор предотвратит долговременное перенапряжение, вызывающее разрушение, но только , если его номинальное напряжение достаточно высокое, чтобы выдерживать приложенное напряжение.Естественно, это не применимо, если на входе подается переменный ток, будь то вторичная обмотка трансформатора, выход усилителя мощности или какой-либо другой источник переменного тока на любой частоте. Учтите следующее (если R LIM не установлен …


Рисунок 2 – Отказ защиты от перенапряжения (Epic)

При указанном входном напряжении (примерно ± 35 В пиковое) и более или менее стандартной схеме входной «защиты» требуется менее 3 циклов (3 мс), чтобы «накачать» шины питания до уровня более ± 30 В, даже с общей номинальной нагрузкой 15 мА на каждом источнике (возрастает до 30 мА).Переживет ли это операционный усилитель? А как насчет регулятора, у которого выходное напряжение, возможно, на в 10 В больше, чем на входе выпрямителей? Некоторые из них могут выжить (особенно если у регуляторов есть обратные диоды, которые передают повышение напряжения на вход, как это видно на всех моделях ESP), но многие этого не сделают. Большие заглушки байпаса (Cb + и Cb-) замедляют процесс, но не устраняют проблему.

Если включен входной ограничительный резистор, схема будет работать правильно, но только при достаточно высоком значении.Даже 100 Ом обеспечивают минимальную реальную защиту, и она должна быть не менее 1 кОм, а предпочтительно 1,5 кОм, как показано в других примерах.

Надо признать, что вероятность этого невелика, но все же реальна. Коммерчески производимое оборудование используется «обычными» людьми (т.е. теми, кто не разбирается в электронике), которые не знают, что вы никогда не должны подключать низкоуровневые схемы к выходам усилителя (случайно или иным образом). Даже преданные любители могут сделать это случайно, но они смогут исправить ущерб.Среднестатистический потребитель остается с мусором, который больше не работает, нет гарантии, и вокруг мало людей, которые могли бы это исправить.


Альтернативная защита от перенапряжения

Далее показан лучший метод. Номинальная мощность стабилитронов определяется требуемым уровнем защиты и последовательным входным сопротивлением R LIM . Во многих случаях последнее будет довольно низким (около 100 Ом, а не 1,5 кОм, как показано), и стабилитроны будут ограничивать входное напряжение, даже если они работают в несколько раз превышающем их номинальный постоянный ток.Это, конечно, не может поддерживаться долго, потому что проводящий стабилитрон перегреется и выйдет из строя, вероятно, вместе с входным резистором. Это дешевый и простой ремонт, который, скорее всего, сможет сделать сам разнорабочий (или женщина).


Рисунок 3 – Альтернативная защита от перенапряжения

Что еще более важно, остальная часть цепи в безопасности. Входной резистор (надеюсь) выйдет из строя первым, но даже если стабилитрон выйдет из строя, как и все полупроводники, он выйдет из строя , короткое замыкание .Теперь нужно заменить только входной резистор и пару стабилитронов, а не всю схему и блок питания. Естественно, эта схема не является полностью надежной (видимо, дураки слишком изобретательны), но она намного лучше традиционной схемы. Напряжение стабилитрона необходимо выбирать осторожно, чтобы входной сигнал не искажался. Для версии с однополярным питанием стабилитрон, вероятно, будет 5,1 В для питания 5 В.

Однако есть несколько вещей, о которых вам нужно знать, и это может быть реальной проблемой для цепей с высоким импедансом, которые, как ожидается, будут работать на высоких частотах.Самая большая проблема – это емкость стабилитронов. Если диод 1N4148 имеет емкость около 4 пФ, емкость перехода стабилитронов часто не указывается. Он намного выше, чем у малосигнальных диодов (например, 1N4148), и также зависит от напряжения стабилитрона. Низковольтные стабилитроны имеют более высокую емкость, чем высоковольтные версии того же семейства.

Например, стабилитрон 5,1 В может иметь емкость перехода более 100 пФ, тогда как версия на 20 В может быть всего 20 пФ [2] .Это часто указывается при конкретном обратном напряжении (например, 2 В), но емкость зависит от напряжения и увеличивается по мере уменьшения обратного напряжения. Таким образом, хотя стабилитроны подходят для схем с низким импедансом, они могут вызвать преждевременный спад высоких частот, когда импеданс намного превышает 22 кОм или около того. Показанная схема использовалась в адаптере фантомного питания Project 96 для микрофонов, потому что это единственный способ убедиться, что повреждающие переходные процессы не могут быть доставлены на входы микрофонного предусилителя.


Комбинированная защита от перенапряжения

Однако еще не все потеряно. Можно иметь вход с высоким импедансом, который хорошо защищен от наиболее возможных условий перенапряжения. Конечно, есть ограничения, потому что малосигнальные диоды с низкой емкостью также ограничены относительно низким током. Даже 1N4148 (или версия с низкой емкостью, 1N4448) может выдерживать 1 А в течение одной секунды или 4 А в течение 1 мкс. Напряжение на нем будет намного выше, чем обычно ожидаемые номинальные 650 мВ, и это необходимо учитывать.Очевидно, что на шинах питания должно поддерживаться безопасное напряжение для ИС и для ее входов. Хотя многие ИС имеют хотя бы некоторую степень защиты входа, многие этого не делают. В спецификациях будет указано, что (например) входы должны поддерживаться в диапазоне от -Vee – 0,3 В до + Vcc + 0,3 В, иначе цепь может работать неправильно.


Рисунок 4 – Комбинированная защита от перенапряжения

Схема, показанная выше, позволяет достичь всего необходимого, но теперь для нее требуется четыре диода.Однако, если вам действительно необходимо защитить входы от потенциально опасных напряжений, то это небольшая цена для достижения надежности. Преимущество состоит в том, что диоды с малой емкостью можно использовать последовательно с стабилитронами, поэтому их относительно высокая емкость изолирована от входной схемы. Это улучшает высокочастотный отклик в цепях с высоким импедансом. Токоограничивающий резистор по-прежнему очень важен, и его необходимо выбирать в соответствии с ожидаемым наихудшим входным напряжением.

Стабилитроны (ZD1 и ZD2) обычно выбираются примерно на 2–3 В ниже напряжения питающей шины. Для ± 15 В почти идеальны стабилитроны на 12 В. Стабилитроны обычно имеют довольно высокую емкость, и это важно для приложений с высоким импедансом, поскольку это приведет к преждевременному спаду высоких частот. Ожидайте до 40 пФ для стабилитронов 10 В, который снижается до ~ 20 пФ, когда два соединены последовательно (спина к спине).

Вы можете подумать, что использование диодов Шоттки было бы хорошей идеей, но их емкость обычно немного выше, чем у «обычных» малосигнальных диодов, и они имеют гораздо более высокую утечку, что может вызвать искажения.Вы можете рассчитывать на емкость перехода около 7 пФ для диодов BAT43 (30 В, 200 мА непрерывно). Это может показаться не таким уж большим, но с импедансом источника 100 кОм пара диодов BAT43 приведет к тому, что частота -3 дБ будет только 114 кГц, при условии, что паразитная емкость ноль , чтобы еще больше уменьшить ее. Это не проблема для звука, но для тестового прибора это может быть очень ограничивающим фактором.


Выводы

Защита ввода кажется самой простой вещью в мире – пока вы не изучите все возможности того, что может пойти не так.Схемы с входным разделительным конденсатором работают немного лучше, потому что высокое напряжение, приложенное к входу, будет генерировать большой ток, но только в течение короткого времени (конечно, при условии, что конденсатор рассчитан на ожидаемое наихудшее входное напряжение). Недопустимая крышка может выйти из строя или иметь такую ​​сильную утечку, что в любом случае будет нанесен ущерб. Включение схемы защиты, которая на самом деле не защищает от предсказуемых аварий, бесполезно, особенно если она способна вызвать дальнейшее повреждение оборудования.

В большинстве случаев можно использовать «традиционную» схему, показанную на рисунке 1, но вы, , должны добавить стабилитроны непосредственно через каждую шину питания. Очевидно, что они должны иметь напряжение пробоя, превышающее напряжение питания. Если у вас есть источники питания ± 15 В, вам необходимо использовать стабилитроны на 16 В, которые будут иметь типичный диапазон напряжения от 15,3 В до 17,1 В. Стабилитроны не являются прецизионными компонентами, и допуск в 5%, вероятно, лучшее, на что можно надеяться.

Защита входа теперь является неотъемлемой частью любого проекта, который подключается к внешним источникам, которые могут питаться от импульсного источника питания.Это подробно описано в статье о низковольтных внешних импульсных источниках питания (External PSU). Обычно они имеют на выходе «плавающее» напряжение 50/60 Гц, что составляет около 50% от напряжения сети. Доступный ток невелик, но его более чем достаточно, чтобы повредить даже переход база-эмиттер дискретного транзистора. Интегральные схемы еще более уязвимы, потому что транзисторы физически намного меньше и их легче повредить. Если вам интересно, это то, что я испытал физически, так что это факт, а не гипотеза.

В конечном итоге уровень предоставляемой защиты зависит от приложения. Не все требует очень высокого уровня защиты, а в некоторых случаях включение может ухудшить характеристики схемы. Чаще всего это происходит в ситуациях, когда добавленная емкость диодов вызывает спад высоких частот с высоким импедансом источника, но в некоторых случаях утечка диодов также может быть проблемой. Если требуется наименьший шум, добавление последовательного сопротивления не является ответом, потому что резистор вносит свой собственный шум.Я обычно не включаю схемы защиты входа, потому что предусилители Hi-Fi, кроссоверы для электроники и многие другие проекты будут постоянно подключены, обычно таким образом, что крайне маловероятно, что когда-либо потребуется защита.

