Как это ни прискорбно, начинать нужно с теории. Придётся изучить, какие диоды бывают, как применяются, где и зачем. Разумеется, классификация не будет полной. Мы скорее пробежимся по поисковым запросам, нежели ставим своей целью многогранное изучение силовой и микро- электроники. Важно понимать, что все без исключения диоды обладают одним качеством, которое и объединяет их в сплочённую группу. А именно – проводить ток в одном направлении и блокировать в противоположном. То есть образуются своеобразные вентили. А теперь поговорим о том, как проверить мультиметром диод.
Какие бывают диоды
Мы сказали, что все диоды пропускают ток в прямом направлении и блокируют в обратном. Что это значит? На схемах диоды обозначаются черными стрелками, ограниченными поперечной чертой. Это показывает направление… да-да тока. Но какого? В физике под током понимается движение положительных частиц. Вот именно это и имеется в виду. Таким образом, чтобы создать прямой ток, нужно на конец стрелки приложить минусовой потенциал, а на начало – плюсовой. В противном случае диод будет заперт.
Когда электроны текут по образованной тропинке, то всегда за счёт неидеальности молекулярной решётки теряется тепло. За счёт этого на диоде даже в прямом направлении падает напряжение. На кремниевых прямой потенциал немного выше, на германиевых ниже. Но имеется ещё один вид диодов, где это значение и того меньше. Это диод Шоттки. В нем нет p-n перехода, потому что один из полупроводников заменён металлом. В результате увеличивается ток потерь, но зато в прямом направлении падение напряжения на открытом ключе рекордно низкое.
Так происходит не во всех диапазонах. Максимально эффективны диоды Шоттки при напряжениях порядка десятков вольт. Вот почему их зачастую применяют в выходных фильтрах импульсных блоков питания. Вспомните: номиналы напряжения, к примеру, системного блока составляют 5, 12, 3 В и все в том же духе. В зависимости от конструкции. Таким образом, диод Шоттки ничем не отличается от обычного за исключением указанной специфики. Поэтому и методика работы с ним типичная.
Ещё одной разновидностью диодов является стабилитрон. Особенностью этого класса приборов является то, что рабочей для них служит ветвь пробоя. Там, где другой диод выходит из строя, стабилитрон как раз начинает защищать оборудование. В ходе этого напряжение растёт до некоторого номинала, например, 15 В, а потом резко стабилизируется. Так удаётся запитать от высоковольтных линий чувствительные и слабые микросхемы контроллеров импульсных блоков питания, чтобы они могли нарезать импульсами напряжение большой амплитуды. В противном случае (без стабилитронов) задача решалась бы гораздо более сложными методами.
Поэтому, оценивая такой выпрямительный диод при помощи мультиметра, нужно понимать, что ключевой является его обратная ветвь. В этом случае разумно в обратном направлении набрать напряжение пробоя из нескольких батареек, включенных последовательно. После чего проверить, происходит ли стабилизация. А вот прямое включение стабилитрона используется крайне редко, поэтому звонить его в обычном стиле будет далеко не лучшей идеей (чтобы не сказать более грубо). Разве что, чтобы проверить общую работоспособность перехода. А лавинный диод? Всего лишь усиленная версия стабилитрона. Используется примерно для тех же целей, но использует эффекты ударной ионизации.
То есть важно понимать специфику прибора, с которым работаешь. А как понять, что именно перед тобой. Если диод извлечён из схемы, то наверняка по ней можно понять, для чего он служит. Например, на печатной плате импульсного блока питания обычно каждый элемент подписан, приведено краткое условное обозначение, из которого можно понять, что за элемент находится перед тобой. В этих случаях высоковольтный диод моста явно не спутаешь с тем же крошечным стеклянным стабилитроном. Хуже, когда перед тобой нечто, но ты даже не знаешь, что это могло бы быть. Проще говоря, диод ли это вообще. А может быть резистор экзотического вида или конденсатор?
Помимо обычной прозвонки рекомендуется аккуратно сделать увеличенное фото, а затем провести поиск в интернете по изображению. Иногда удаётся отыскать нечто подобное. Если брать, например, все тот же стабилитрон, то его маркировка (в отличие от цветовой у резисторов) очень неразборчива, но можно все-таки попробовать отыскать в сети информацию и на эту тему. Данный шаг в некоторых случаях намного ускорит процесс идентификации и оценки работоспособности прибора.
А теперь проверка знаний: как проверить ИК диод мультиметром? Правильный ответ – так же, как и другие. Сначала снимаем прямое напряжение, а затем убеждаемся, что обратно ток не идёт. И все! Проверить свечение? Для этого мы можем предложить использовать видоискатель ночной видеокамеры. Такой регистрирует как раз инфракрасное излучение от предметов. Для него даже можно подсветку собрать из светодиодов этого диапазона, чтобы вести съёмку. Это резко увеличивает дальность действие и детализацию объектов. Просто включите свой ИК диод в прямом направлении в полной темноте и наведите туда свою ночную видеокамеру.
И всех делов. Если ИК диод исправен, то станет заметен на видоискателе подобно звезде. Шторы при этом лучше плотно закрыть, чтобы не мешал свет Луны и прочих источников излучения. Разумеется, в тех же целях можно использовать, но с осторожностью, также и тепловизоры, а также приборы ночного видения. Все они годятся для регистрации наличия инфракрасного излучения. Почему с осторожностью? Светодиоды обычно лазерные, поэтому на одну спектральную составляющую – проще говоря, частоту – приходится большая мощность. Вот почему надпись внутри принтера о том, что там внутри лазер, нельзя считать шуткой. И тем более ею пренебрегать. Держите свою сетчатку подальше от инфракрасного диода.