Однако, если вы с по решите включить защиту, важно, чтобы она действительно работала. Схема «защиты», которая может разрушить всю схему, бесполезна и бесполезна. Вы погрузитесь в ложное чувство безопасности, которое никому не поможет.Прежде чем приступить к какой-либо схеме защиты, убедитесь, что вы тщательно протестировали ее так, как она обычно будет использоваться, и будьте готовы внести изменения, чтобы убедиться, что она выполняет свою работу, даже если владелец делает что-то действительно глупое (большинство из них не , но будьте уверены, что кто-то сделает это! Если защита ухудшает производительность или вызывает другие нежелательные аномалии, будьте готовы внести другие изменения.

Например, если первый операционный усилитель должен иметь высокое входное сопротивление и минимальную емкость, изолируйте его источник питания с помощью диодов, используйте резистор на выходе для ограничения тока в следующей схеме (с стабилитронами на землю) и установите его в разъем.Да, операционный усилитель взорвется, если кто-то сделает с ним что-то особенно неприятное, но при тщательном проектировании остальная часть схемы выживет.

В общем, использование одного и того же разъема для входов и выходов – особенно (и впечатляюще!) Плохая идея. Например, некий британский производитель гитарных усилителей также производит (или производит) усилители, монтируемые в стойку, и использовал гнезда 6,35 мм (1/4 дюйма) для обоих входов и выходов , расположенных в аккуратном ряду вместе.Возможность путаницы очевидна, и никакой защиты входа не предусмотрено! В некоторых также есть множество других недостатков дизайна, но это выходит за рамки данной статьи.


Список литературы
  1. Модель человеческого тела – Википедия Стабилитрон серии
  2. Vishay BZX55 Лист данных
  3. 1N4148 / 1N4448 Лист данных (несколько поставщиков)


Основной индекс Прил. Указатель нот
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и © 2018. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Страница создана и авторские права © Род Эллиотт, апрель 2018 г.


Защита входа усилителя … Друг или враг?

Многие современные высокоскоростные операционные усилители имеют встроенную защиту входа. В большинстве случаев эта защита прозрачна для пользователя, но в некоторых случаях это может быть ахиллесова пята схемы. В этой статье обсуждается необходимость защиты ввода, ее реализация и возможные недостатки. Также представлены альтернативы и схемные решения, в которых используются усилители с защитой входа.

В высокоскоростных усилителях можно найти различные формы входной защиты: синфазная защита от перенапряжения, защита от электростатического разряда (ESD) и защита входной дифференциальной пары – вот некоторые из наиболее распространенных. Защита от синфазного перенапряжения в первую очередь ограничивает входное напряжение, чтобы оно было совместимо с безопасным рабочим диапазоном усилителя. Антистатические диоды защищают усилитель от статического электричества, электростатической индукции и других электростатических разрядов. Эти встроенные диоды подключаются от входов и выходов операционного усилителя к шинам питания.Это защищает усилитель, поскольку токи электростатического разряда направляются к источникам питания и байпасным конденсаторам, а не через чувствительную активную схему.

Резкие изменения напряжения на входе операционного усилителя могут вызвать обратное смещение входной дифференциальной пары, что приведет к скрытым дефектам, увеличению входного тока смещения и увеличению напряжения смещения. Защита дифференциального входного каскада от повреждений достигается ограничением напряжения на переходах база-эмиттер. В некоторых высокоскоростных процессах изготовления кремния напряжение пробоя база-эмиттер (BV EBO ) может составлять от 2 до 3 вольт.Напряжение пробоя обратно пропорционально скорости процесса, поэтому чем быстрее процесс, тем ниже напряжение пробоя. Для надежной работы необходимо избегать обратного смещения переходов эмиттер-база дифференциальной пары.

Усилитель наиболее подвержен повреждению входного каскада, если он настроен как повторитель напряжения. Реальные (неидеальные) выходы усилителя не могут мгновенно реагировать на изменение на входе. Неспособность выхода отслеживать вход означает, что переходы база-эмиттер дифференциальной пары могут быть подвержены потенциально опасному состоянию перенапряжения обратного смещения.Рисунок 1 иллюстрирует этот принцип. Вход усилителя подключен к генератору импульсов с размахом выходного напряжения ± 3 В. Для этого обсуждения предполагается, что времена нарастания и спада генератора импульсов намного короче, чем задержка распространения усилителя. Когда генератор переключается с –3 В на +3 В, вход усилителя изменяется очень быстро, а выход – нет, и на Q2 возникает обратное смещение 5,3 В. Для транзисторов с номинальным напряжением от 2 до 3 вольт BV EBO явно требуется входная защита.

Рис. 1. Быстрые колебания на входе операционного усилителя вызывают потенциально опасное обратное смещение на Q2

Эта защита может быть такой же простой, как пара встречных диодов (D1 и D2) на входах усилителя, как показано на рисунке 2. При установленных диодах D1 и D2 колебания напряжения на Q1 и Q2 ограничены. примерно до ± 0,8 В, что значительно ниже напряжения пробоя база-эмиттер. Напряжение пробоя выше при более медленных процессах, поэтому для увеличения порогового напряжения можно последовательно добавить больше диодов.Если, например, пробой в технологическом процессе составляет 4 В, можно использовать три последовательных диода для порогового значения примерно 2,1 В. Для очень медленных процессов обратные напряжения пробоя достаточно высоки для устранения защиты входа. Почему бы просто не оставить один набор диодов и не покончить с этим? Одним из недостатков защиты входа является то, что диоды ограничивают напряжение на входах и, следовательно, отрицательно влияют на скорость нарастания напряжения. Это нежелательно при работе на высоких скоростях.

Рисунок 2. Вставные диоды защищают Q2, ограничивая колебания напряжения.

В большинстве случаев защита входа приносит больше пользы, чем вреда. Однако в редких случаях защита входа может вызывать нежелательные эффекты. Рассмотрим, например, усилитель, на который не подается питание, но который имеет сигнал на входе. Амплитуды сигналов менее нескольких сотен милливольт не представляют проблемы, но амплитуды сигналов более 400 мВ могут быть проблематичными. При больших входных сигналах входные защитные диоды (D1 и D2) смещаются в прямом направлении.Путь прохождения сигнала устанавливается от входа к выходу через резистор обратной связи к нагрузке, как показано на рисунке 3. Величина сигнала зависит от амплитуды и частоты входного сигнала.

Рис. 3. Защитные диоды входа в ОУ без питания соединяют входной сигнал с выходом

Этот принцип проиллюстрирован на примере AD8021, настроенного на усиление +1. Как описано ранее, AD8021 включает в себя два встречных диода на кристалле на входах усилителя. Схема тестирования показана на рисунке 4.Для этого теста на вход подавались сигналы 200 мВ (–10 дБм) и 2 В (размах) (+10 дБм). Сигнал качался от 300 кГц до 100 МГц. На рисунке 5 показаны результаты выключенной изоляции. На частоте 10 МГц сигнал 200 мВ имеет отключенную изоляцию примерно на –50 дБ. При сигнале 2 Vpp защитные диоды полностью включены. Большая часть входного сигнала подается на выход, а изоляция выключения составляет всего –29 дБ. Это будет иметь пагубные последствия в мультиплексных приложениях, таких как обнаружение радаров, которые требуют высоких уровней изоляции.

Рисунок 4. Схема испытания изоляции в отключенном состоянии Рисунок 5. AD8021 в отключенном состоянии с входными сигналами +10 дБмВт и -10 дБмВт

Чтобы решить эту проблему, сначала попытайтесь избежать ее, выбрав усилитель с более высоким номинальным дифференциальным напряжением. К сожалению, усилитель, вероятно, был выбран из-за множества других параметров (дифференциальная защита входа не входит в их число). В разделе «Абсолютные максимальные характеристики» в технических характеристиках усилителя обычно указывается его максимальное дифференциальное входное напряжение. Если в спецификации меньше ± Vs, обеспечивается некоторая встроенная защита входа.Чем ниже напряжение, тем больше вероятность ухудшения характеристик цепи при отключении изоляции. В таблице 1 показаны номинальные значения дифференциального входного напряжения для выбранных усилителей.

Таблица I. Максимальные номинальные значения дифференциального напряжения выбранных высокоскоростных операционных усилителей

Номер детали Максимальное дифференциальное напряжение (В)
AD8021 ± 0,8
AD8007 ± 1
± 1.2
± 1,8
± 2,5
± 3
± 3,4
AD8005 ± 3.5
± 4
AD826 ± 6
± против

Тест изоляции выключен был повторен на AD8038, высокоскоростном усилителе с номинальным дифференциальным напряжением ± 4 В в пять раз больше, чем у AD8021.Большее номинальное входное напряжение означает, что для прямого смещения входных защитных диодов требуется больший сигнал. На рисунке 6 показано, что AD8038 обеспечивает отключенную изоляцию на –57 дБ на частоте 10 МГц с сигналом 2 Vpp на входе усилителя, что на 28 дБ лучше по сравнению с AD8021.

Рис. 6. AD8021 и AD8038 без изоляции с входными сигналами +10 дБм.

Если указанный усилитель имеет низкое номинальное дифференциальное входное напряжение, его использование в другой конфигурации может помочь. Последователи напряжения имеют наибольшее количество сквозных соединений.Лучшим вариантом является использование усилителя в неинвертирующей конфигурации с усилением. Резистор обратной связи образует с нагрузкой делитель, который обеспечивает ослабление сквозного сигнала на выходе. Более высокое сопротивление обратной связи приводит к более высокому уровню затухания. Однако не увеличивайте слишком сильно резистор обратной связи, так как это может увеличить шум и напряжение смещения, а в некоторых случаях также может снизить стабильность. На рисунке 7 сравнивается отключенная изоляция AD8021, настроенная на усиление +1 и +2, с 2-пиковым напряжением, подаваемым на вход.Как показано, конфигурация с коэффициентом усиления 2 обеспечивает улучшение изоляции вне состояния на 6 дБ по сравнению с конфигурацией повторителя напряжения.

Рис. 7. AD8021 без развязки с коэффициентами усиления +1 и +2

Более радикальный подход заключается в использовании последовательного аналогового переключателя, такого как ADG701, на выходе усилителя. ADG701 полностью отключает выход усилителя от нагрузки, обеспечивая гальваническую развязку примерно на –55 дБ на частоте 10 МГц, что сравнимо с величиной, обеспечиваемой AD8021 с входным сигналом 200 мВ между пиковыми значениями.Добавление переключателя – хороший выбор, когда в конструкции требуется усилитель с ключевыми параметрами переменного тока, но не имеющий достаточного номинального дифференциального входного напряжения.

Усилители

со встроенной защитой входа обеспечивают бесперебойную работу в большинстве приложений. Однако в редких случаях защита ввода действительно может вызвать проблемы. В этом случае сначала проверьте спецификацию максимального дифференциального входного напряжения. Если низкий, рассмотрите возможность использования усилителя с более высоким номиналом, изменения топологии схемы или добавления последовательного переключателя.Все эти опции уменьшат количество сквозных соединений и улучшат изоляцию.

Как построить тестер транзисторов и как он работает?

Тестер транзисторов

Биполярные транзисторы

часто используются в различных электрических и электронных проектах в качестве основного компонента для проверки функционирования транзисторов. Основным мотивом этой схемы является проверка транзисторов NPN и PNP и их подключения. Берутся транзисторы и определяется их расположение выводов, т.е.е., ЕЦБ и ЕБК. Транзисторы проверяются с их расположением контактов, и их типы наблюдаются. Создавать тестовую схему на макетной плате становится неудобно. Так что мы разработаем простую, которая будет незамысловатой схемой, позволяющей тестировать транзисторы.

Тестер транзисторов для транзисторов PNP и NPN

В общем, тестер транзисторов используется в дорогостоящих устройствах на базе микропроцессоров и может похвастаться роскошной индикацией выводов транзисторов с использованием букв b, e и c. Тестер транзисторов – это прибор, который используется для проверки электрических характеристик транзистора или диода.Мультиметры или омметры подходят для тестирования транзисторов PNP и NPN.

Тестер транзисторов для PNP и NPN

Типы тестеров транзисторов

Тестер транзисторов – это тип прибора, используемый для проверки электрических характеристик транзисторов. Существует три типа тестеров транзисторов, каждый из которых выполняет эксклюзивную операцию:

  • Устройство быстрой проверки цепи
  • Тестер типа обслуживания
  • Лабораторный стандартный тестер

Устройство быстрой проверки цепи

Тестер транзисторов для быстрой проверки цепи используется для проверки правильности работы транзистора в цепи.Этот тип тестера транзисторов указывает технику, работает ли транзистор или нет. Преимущество использования этого тестера заключается в том, что среди всех компонентов в схеме не удаляется только транзистор.

Тестер транзисторов служебного типа

Этот тип тестера транзисторов обычно выполняет три типа тестов: усиление прямого тока, ток утечки от базы к коллектору с открытым эмиттером и короткие замыкания от коллектора к базе и эмиттеру.

Лабораторный стандартный тестер

Лабораторный стандартный тестер используется для измерения параметров транзистора в различных условиях эксплуатации.Показания, измеренные этим тестером, являются точными, и среди важных измеренных характеристик входят входное сопротивление Rin, общая база и общий эмиттер.

Процедура для тестера транзисторов

Цифровой мультиметр или цифровой мультиметр – один из наиболее распространенных и полезных элементов испытательного оборудования. Он используется для проверки PN перехода между базой и эмиттером и PN-переходом между базой и коллектором биполярного транзистора.

Процедура тестера транзисторов с использованием цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр используется для проверки соединения базы с эмиттером и базы с PN переходом коллектора BJT.Используя этот тест, вы также можете определить полярность неизвестного устройства. Транзисторы PNP и NPN можно проверить с помощью цифрового мультиметра.

Тестер транзисторов с использованием цифрового мультиметра

Цифровой мультиметр состоит из двух проводов: черного и красного. Подключите красный (положительный) вывод к клемме базы транзистора PNP, а черный (отрицательный) провод к эмиттеру или клемме базы транзистора. Напряжение исправного транзистора должно составлять 0,7 В, а измерение на коллекторе эмиттера должно показывать 0.0V. Если измеренное напряжение составляет около 1,8 В, то транзистор не работает.

Аналогичным образом подключите черный провод (отрицательный) к клемме базы NPN-транзистора, а красный провод (положительный) к клемме эмиттера или коллектора транзистора. Напряжение исправного транзистора должно быть 0,7 В, а измерение на коллекторе эмиттера должно быть 0,0 В. Если измеренное напряжение составляет около 1,8 В, то транзистор не работает.

Схема тестера транзисторов

Эта схема тестера транзисторов, в которой используется микросхема таймера 555, подходит для тестирования транзисторов PNP и NPN.Эта схема проста по сравнению с другими тестерами транзисторов и поэтому полезна как для технических специалистов, так и для студентов. Его можно легко построить на печатной плате общего назначения. Для разработки этой схемы используются базовые электронные компоненты, такие как резисторы, диоды, светодиоды и NE5555. Используя эту схему, можно проверить различные неисправности – например, узнать, в хорошем ли состояние транзистор, открыт или закорочен, и так далее. NE 555 Timer IC – это мультивибратор, который работает в трех режимах: нестабильный, моностабильный и бистабильный.Также эта схема может работать от батареи в течение длительного времени.

Схема тестера транзисторов

Схема работы тестера транзисторов такова, что она работает на частоте 2 Гц. Выходные контакты 3 составляют схему тестера транзисторов с положительным напряжением, а затем с ненулевым напряжением. На другом конце этой цепи делитель напряжения подключен к средней точке примерно на 4,5 В, и результат будет таким:

Когда к тестеру не подключен транзистор, зеленый и красный светодиоды мигают попеременно.Когда транзистор помещается на измерительный провод, оба светодиода мигают. Если мигает только один светодиод, состояние транзистора в порядке. Если напряжение будет только в одном направлении, это приведет к короткому замыканию пары светодиодов. Если ни один из светодиодов не мигает, транзистор будет закорочен, а если оба светодиода мигают – транзистор будет открыт.

Тестер транзисторов на основе светодиодов, проект

Вышеупомянутая схема представляет собой простую схему тестера транзисторов; где КМОП с входом Quad2 (комплементарный металлооксидный полупроводник), ИС затвора И-НЕ, CD4011B является сердцем схемы.В этой схеме мы использовали два светодиода для отображения состояния. Используя эту схему, мы можем проверить как транзисторы PNP, так и NPN. Внутри ИС из четырех вентилей NAND используются только три логических элемента. Эти ворота используются как ворота НЕ, закорачивая их входные клеммы.

Тестер транзисторов на основе светодиодов

Здесь резистор R1, конденсатор C1, вентили U1a и U1b образуют генератор прямоугольной формы. Частота этого генератора регулируется с помощью резистора R1, а выходной сигнал генератора инвертируется с помощью затвора U1c.Выходы инвертированного и неинвертированного генератора подключены к базе тестируемого транзистора через резисторы R2 и R3.

Тестируемый статус светодиодов указывает на состояние транзистора. Если красный светодиод горит, это означает, что транзистор NPN исправен. Если зеленый светодиод горит, это означает, что транзистор PNP исправен. Если горят оба светодиода, это означает, что тестируемый транзистор закорочен. Если оба светодиода не горят, это означает, что проверяемый транзистор открыт или неисправен.

Автоматический аварийный светильник со светодиодной подсветкой

Основная цель этого проекта – разработать схему автоматического аварийного освещения, которая способна автоматически включать светодиодные фонари (питание от аккумуляторных батарей) при отключении электроэнергии в ночное время.

Автоматический аварийный свет со светодиодной блок-схемой от Edgefxkits.com

В этой схеме мы используем транзистор PNP в качестве переключателя, который активируется при обнаружении отсутствия сетевого питания. Преимущество этого аварийного освещения заключается в том, что мы используем его в комнате со светодиодным источником света, который питается от батарей с высокой эффективностью преобразования энергии.В этой цепи используются аккумуляторные батареи типа NiCd, NIMh или LI-Ion для увеличения срока службы.

Автоматический аварийный свет со светодиодным проектным комплектом от Edgefxkits.com

Итак, речь идет о схеме тестера транзисторов и цифровом мультиметре. Тестеры транзисторов имеют важные переключатели и элементы управления для правильной настройки тока, напряжения и сигнала. Кроме того, эти тестеры транзисторов предназначены для проверки твердотельных диодов. Существуют также предпочтительные тестеры для проверки транзисторов и выпрямителей с высоким напряжением.Кроме того, если у вас есть какие-либо вопросы по этой теме, вы можете оставить комментарий ниже в разделе комментариев.

Автоматический тестер транзисторов вторичного пробоя обратного смещения

J Res Natl Inst Stand Technol. 1991 май-июнь; 96 (3): 291–304.

Национальный институт стандартов и технологий, Гейтерсбург, Мэриленд 20899

Журнал исследований Национального института стандартов и технологий является публикацией правительства США. Документы находятся в общественном достоянии и не защищены авторским правом в США.Статьи из J Res могут содержать фотографии или иллюстрации, авторские права на которые принадлежат другим коммерческим организациям или частным лицам, которые нельзя использовать без предварительного разрешения правообладателя.

Abstract

Описан автоматизированный прибор для неразрушающего построения кривых для области обратного смещения и безопасной работы транзисторов. Обращается внимание на новый метод обнаружения второй поломки, который делает возможной автоматизацию. Обсуждаются методы снижения нагрузки на тестируемое устройство, а также ряд других инноваций, улучшающих автоматизацию.Описываются измерения с помощью тестера и обсуждаются ограничения неразрушающего контроля.