Как можно проверить диод при помощи тестера
Для проверки диодов имеется специальная шкала мультиметра. Она маркируется часто соответствующим значком. Тем же самым, которым диоды обозначаются на принципиальных схемах. При переключении в этот режим низкие сопротивления вызывают звук зуммера, а высокие характеризуются своим номиналом, либо падающим на нем напряжении. Это значит, что по таким цифра можно сразу сказать о той или иной характеристике диода. Например, сопротивлении прямого включения.
Чтобы правильно интерпретировать данные, нужно хорошо изучить – как это ни смешно звучит – свой собственный тестер. Речь сейчас идёт о напряжении постоянного рода и низкого номинала, служащего для оценки. Вот пример. Как производится измерение сопротивления? Тестер пропускает по нему ток, прикладывая к своим щупам некое напряжение. Оно имеет своё значение для каждой отдельной модели мультиметра. Но этот параметр можно узнать, если зарядить конденсатор. Для этого включаем мультиметр в режим прозвонки, либо тестирования диодов, и через короткое время на обкладках сформируется разность потенциалов. Осталось её измерить, используя штатную шкалу этого же самого тестера. Значение обычно колеблется от сотен милливольт (долей вольта) до единиц вольта.
Зная, какое напряжение прикладывается к диоду, можно по его вольт-амперной характеристике понять, насколько верно значение. Для этого, в свою очередь, требуется ввести поисковый запрос на Яндексе и скачать по возможности полную техническую документацию на исследуемый элемент. Затем достаточно приложить в нужном месте шкалы абсцисс линейку, чтобы найти выходной ток. После этого по формуле Ома находим сопротивление в открытом состоянии: R = U/I. U – вспомогательное напряжение, формируемое тестером. Сравниваем найденную по графику величину с присутствующей на табло.
Это лишь одна из многочисленных методик. Важно научиться правильно думать для нахождения правильного пути. Анализировать данные и сопоставлять. Именно по этой причине на первом шаге рекомендуется поискать общую информацию: что такое диоды, какие у них характеристики (прежде всего, вольт-амперные), какие особенности в принципе работы именно данного прибора. После этого можно будет свободно оперировать информацией и получать правильные выводы по результатам своих исследований. А теперь жизненный пример: исследуем диодный мост из генератора какого-либо авто!
Как определить работоспособность диодного моста
Автомобилю нужна электроэнергия. Ранее она использовалась для систем кондиционирования (наряду с энергией двигателя), дворников, освещения наружного и внутреннего. Да, можно было бы для этих же целей нагружать аккумулятор, что и делается во время стоянки, но это было бы не экономично. Поэтому на вал двигателя (иногда через редуктор) насаживается синхронный генератор переменного тока. Когда-то они строились по коллекторной схеме, но по вполне понятным причинам от такого топорного решения избавились как только, так сразу. Щётки не переносят тряски, а тем более езды по нашим дорогам. Это вызывало необходимость частого обслуживания.
Поэтому генераторы стали трёхфазными. И поскольку обороты все время скачут, то пришлось подумать и обеспечить постоянство выходных характеристик за счёт изменения тока подпитки ротора. В результате напряжённость переменного магнитного поля в статоре отслеживает все вариации мотора. Но! Как дань таким ухищрениям, выходное напряжение очень нестабильное. Его нужно обязательно выпрямить (а потом ещё и отфильтровать, если имеется бортовой компьютер). Для этого можно было бы применять диодный мост по схеме Миткевича, но было показано, что его эффективность ниже, нежели у конструкции, предложенной Ларионовым.
Нам из всего этого нужно знать следующее:
- Как бы ни были соединены обмотки генератора, выходных точек три. И каждая из них через один диод замыкается на массу в отрицательный полупериод, а на потребителей сети авто через другой.
- Итого, диодов получается шесть.
- Мост представляет собой две серповидных плоскости, изолированные друг от друга и выполненные из прочного сплава. На каждой лежит по три диода, электрические соединения проводятся согласно схеме (см. рисунок).
Из этой схемы видно, что:
- Три диода должны звониться попарно с нулевым сопротивлением между катодом (отрицательная полярность) и анодом (положительная полярность). Кроме того сюда же выходят и клеммы, направляющиеся к генератору.
- Две тройки диодов (лежащие в одной серповидной плоскости) обычно звонятся между собой катодами или анодами. В зависимости от того, какой электрод даёт короткое замыкание, можно сказать нагрузочная ли это ветвь или уходящая на массу.
Как только создана правильная схема раскладки электрических соединений, можно начинать проверять каждый из диодов в отдельности. Для этого достаточно ветвь, идущую на массу тестировать со стороны генератора, а другую со стороны нагрузки. Направление нам уже известно из схемы Ларионова. Осталось проверить диодный мост мультиметром, тыкая красным щупом на основание чёрной стрелки (см. рисунок) каждого элемента, а черным – на острие того же элемента. Кроме того можно проверить изоляцию каждого контакта с серповидным плоскостями (в том числе и соседней). Из полученных данных можно однозначно решить, нужно ли проверить исправность где-либо ещё, или неполадка найдена.
Вывод такой: если диод мультиметром, не выпаивая можно проверить на такой грубой вещи, как мост генератора автомобиля, то в случае электронной платой все будет сложнее. Однако и в том, и в другом случае полезно использовать щупы специальной формы. Для грубых применений это захваты в виде крокодилов, а на материнскую плату лучше не лезть без тонких игловидных пробников. В последнем случае появляется шанс прозвонить диод мультиметром на плате и даже под напряжением (если оно не спалит сам тестер).
На этом на сегодня все. Мы надеемся, что теперь каждый читатель знает, как проверить диод мультиметром. Да это и неудивительно – рассказ-то буквально на пальцах вёлся!