Ключевые слова: автоматическое испытание, перерегулирование фиксатора, лом, быстрое переключение, неразрушающий, схема защиты, обратное смещение, безопасная рабочая зона, второй пробой, транзистор

1. Введение

Используются высоковольтные, силовые переключающие транзисторы в широком спектре приложений, включая такие различные области, как преобразование энергии, управление движением и электронное зажигание.Критическим элементом для определения производительности и надежности этих транзисторов является их отключаемая способность. В большинстве приложений, использующих высоковольтные переключающие транзисторы, требуется, чтобы транзистор отключался из состояния сильноточной проводимости при низком напряжении с цепью нагрузки, которая может быть в некоторой степени индуктивной. Часто во время выключения напряжение повышается до высокого значения до того, как ток начинает падать, и есть период времени, когда транзистор испытывает очень высокий уровень пикового рассеивания мощности.Если определенная комбинация тока и напряжения превышает коммутационную способность транзистора, он может выйти из строя во второй раз и разрушиться. Желательно иметь испытательное оборудование, которое может проверять транзисторы путем моделирования условий, типичных для фактического использования в схемах, и особенно желательно, чтобы проверка была неразрушающей, чтобы можно было использовать один транзистор для определения кривой безопасной рабочей области.

Оборудование для проверки отключающей способности высоковольтных переключающих транзисторов было описано ранее [1–3], и обсуждались различные данные, полученные с таких тестеров [4, 5].Эти предыдущие тестеры трудно использовать, потому что каждый тест требует нескольких этапов настройки, и при обнаружении неисправности требуется субъективная интерпретация. В этой статье описывается новый тестер, который был разработан для автоматизации процесса измерения обратного смещения в безопасной рабочей области. Тестер был разработан как автономный прибор, который можно использовать вручную или с компьютером с контроллером интерфейса IEEE-488. В этой статье рассматриваются специальные методы, необходимые для автоматизации измерения безопасной рабочей зоны по обратному смещению.Детали схемы, включая полный набор схематических чертежей, опубликованы в другом месте [6].

2. Автоматический тестер

– это блок-схема тестера. Этот тестер, как и другие, работает путем соединения тестируемого устройства (DUT) в конфигурации с общим эмиттером (истоком) с источником напряжения и индуктором нагрузки в цепи коллектора (стока). ИУ включается на время, достаточное для зарядки индуктора до требуемого испытательного тока. Затем устройство выключается.Коллапсирующее поле в катушке индуктивности вызывает повышение напряжения коллектора до уровня, при котором устройство может выйти из строя. По мере роста напряжения на тестируемом устройстве либо напряжение будет ограничиваться внешним ограничителем, наложенным тестером, что позволяет устройству безопасно выключиться, либо устройство может начать лавинное движение с или без входа в нормально разрушительный второй пробой. Второй пробой характеризуется внезапным падением напряжения. Если в ИУ произойдет второй пробой, оно будет разрушено, если только ток и напряжение не будут удалены очень быстро.Успех проведения измерений пробоя в значительной степени зависит от скорости отвода тока от ИУ после начала второго пробоя. Автоматический тестер включает в себя детектор быстрого пробоя и шунтирующую цепь «лом», которая отводит до 100 А испытательного тока от ИУ в течение 65 нс после падения напряжения устройства. Время отвода тока включает как задержку распространения в цепи, так и время спада тока и уменьшается примерно до 30 нс для испытательных токов ниже 40 А. Скорость нарастания напряжения лома составляет 200 В / нс.Максимальное испытательное напряжение составляет 2000 В, и напряжение зажима может быть установлено на любом уровне до этого максимального напряжения.

Блок-схема тестера.

Цепи возбуждения базы (затвора) ИУ представляют собой источники постоянного тока, которые могут истощать и потреблять до 25,5 А каждый для включения и выключения устройства, соответственно. Настраиваемая схема фиксации привода позволяет устанавливать ограничения по напряжению для предотвращения пробоя база-эмиттер и обеспечивает подачу напряжения при тестировании стробируемых МОП-устройств.

Хотя конкретные детали и рабочие характеристики различных более ранних тестеров отличаются от тех, что характерны для этого тестера, большинство тестеров имеют те же базовые строительные блоки, что и те, что были описаны до этого момента.Для автоматизации теста обратного смещения необходимы некоторые дополнения и уточнения по сравнению с тестерами с ручным управлением. Наиболее важные улучшения, которые необходимо внести, касаются схемы защиты, которая обнаруживает второй пробой и отводит ток от ИУ при возникновении пробоя.

2.1 Детектор пробоя

В настоящее время обычно используются два метода неразрушающего контроля обратного смещения. В одном методе используется детектор d V / d t , который определяет падение напряжения с помощью небольшого конденсатора, подключенного к усилителю, который, в свою очередь, приводит в действие ломовой переключатель, который шунтирует ток вокруг DUT.Другой метод – это схема до срабатывания триггера, которая всегда запускает лом во время теста на пробой. Эта схема требует нескольких тестов, при которых задержка срабатывания регулируется небольшими приращениями до тех пор, пока не будет обнаружен сбой. Первый метод более быстрый, поскольку не требуется многократных испытаний для определения наличия пробоя, а второй метод менее требователен к скорости цепи лома. и представляют собой осциллографы форм сигналов напряжения и тока устройства, снятые с помощью нового тестера, которые демонстрируют проблемы с вышеупомянутыми методами, когда рассматривается автоматизация.

Осциллограммы напряжения и тока, показывающие выброс напряжения для быстрого отключения полевого МОП-транзистора. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижняя кривая: 5 А на малый делитель; время: 50 нс на малый дел.

Осциллограммы напряжения и тока для устойчивой лавины со вторым пробоем в полевом МОП-транзисторе. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 20 нс на малый дел.

показывает формы сигналов напряжения и тока, когда силовой полевой МОП-транзистор на 500 В выключается очень быстро. Сильный выброс напряжения, достигающий пика 480 В, можно увидеть, даже если напряжение фиксации было установлено на 180 В.Однако поломки не произошло. Перерегулирование вызвано паразитной индуктивностью и задержкой включения диода в цепи ограничения при высоком значении d I / d t . показывает формы сигналов напряжения и тока для фактического второго пробоя полевого МОП-транзистора на 200 В. Детектор d V / d t , который достаточно чувствителен для обнаружения падения напряжения при втором пробое, будет ложно инициирован выбросом в месте, где не было пробоя. Ясно, что ложные показания неисправности недопустимы при автоматизации испытаний для зоны безопасной работы с обратным смещением.

Осциллограммы напряжения и тока для второго пробоя полевого МОП-транзистора на 200 В. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 50 нс на малый дел.

показаны формы сигналов напряжения и тока для силового полевого МОП-транзистора, который выдерживает лавину в течение 220 нс перед вторым пробоем. Автоматизировать тестер, основанный на схеме предварительного запуска, очень сложно для отложенных отказов, потому что требуется субъективная интерпретация, чтобы определить, является ли падение напряжения результатом второго пробоя или срабатывания лома.Еще одна проблема заключается в том, что время, в течение которого устройство остается в лавинном режиме, часто зависит от временного дрожания от теста к тесту.

Поэтому была разработана уникальная схема детектора пробоя, которая использует напряжение и ток для определения наличия второго пробоя. упрощенная схема лома обнаружения и защиты от поломки. Половина двойного триода используется как диодный детектор, а другая половина – как компаратор. Вход (+) компаратора (катода) становится отрицательным при падении напряжения на ИУ, таким образом, выходная пластина становится отрицательной, и лом срабатывает, если на входе (-) (сетка) нет отрицательного напряжения на выходе измерительного трансформатора dI / dt. что определяет наличие увеличивающегося тока фиксации.Таким образом, увеличение тока фиксации блокирует зажигание. Вакуумные лампы используются из-за присущей им высоковольтной способности и низкой межэлектродной емкости. Лампы не имеют проблем с восстановлением, не нуждаются в защите от перенапряжения и имеют непревзойденную скорость.

Упрощенная схема, показывающая критические элементы детектора пробоя и цепи лома.

2.2 Методы повышения производительности лома

также показывает некоторые дополнительные важные функции. Есть два набора фиксирующих диодов, между которыми помещен лом.Во время тестирования диоды, ближайшие к тестируемому устройству, имеют обратное смещение в максимально возможной степени, чтобы поддерживать низкую паразитную емкость в тестовой арматуре. На катод лома подается большое отрицательное напряжение для увеличения скорости отвода тока от ИУ. Обратный блокирующий диод и насыщающийся индуктор работают вместе, чтобы уменьшить реверсирование тока в ИУ при срабатывании лома. Фактическая схема лома использует 16 вакуумных трубок, соединенных параллельно, которые проводят ток в течение нескольких сотен наносекунд, после чего SCR (не показаны) берут на себя функцию лома.Напряжение ИУ измеряется через резистор 470 Ом, чтобы уменьшить паразитную емкостную нагрузку. Этот резистор вызывает незначительное ухудшение полосы пропускания системы измерения напряжения.

2.3 Тестовый ток устройства и тестовая нагрузка

В тестерах с ручным управлением тестовый ток обычно устанавливается путем проведения серии тестов с достаточно низким напряжением фиксации, чтобы предотвратить пробой. Ток регистрируется на осциллографе и увеличивается или уменьшается до желаемого уровня путем регулировки времени включения или напряжения питания.Желательной функцией для автоматизации испытания в безопасной рабочей зоне обратного смещения является возможность использовать ток ИУ в качестве независимой переменной. Испытательный ток определяется рядом факторов, включая продолжительность включения ИУ, эффективное сопротивление устройства во включенном состоянии, сопротивления в цепи нагрузки и напряжение питания. Этот тестер включает в себя детектор ограничения тока, который соединен с генератором по времени. Во время ручных или автоматических тестов время включения может быть установлено на максимальное значение, и когда ток ИУ нарастает и достигает желаемой текущей уставки, время включения прекращается, тест выполняется, и новое значение своевременности сохраняется для последующих тестов.

Хотя в принципе нагрузкой для ИУ является просто индуктор, использование нескольких последовательно соединенных индукторов с разными значениями и характеристиками насыщения позволяет проводить автоматические измерения в более широком диапазоне токов. показывает нагрузку на устройство, используемую в тестере. Катушка индуктивности 100 мкГн является линейной до полного испытательного тока тестера 100 А. Индуктор 300 мкГн насыщается при 15 А, а индуктор 1 мГн насыщается при чуть менее 1 А.

Цепь нагрузки для тестируемого устройства.

Катушка индуктивности 1 мГн работает вместе с четырьмя диодами и конденсатором 260 пФ, чтобы предотвратить быстрое падение напряжения на ИУ до нуля, когда ток в катушке индуктивности 100 мкГн достигает нуля. В противном случае такой быстрый переход напряжения был бы обнаружен как поломка устройства. Резисторы, связанные с этой цепью L-C-диодов, используются для демпфирования. Катушка индуктивности 1 мГн должна хранить достаточно энергии, чтобы гарантировать, что конденсатор 260 пФ останется в заряженном состоянии, когда ток упадет до нуля.Влияние индуктора 1 мГн на испытание на пробой не имеет значения, так как он находится в состоянии насыщения для всех исследуемых испытательных токов и только добавляет задержку нарастания тока при включении устройства.

Эффективная индуктивность нагрузки для испытательных токов составляет 400 мкГн для токов до 15 А и около 100 мкГн для токов от 15 до 100 А. Система с двумя индукторами повышает точность цепи ограничения тока при более низких токах, поскольку d I / d t уменьшено, и предоставляется дополнительное временное разрешение для определения надлежащей длительности импульса по времени, необходимой для достижения желаемого установленного тока.

2.4 Источник питания с зажимом напряжения

Большой конденсатор зажима необходим для эффективного ограничения больших токов при поддержании почти постоянного напряжения. Во время выполнения автоматических измерений желательно изменять напряжение зажима как можно быстрее, и необходим источник питания, который может как источник, так и потреблять значительный объем энергии. Во время повторяющихся испытаний фиксирующий ток заряжает фиксирующий конденсатор, и этот заряд должен быть удален. Для удовлетворения этих требований был разработан двухквадрантный переключающий усилитель, который истощает и потребляет до 2000 В.

Коммутационный усилитель может обеспечивать выходную мощность до ± 60 Вт или ± 30 мА при напряжении до 2000 В. Отрицательная мощность представляет собой мощность, потребляемую усилителем (отрицательный ток, положительное напряжение), и большая часть этой мощности не является рассеивается в виде тепла, но преобразуется обратно в выпрямленную сеть. Упрощенная схема усилителя приведена в. Усилитель сконфигурирован как источник выпрямленного напряжения, включенный последовательно со стоком постоянного тока, при этом выходной сигнал подается между ними и подается на масляный конденсатор емкостью 25 мкФ с низкой индуктивностью.Конденсатор располагается как можно ближе к ИУ.

Упрощенная схема двухквадрантного переключающего усилителя для источника питания клещей. Концептуальная схема отображается слева, а фактическая реализация – справа.

Часть усилителя, являющаяся источником напряжения, представляет собой квазирезонансный преобразователь, топология которого выбрана так, чтобы обеспечить как преимущество широкого диапазона управления широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), так и собственное ограничение тока параллельного резонансного преобразователя.Схема ШИМ приводится в действие сигналом обратной связи, который включает в себя выход усилителя и выход управляющего ЦАП. Часть усилителя, потребляющая ток, представляет собой параллельный резонансный преобразователь, работающий в резонансе. Обратная связь по переменному току обеспечивает автоколебание схемы при резонансе в широком диапазоне напряжения питания на ограничивающем конденсаторе. Интересным свойством этой схемы является то, что при постоянном токе она ведет себя как сток постоянного тока в широком диапазоне напряжений питания. Выходной ток этого преобразователя возвращается в выпрямленную сеть питания, через которую проходит весь тестер через подходящий трансформатор и выпрямитель, и ограничивается этим выпрямленным сетевым напряжением.Выходной ток, возвращаемый в выпрямленную сеть питания, пропорционален фиксируемому напряжению. Рабочая частота около 110 кГц.

показывает выходной сигнал источника питания клещей, когда тестер выполняет тест при 2000 В. После подачи тестовой команды питание фиксатора включается путем изменения данных, подаваемых на ЦАП, с нуля до желаемого тестового значения. Задержка по времени позволяет напряжению на ограничивающем конденсаторе достичь заданного значения перед испытанием на пробой. После выполнения теста напряжение возвращается к нулю.

Фиксирующее напряжение для теста на уровне 2000 В. После подачи тестовой команды напряжение на фиксирующем конденсаторе возрастает до желаемого фиксирующего напряжения, тест выполняется, и напряжение возвращается к нулю. Масштаб: 500 В на дел .; время: 500 мс на дел.

2.5 Архитектура тестера

Программируемые функции тестера включают в себя тестовый ток, время включения, ток включения, ток выключения, напряжение фиксации и тест-запуск. Тестер может вернуть сообщение «сбой устройства».Первые пять параметров представлены в тестере как 8-битные двоичные числа и могут быть установлены либо удаленно через интерфейс IEEE 488, либо на тестере с поворотными оптическими энкодерами. Для каждого параметра предусмотрены энкодер и 7-сегментный дисплей. В интерфейсе используется микросхема Fairchild 96LS488 1 , которую можно использовать в немикропроцессорных асинхронных системах, таких как этот тестер.

3. Измерения пробоя

Измерение второго напряжения пробоя транзистора может быть выполнено двумя разными способами, которые могут дать два разных числа.Одним из методов является измерение без фиксации, при котором напряжение фиксации устанавливается значительно выше ожидаемого напряжения пробоя. При выполнении теста пиковое напряжение в точке падения напряжения измеряется запоминающим осциллографом или быстрым дигитайзером. Другой метод – это измерение с фиксацией, при котором испытание начинается с установки напряжения фиксации значительно ниже ожидаемого напряжения пробоя и постепенного повышения напряжения фиксации до тех пор, пока не произойдет второй пробой. Напряжение фиксации тогда равно напряжению пробоя.Метод без зажима обычно дает более высокую индикацию напряжения пробоя, чем метод с зажимом. Метод без зажима может дать искусственно завышенное число, потому что транзистор часто может выдерживать более высокое напряжение в течение очень короткого периода времени, прежде чем напряжение фактически упадет. Метод ограничения может дать искусственно заниженное значение, потому что превышение фиксированного значения может вызвать второй пробой.

и демонстрируют различия в двух методах измерения. В, три различных настройки зажима вызывают три разных отклика для биполярного транзистора.Для этого рисунка транзистор был выключен очень сильно, с обратным базовым током выключения 4,8 А для тока коллектора 6 А. Для одной кривой напряжение фиксации было установлено значительно выше зарегистрированного пикового напряжения, которое было примерно 640 В. Еще одна кривая была получена с зажимом, установленным на 410 В. Напряжение достигло пикового значения около 510 В, и напряжение транзистора упало, но довольно медленно по сравнению с незажатым случаем. Третья кривая была сформирована с зажимом, установленным на 400 В, и транзистор успешно отключился, при этом напряжение достигло пика около 500 В.В, тот же транзистор был протестирован в тех же условиях тестирования, что и в, за исключением того, что ток выключения был уменьшен до гораздо более подходящего значения 1,0 А. И снова первый тест был разжат, с пиковым зарегистрированным напряжением 550 В. Когда фиксатор был установлен на 500 В, транзистор вышел из строя с пиковым напряжением около 510 В. При установке фиксатора на 490 В транзистор не сломался, и напряжение достигло примерно 500 В.

Напряжение коллектора устройства для трех различных настроек клещей для высокого базового тока выключения.Транзистор выходит из строя при двух уставках фиксатора. Масштаб: 100 В на малое деление; время: 20 нс на малый дел.

То же устройство и условия, что и выше; тем не менее, выключение уменьшается, и используется другой набор фиксирующих напряжений. Разница напряжений между измерениями без фиксации и без фиксации уменьшается для уменьшения скорости отключения.

Принимая во внимание приведенные выше измерения, ясно, что необходимо соблюдать осторожность при определении зоны безопасной эксплуатации (SOA) второй аварии.Ясно, что фиксированные измерения дают более консервативный (более низкий уровень напряжения) SOA, чем незафиксированные измерения, но фиксированные измерения могут быть чрезмерно консервативными, если устройство выключается слишком быстро. Наиболее точный SOA определяется при объединении двух методов путем автоматизации этого тестера с помощью программируемого быстрого дигитайзера. Чтобы объединить методы, фиксатор постепенно поднимается до тех пор, пока не произойдет второй пробой, и в то же время форма волны напряжения оцифровывается, а достигнутое пиковое напряжение записывается для пробоя.

дает некоторые типичные кривые SOA для биполярного транзистора, измеренные тестером под управлением компьютера. Измерения проводились методом фиксации без дигитайзера, а используемые токи выключения были достаточно низкими, чтобы избежать значительных выбросов. Один набор данных был сгенерирован, когда тестер был запрограммирован на проведение серии испытаний с токами коллектора от 1 до 20 А, а базовые токи включения и выключения были отрегулированы для каждого тока коллектора так, чтобы они составляли 1/5 значение тока коллектора для усиления при включении и выключении 5.Другой набор данных был сгенерирован, когда тестер был запрограммирован на выполнение тестов при тех же токах коллектора, которые использовались ранее, но токи включения и выключения поддерживались на фиксированных значениях 2,0 и 0,5 А, соответственно. Данные следуют общей тенденции, наблюдаемой для биполярных транзисторов, когда второй пробой происходит при более низких напряжениях для более высоких токов коллектора, а также при более низких напряжениях, когда используются более высокие токи выключения.

Кривые SOA, измеренные тестером под управлением компьютера для биполярного транзистора.Квадраты представляют собой предел SOA, когда токи включения и выключения установлены на 1/5 значения тока коллектора. Кружки представляют предел SOA, когда тот же транзистор испытывается с фиксированным током включения 2,0 А и фиксированным током выключения 0,5 А.

Данные второго пробоя приведены для полевого МОП-транзистора. Эти данные представляют собой SOA полевых МОП-транзисторов, показывая почти постоянное второе напряжение пробоя с током стока. В случае малых токов устройство обычно сходит с лавины без повторного пробоя, как это происходит с этим устройством.Точки данных, представленные кружками на графике, указывают на то, что устройство выдержало лавину без входа во второй пробой, когда зажим был установлен на 400 В (это напряжение не является показателем фактического напряжения лавины).

Квадраты представляют собой кривую SOA для силового полевого МОП-транзистора. Кружки при самых низких испытательных токах указывают на то, что транзистор не вошел во второй пробой, когда напряжение фиксации было установлено на 400 В, а скорее продолжил лавину при более низком напряжении.

4.Пределы неразрушающего контроля

Некоторые транзисторы сходят лавино в течение относительно длительного периода времени перед вторым пробоем и, таким образом, поглощают гораздо больше энергии, чем транзисторы, которые выходят из строя без большой задержки. Когда транзисторы выдерживают лавины в течение микросекунд, они часто ухудшаются или разрушаются во время теста SOA с обратным смещением. показаны типичные формы сигналов напряжения и тока, которые генерируются таким транзистором во время второго испытания на пробой с обратным смещением. Напряжение на устройстве повышается, когда оно начинает отключаться, но начинает выравниваться по мере схода лавины.Никакой зажим не действует. Напряжение лавины нарастает по мере того, как устройство нагревается изнутри. В течение периода лавины ток снижается, потому что индуктор нагрузки поддерживает более высокое напряжение на узле, ближайшем к устройству. В какой-то момент устройство входит во второй пробой, и схема защиты сводит ток к нулю.

Осциллограммы напряжения и тока для транзистора, который выдерживает лавину в течение относительно длительного времени, прежде чем войти во второй пробой. Такое поведение часто деструктивно, даже когда схема защиты очень быстро отключает питание.Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 5 мкс на малый дел.

Биполярные транзисторы обычно могут выдержать длительный период работы, но устройства типа МОП обычно выходят из строя или разрушаются. Прошлый опыт всегда указывал, что успех сохранения устройств сильно зависит от скорости цепи защитного лома. Хотя этот автоматический тестер имеет чрезвычайно быстрый лом, он не может спасти многие устройства, которые имеют длительное время автономной работы.Возникает вопрос, можно ли было спасти эти устройства, если бы защита была еще быстрее.

Существуют и другие возможные напряжения в устройстве при повторном выходе из строя. Локализованная часть устройства, в которой возникает второй пробой, поглощает дополнительную энергию во время падения напряжения, поскольку паразитная емкость как испытательного приспособления, так и самого устройства разряжается через место пробоя. Общая паразитная емкость испытательного прибора в автоматическом тестере составляет 83 пФ, а внутренние емкости устройства могут быть значительно больше.Как только схема лома срабатывает, в устройстве происходит некоторое изменение направления тока, хотя этот автоматический тестер сводит его к минимуму с помощью насыщающегося реактора и обратного блокирующего диода, упомянутых ранее. Возможно, эти дополнительные напряжения частично ответственны за разрушение этих устройств.

Была предпринята еще одна попытка неразрушающего контроля этих устройств путем создания другого тестера. Проблемы надежности и простоты использования были отложены, чтобы обеспечить максимально быструю защиту устройства.В этом специальном тестере нет индуктора нагрузки и токового шунта лома, которые заменены управляемым источником тока, который можно быстро отключить. Управляемый источник тока приводится в действие таким образом, чтобы имитировать индуктор нагрузки в традиционном тесте SOA с обратным смещением. Формы сигналов, показанные на, были получены с помощью этого специального тестера. Дополнительные цели, достигнутые с помощью этого специального тестера, заключаются в снижении емкости испытательного устройства и отсутствии реверсирования тока в устройстве при срабатывании защиты.Паразитная емкость испытательной арматуры составляет 62 пФ, и здесь нет зажимов. Этот специальный тестер может тестировать при уровнях напряжения и тока до 1600 В и 25 А соответственно.

– это упрощенная схема критической части этого тестера. Также показаны типичные формы сигналов, которые управляют работой схемы. Пентод однолучевого типа действует как источник тока и заменяет катушку индуктивности в традиционном тесте. Источник тока включен последовательно с тестируемым устройством. Однако источник расположен на стороне отрицательного напряжения тестируемого устройства, например, на клемме истока n-канального полевого транзистора, как показано на рисунке.Расположение источника тока в цепи стока привело бы к более высокой паразитной емкости на испытательной арматуре и усложнило бы схемы драйвера для пентода. Во время теста сначала включается вентиль DUT. Затем включается пентод источника тока с положительной ступенчатой ​​функцией с амплитудой, которая определяет желаемый испытательный ток. Эта ступенчатая функция, которая может иметь амплитуду до 1500 В при 2 А (относительно катода) для самых высоких испытательных токов, применяется к сетке 2.На этом этапе проверки в сети 1 поддерживается 0 В. Эти условия поддерживаются в течение примерно 10 мкс, чтобы дать распределению заряда и носителям в ИУ время для достижения равновесия. Затем тестируемое устройство выключается, и напряжение на устройстве повышается. В то же время ступенчатая функция, применяемая к сетке 2, начинает линейное снижение с наклоном, который можно регулировать для моделирования катушек индуктивности разных размеров. Если смоделированная катушка индуктивности установлена ​​на достаточно малое значение или испытательный ток достаточно низкий, ИУ может просто сходить в лавину, пока ток не упадет до нуля.Если ИУ испытывает второй пробой, напряжение падает, и коллапс воспринимается как быстрый сигнал d V / d t и используется для подачи отрицательного напряжения на сетку 1 пентода для его выключения. Таким образом, источник тока разомкнут, и в ИУ не может быть реверсирования тока, как в случае с ломом, которое зависит от восстановления диода.

Упрощенная схема специального тестера SOA с обратным смещением, который был разработан для чрезвычайно короткого времени защиты устройств.Показаны следующие временные формы сигналов для работы:

A – Затвор устройства включен

B – Источник постоянного тока включен

C – Устройство выключено и начинается постепенное снижение источника тока

D – Устройство выходит из строя, и источник тока быстро отключается.

Защита в этом тестере работает очень быстро, о чем свидетельствуют осциллограммы в. Показаны формы напряжения (вверху) и тока для второго пробоя полевого МОП-транзистора. Испытательный ток составлял 20 А, а напряжение пробоя – 550 В.Масштаб времени составлял 10 нс, а ток приводился к нулю в течение 10 нс после коллапса напряжения. Коллапс напряжения соответствует увеличению тока непосредственно перед его падением. Возврат вызван разрядом паразитной емкости испытательного устройства. Форма волны напряжения не дает хорошего эталона времени для пробоя из-за значительного временного джиттера от теста к тесту в этой быстрой шкале времени, а для захвата двух форм сигнала необходимы два теста. Переход напряжения был на самом деле быстрее, чем это показано на рисунке, из-за ограничения полосы пропускания, вызванного изолирующим резистором 470 Ом.Ток был измерен с помощью трансформатора тока в напряжение Pearson 411, и скорость измерительной системы может быть ограничивающим фактором при определении фактической скорости защиты.

Осциллограммы напряжения и тока для второго пробоя в полевом МОП-транзисторе, наблюдаемые с помощью специального тестера. Ток снимается менее чем за 10 нс после пробоя. Верхняя линия: 100 В на малое деление; нижний след: 10 А на малый дел .; время: 10 нс на малый дел.

Каким бы быстрым ни был этот специальный тестер SOA с обратным смещением, он не может постоянно сохранять устройства, выдерживающие длинные лавины, которые не могут быть сохранены автоматическим тестером.Возможно, это менее разрушительно, потому что некоторые устройства, которые могут выдержать только один или два теста на автоматическом тестере, могут пережить три или четыре теста на этом специальном тестере до того, как выйдут из строя. Возможно, что устройства, которые действительно работают в течение долгих периодов времени, прежде чем войти во второй пробой, фактически деградируют из-за локальных высоких температур перед фактическим падением напряжения.

5. Выводы

Был дан обзор конструкции автоматизированного тестера безопасной рабочей зоны с обратным смещением, с акцентом на специальные схемы, которые позволяют автоматизировать.Были обсуждены некоторые примеры измерений, а также источники ошибок в измерениях. Измерение второго пробоя с обратным смещением, как правило, является неразрушающим, при условии, что ток и напряжение в испытуемом устройстве снимаются очень быстро после того, как происходит второй пробой. Некоторые устройства, которые выдерживают лавины относительно долгое время (микросекунды) перед вторым пробоем, не спасаются даже самой быстрой схемой защиты.

Благодарности

Автор хотел бы поблагодарить Аллена Хефнера из NIST за вклад в эту работу, написав программное обеспечение для запуска автоматического тестера.

Биография

Об авторе: Дэвид Бернинг работает инженером-электронщиком в области измерений полупроводниковых устройств в Отделе полупроводниковой электроники Лаборатории электроники и электротехники NIST.

Сноски

1 Определенное коммерческое оборудование, инструменты или материалы указаны в этом документе для точного определения экспериментальной процедуры. Такая идентификация не подразумевает рекомендации или одобрения Национального института стандартов и технологий, а также не подразумевает, что идентифицированные материалы или оборудование обязательно являются лучшими из имеющихся для этой цели.

6. Список литературы

1. Бернинг DW. Технология измерения полупроводников: тестер транзисторов, безопасный для рабочей зоны при обратном смещении. Специальная публикация NBS 400–54; Март 1979 г. [Google Scholar] 2. Jahns TM. Магистерская диссертация Массачусетского технологического института. Отдел Электротехники; Май 1974 г. Исследование второго пробоя обратного смещения в силовых транзисторах. [Google Scholar] 3. Карпентер Г., Ли Ф., Чен Д. Неразрушающий тестер RBSOA на 1800 В, 300 А для биполярных транзисторов; PESC ’88 Record, 19-я ежегодная конференция специалистов по силовой электронике; Киото, Япония.11–14 апреля 1988 г .; С. 1330–1338. [Google Scholar] 4. Блэкберн Д. Л., Бернинг Д. В.. Экспериментальное исследование второго пробоя обратного смещения. 1980 IEDM Tech Digest, 1980 IEEE Intl; Встреча “Электронные устройства”; Декабрь 1980 г .; С. 297–301. [Google Scholar] 5. Блэкберн DL. Отказ отключения силовых полевых МОП-транзисторов; PESC ’85 Record, Proc. Конференция специалистов по силовой электронике IEEE 1985 г .; Июнь 1985 г .; С. 429–435. Также перепечатано в IEEE Trans. Power Electronics PE-2, 136–142 (апрель 1987 г.) [Google Scholar] 6. Бернинг DW.Технология измерения полупроводников: программируемый тестер транзисторов, безопасный для рабочей зоны с обратным смещением. Специальная публикация NIST 400–87; Август 1990 г. [Google Scholar]

wagiminator / ATmega-Transistor-Tester: Маленькая версия известного тестера компонентов от mikrocontroller.net

Тестер транзисторов ATmega328p – это карманная версия известного тестера компонентов, разработанного Маркусом Фрейеком и Карлом-Хайнцем Кюббелером, с автоматическим обнаружением биполярных транзисторов NPN и PNP, N- и P-канальных MOSFET, JFET, диодов, двойных диодов, N- и P-IGBT, тиристоры, симисторы, катушки индуктивности, резисторы и конденсаторы.

Вы можете либо скомпилировать прошивку самостоятельно (папка: / software / sources), либо загрузить предварительно скомпилированный двоичный файл (папка: / software / binaries). Текущие версии прошивки можно скачать со страницы Github исходного проекта.

Компиляция прошивки (Linux / Mac)

  • Убедитесь, что вы установили avr-gcc toolchain и avrdude.
  • Откройте make-файл в папке / software / sources / make и измените настройку (например, язык), если хотите.
  • Откройте терминал.
  • Перейдите в папку с make-файлом.
  • Выполните «make». Среди прочего, создаются файлы hex и eep, которые затем могут быть загружены в ATmega.

Загрузка прошивки

  • Убедитесь, что вы установили avrdude.
  • Подключите программатор к компьютеру и к разъему ICSP устройства.
  • Откройте терминал.
  • Перейдите в папку с шестнадцатеричными и eep файлами.
  • Выполните следующие команды (при необходимости замените «usbasp» на используемый вами программатор):
      avrdude -c usbasp -p m328p -U lfuse: w: 0xff: m -U hfuse: w: 0xdb: m -U efuse: w: 0xfd: m
    avrdude -c usbasp -p m328p -U flash: w: TransistorTester.шестнадцатеричный
    avrdude -c usbasp -p m328p -U eeprom: w: TransistorTester.eep
      

Меры предосторожности

Следует отметить, что тестовые входы не имеют цепи защиты. Защитная схема, вероятно, также может исказить результаты измерений. Всегда разряжайте конденсаторы перед подключением к тестеру! Перед включением тестер можно повредить. Особое внимание следует уделять проверке компонентов, установленных в цепи. В любом случае прибор следует отключить от источника питания и убедиться, что нет остаточного напряжения .

Тестирование компонента

  1. Подключите тестер транзисторов через порт Micro-USB к источнику питания 5 В.
  2. Подключите проверяемый компонент к ряду розеток. Каждый вывод компонента должен иметь свой уникальный номер гнезда (от 1 до 3).
  3. Нажмите кнопку TEST и дождитесь результата, отображаемого на OLED-дисплее.

Характеристики

Компонент Диапазон измерения
Резисторы 100мОм – 50МОм
Конденсаторы 35 пФ – 100 мФ
Катушки индуктивности 0.01 мГн – 20ч
Z-диоды макс. 4,5 В
  • Управление одним ключом
  • Три тестовых пина для универсального использования.
  • Автоматическое обнаружение NPN, PNP, N- и P-канальных MOSFET, JFET, диодов и малых тиристоров, TRIAC.
  • Автоматическое определение назначения контактов, это означает, что тестируемое устройство может быть подключено к тестеру в любом порядке.
  • Измерение hFE и напряжения база-эмиттер для транзисторов с биполярным переходом, также для Дарлингтона.
  • Автоматическое обнаружение защитных диодов в транзисторах с биполярным переходом и полевых МОП-транзисторах.
  • Транзисторы с биполярным переходом определяются как транзистор с паразитным транзистором (NPNp = NPN + паразитный PNP).
  • Измеряется до двух резисторов с разрешением до 0,1 Ом. Диапазон измерения до 50 МОм (Мегаом). Резисторы ниже 10 Ом будут измеряться с использованием метода ESR и разрешения 0,01 Ом. Осторожно: разрешение – это не точность.
  • Конденсаторы в диапазоне от 35 пФ (пикофарад) до 100 мФ (миллифарад) могут быть измерены с разрешением до 1 пФ (0.01 пФ для конденсаторов емкостью менее 100 пФ).
  • Резисторы и конденсаторы будут отображаться с соответствующими символами, номерами контактов и значениями.
  • Также будут отображаться до двух диодов с правильно выровненными символами, номерами контактов и падением напряжения.
  • Если это одиночный диод, также будут измерены паразитная емкость и обратный ток.
  • Индуктивность от 0,01 мГн до 20 Гн может быть обнаружена и измерена.
  • Встроено измерение ESR (эквивалентного последовательного сопротивления) конденсаторов более 20 нФ.Разрешение 0,01 Ом. При меньших значениях емкости точность результата ESR ухудшается.
  • Рассмотрена потеря конденсаторов более 5 нФ. Таким образом можно оценить его добротность.
  1. Описание оригинального проекта
  2. Исходная документация
  3. Оригинальная прошивка

Как использовать термисторы PTC в качестве токовой защиты | Примечание по применению

Одно из свойств термисторов PTC заключается в том, что при протекании чрезмерно большого тока они сами выделяют тепло и становятся очень резистивными.Благодаря этому свойству они используются как устройства защиты от сверхтоков.
В этой статье описаны приложения для следующих целей.
«Для ограничения пускового тока»
«Для максимальной токовой защиты»
«Телеком»

Преимущества термисторов PTC

Термисторы PTC

– это терморезисторы на основе специальной полупроводниковой керамики с высоким положительным температурным коэффициентом (PTC). Они показывают относительно низкие значения сопротивления при комнатной температуре.Когда через PTC протекает ток, выделяемое тепло повышает температуру PTC. При превышении определенной температуры (температуры Кюри) сопротивление PTC значительно возрастает.
Этот эффект можно использовать для защиты цепей или устройств от сверхтоков. В этом случае перегрузка по току нагревает PTC до высокой температуры, и возникающее в результате высокое сопротивление ограничивает перегрузку по току. Когда причина неисправности будет устранена, PTC остынет и снова будет действовать как самовосстанавливающийся предохранитель.Благодаря этому свойству термисторы ПК используются в качестве устройств защиты от перегрузки по току. Следующие примеры приложений описывают, как термисторы PTC могут использоваться для защиты от перегрузки по току.

Содержание
  • Применение термисторов PTC для ограничения пускового тока
  • Применение термисторов PTC для максимальной токовой защиты
  • Применение термисторов PTC для максимальной токовой защиты в телекоммуникационных сетях

Применение термисторов PTC для ограничения пускового тока

Применение: ограничение пускового тока для бортовых зарядных устройств (OBC)

Импульсные источники питания (SMPS), небольшие, легкие и высокопроизводительные, часто используются в качестве источников питания электронных устройств.Когда SMPS включен (то есть когда начинается зарядка сглаживающего конденсатора), через устройство протекает пусковой ток с высоким пиком. Этот бросок тока может отрицательно сказаться на сроке службы сглаживающего конденсатора, повредить контакты переключателя питания или разрушить выпрямительный диод. Следовательно, необходимо ограничить пусковой ток ИИП.

На приведенной ниже принципиальной схеме показан пример цепи ограничителя пускового тока (ICL), в которой термистор PTC и тиристор (или механическое реле) используются в комбинации.

Когда выключатель питания замкнут и начинается процесс зарядки, незаряженный конденсатор похож на короткое замыкание и поэтому потребляет очень высокий пусковой ток. Поскольку тиристор в это время находится в высокоомном состоянии (механическое реле будет в разомкнутом состоянии), PTC, подключенный последовательно к сглаживающему конденсатору, ограничивает пусковой ток (ток зарядки конденсатора) до желаемого более низкого уровня. Когда конденсатор заряжен, тиристор замыкает PTC накоротко, и к нему прикладывается электрическая нагрузка.
В некоторых случаях тиристор (или механическое реле) может выйти из строя и не замкнуть PTC. Когда это происходит, на цепь прикладывается нагрузка, и высокий рабочий ток нагревает PTC. Затем PTC переходит в высокоомное состояние, тем самым снижая ток неисправности до более низкого уровня, который не опасен. Термисторы PTC могут выдерживать такую ​​нагрузку без каких-либо повреждений.
Если для ограничения пускового тока используется постоянный резистор, что было обычным делом в прошлом, высокий рабочий ток может термически перегрузить резистор и даже разрушить резистор или вызвать возгорание.

Рисунок 1 Ограничение пускового тока в импульсном источнике питания

Применение: ограничение пускового тока для промышленных инверторов

Асинхронные двигатели часто используются в вентиляторах, насосах, кондиционерах и другом оборудовании на заводах. Асинхронный двигатель прост по конструкции, надежен, а его скорость зависит от частоты источника питания. Инверторы используются для управления скоростью асинхронных двигателей. Такие частотно-регулируемые приводы (ЧРП) повышают эффективность двигателя и, следовательно, снижают энергопотребление.

Инверторная система состоит из преобразовательной части и инверторной части. Конденсатор промежуточного контура (сглаживающий конденсатор) размещается после преобразовательной части. Когда система включена, конденсатор промежуточного контура заряжается пусковым током, пик которого в несколько раз превышает установившийся ток, необходимый для зарядки конденсатора. Этот бросок тока может отрицательно сказаться на сроке службы конденсатора или разрушить полупроводниковые устройства, подверженные воздействию тока.
Очень хороший способ ограничить пусковой ток – использовать ограничитель пускового тока (ICL), в котором термистор PTC и тиристор (или реле) используются в комбинации друг с другом.
Функция PTC ICL такая же, как и для встроенного зарядного устройства. Опять же, PTC обладает самозащитными свойствами (повышенное сопротивление в случае неисправности цепи)

Рисунок 2 Ограничение пускового тока в промышленном инверторе

Применение термисторов PTC для максимальной токовой защиты

Применение: защита от сверхтоков для бортовых двигателей постоянного тока

Когда двигатель перегружен или вращение двигателя остановлено (заблокировано), через двигатель протекает сверхток.Это может привести к термическому перенапряжению змеевика. Термисторы PTC могут эффективно защитить двигатели от такой перегрузки по току.
Например, если боковое зеркало автомобиля заблокировано каким-либо предметом, двигатель заблокируется, когда будет предпринята попытка установить зеркало или втянуть его. Это приведет к перегрузке по току в обмотке двигателя. Для защиты от теплового перенапряжения используется термистор PTC. Высокий ток вызывает нагрев PTC. Затем сопротивление PTC существенно увеличивается, что, в свою очередь, снижает высокий ток до уровней, не вызывающих чрезмерной нагрузки на систему.Такие термисторы защиты от перегрузки по току также используются, например, для двигателей, приводящих в действие электрические замки и сиденья с электроприводом.

Рисунок 3 Пример защиты бортового двигателя постоянного тока

Применение: максимальная токовая защита соленоидов

Соленоиды, которые заставляют якоря двигаться под действием магнитной силы их катушки, представляют собой простые и удобные исполнительные механизмы, используемые в офисном автоматическом оборудовании, таком как принтеры, а также в электрических замках. Доступны соленоиды прямого действия, вращающиеся и другие типы.
Если катушка соленоида блокируется из-за механической неисправности или по какой-либо другой причине, это приведет к сохранению состояния перегрузки по току, что может повредить схему привода.
Термистор PTC, в случае продолжающегося перегрузки по току, отключит свое значение сопротивления из-за самонагрева, уменьшит выходной ток и тем самым предотвратит повреждение схемы драйвера.

Рисунок 4 Предотвращение пускового тока в соленоиде

Применение термисторов PTC для максимальной токовой защиты в телекоммуникационных сетях

Применение: защита от перегрузки по току в устройстве защиты от перенапряжения (SPD), используемом для систем безопасности

Термисторы

PTC для телекоммуникационных приложений также используются в различных системах безопасности на заводах и в офисных зданиях.Например, устройства защиты от перенапряжения (SPD) устанавливаются в важных местах этих систем, поскольку сигнальные кабели, используемые для систем пожарной сигнализации, систем камер наблюдения и других сетевых систем, соединяющих несколько объектов, могут быть повреждены скачками молнии.
На схеме ниже показан пример схемы защиты, в которой используется сменный подключаемый SPD. Сторона вилки включает разрядник и варистор для защиты от перенапряжения. Сторона гнезда включает термистор PTC для защиты от перегрузки по току.

TDK предлагает полную линейку термисторов PTC для телекоммуникационных приложений. Защитные устройства для телекоммуникационных пар (TPP), каждый из которых включает в себя два термистора PTC, упакованных в пластиковый корпус, часто используются для SPD.

Функция PTC очень похожа на описанную в предыдущем разделе.

Рисунок 5 Пример схемы защиты съемного устройства защиты от перенапряжения (SPD)

Связанные страницы

  • ■ Термисторы PTC Порталы продуктов

Схема тестера транзисторов

для биполярных транзисторов

Схема тестера биполярных транзисторов:

Термин «схема транзисторного тестера» (или анализатор), используемый в этом тексте, означает приборы, обеспечивающие количественные измерения параметров транзисторов.Тестер должен обеспечивать прямые показания по крайней мере для двух важных измерений, например:

  1. Значение прямого усиления в конфигурации с общим эмиттером (h FE для усиления по переменному току или h FE для усиления по постоянному току), то есть усиление β.
  2. Значение тока утечки от коллектора к базе при разомкнутом эмиттере I cbo .

Последнее измерение обратного тока от C к B обычно считается наиболее важным для проверки старения транзистора.Это сравнительно сложное измерение из-за малых токов (в мкА) и из-за его чрезвычайной температурной чувствительности.

Стандартный тестер транзисторов и диодов служебного типа проверяет транзисторы на следующие характеристики.

  1. Короткое замыкание от C – E или базы.
  2. Прямое измерение I cbo .
  3. Прямое считывание измерений усиления dc-β (h FE )

Короткое замыкание Проверка цепи для C E Обрыв:

В устройстве для испытания на короткое замыкание, показанном на рис.10.18, выводы эмиттера и базы тестируемой схемы транзистора связаны вместе, и между коллектором и двумя соединенными вместе выводами прикладывается обратное напряжение 4,5 В. На рисунке 10.18 (a) показано устройство для транзистора PNP, а на рисунке 10.18 (b) показано устройство для транзистора NPN.

В случае поломки (обычно от коллектора к эмиттеру) индикаторный счетчик имеет тенденцию показывать отклонение на полную шкалу. В этом случае никакие дальнейшие испытания этой схемы тестера транзисторов не проводятся, что позволяет избежать возможного повреждения схемы измерителя.

Если показание в короткой позиции меньше максимально допустимой суммы, указанной на графике, устанавливается следующий тест на обратный ток I cbo .

Прямое измерение коллектора Ток утечки:

Ток утечки коллектора является функцией температуры и удельного сопротивления материала транзистора. Чрезмерная утечка обычно возникает при загрязнении поверхности проводника. Другими причинами этого состояния являются перегрев или другие виды повреждений.Это обратный ток от коллектора к базе с открытым эмиттером, обозначенный I cbo . Чрезмерное значение I cbo указывает на неисправный транзистор. Схема тестера для этого теста показана на рис. 10.19 (а). Коллектор-база имеет обратное смещение, эмиттер открыт. Амперметр (в микродиапазоне) показывает обратный ток.

Ток от коллектора до эмиттера с открытой базой обозначается I ceo. На рисунке 10.19 (b) показана схема для этого теста.Ожидается, что I ceo будет намного больше, чем I cbo .

Тест усиления постоянного тока:

Коэффициент усиления по постоянному току – это мера эффективности базы в управлении током коллектора. Это полезный параметр для транзисторов, используемых в низкочастотных цепях питания, усиления, коммутации и управления. Этот тест полезен только в том случае, если схема тестера транзисторов используется в конфигурации с общим эмиттером.

Рисунок 10.20 показана схема тестера, используемая для испытания. R 1 настроен на ноль на вольтметре, в этот момент усиление по постоянному току равно I c / I b и R x / R 2 . R 1 обычно имеет калиброванный циферблат для прямого считывания коэффициента усиления по постоянному току.

По мере старения транзистора наблюдается тенденция к уменьшению усиления по постоянному току. Это вызывает уменьшение усиления, что приводит к искажению сигнала.

Тест усиления переменного тока:

Коэффициент усиления по переменному току выражается двумя разными способами, в зависимости от типа конфигурации, в которой используется транзистор.Для конфигурации с общей базой коэффициент усиления равен альфа (α), который представляет собой отношение изменения тока коллектора к изменению тока эмиттера при постоянном напряжении коллектора. Во время этого теста коллектор имеет короткое замыкание на базу.

Если транзистор находится в конфигурации с общим эмиттером, коэффициент усиления равен бета β, который представляет собой отношение изменения тока коллектора к изменению тока базы, когда напряжение коллектора остается постоянным.Во время этого теста коллектор имеет короткое замыкание на эмиттер.

Существует определенная взаимосвязь между альфа и бета, так что любой из них может быть вычислен, когда другой известен.

Испытательная схема для измерения бета-излучения аналогична схеме для измерения усиления по постоянному току (см. Рис. 10.20). Основное отличие состоит в том, что для измерения бета-сигнала требуется сигнал переменного тока на базе транзистора. Соответствующие значения бета или альфа указаны в паспорте производителя.Измеренные значения должны довольно точно соответствовать этим, если транзистор исправен.

Тест четырех клеммных параметров (гибридные параметры):

Схема транзисторного тестера может рассматриваться как четырехконтактная сеть для определения взаимосвязи между входом и выходом. Эти отношения называются гибридными (h) параметрами, которые упоминаются в таблицах данных и на испытательном приборе.

Гибридные параметры очень полезны при определении качества транзистора.Сеть с четырьмя терминалами показана на рис. 10.21 (а).

При таком расположении необходимо учитывать два тока и два напряжения. Если два тока рассматривать как зависимые переменные, результирующие параметры являются параметрами короткого замыкания, и они измеряются в mhos. Когда два напряжения рассматриваются как зависимые переменные, результирующие параметры являются параметрами холостого хода, и они измеряются в омах. Гибридные (h) параметры получаются путем использования одного тока и одного напряжения в качестве зависимых переменных.Обозначения для четырех параметров h следующие.

  • h i – входное сопротивление с закороченным выходом
  • h r – обратное соотношение напряжений при открытом входе
  • h f – усиление прямого тока при закороченном выходе
  • h o – выходная проводимость при открытом входе

Единицей измерения для h и является ом, а для h o – mhos.Единицы измерения h f и h r отсутствуют, поскольку они являются соотношениями.

Параметры h можно применять к любой из трех базовых конфигураций усилителя. Дополнительная нижняя буква обычно используется для обозначения типа конфигурации. Нижний индекс b указывает на общую базу, e обозначает общий эмиттер, а c обозначает общий коллектор.

Обозначения параметра h для обычного эмиттера: h , т.е. , h re , h fe и h oe .Альфа для схемы с общей базой равна h fb , а бета в общем эмиттере равна h fe .

Схема тестера для получения параметров h показана на рис. 10.21 (b). G 1 – калиброванный генератор тока, а G 2 – калиброванный генератор напряжения. Измеритель переменного тока используется для косвенного измерения тока. Переключатели представляют собой четыре соединенных друг с другом секции пятипозиционного поворотного переключателя.

Положение 1 переключателя подключает калиброванный генератор тока к эмиттеру тестируемого транзистора.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.