Έλεγχος διόδων με πολύμετρο, και όχι μονο!

Πολλές φορές θα χρειαστεί να ελέγξουμε την καλή λειτουργία μιας διόδου (ή LED ή διόδου zener) σε ένα κύκλωμα, καθώς μετά απο κάποια υπερφόρτωση μπορεί είτε να βραχυκυκλώσουν, είτε να μείνουν ανοιχτές.

Άλλες φορές πάλι μπορεί να έχουμε κάποια άγνωστη δίοδο της οποίας δέν γνωρίζουμε ποιό είναι το forward (ή reverse για zener) breakdown voltage.

Πρακτικά όλα τα πολύμετρα έχουν λειτουργία ελέγχου διόδων, η οποία μπορεί να μας δείξει και την καλή λειτουργία της διόδου αλλά και να μας δώσει μία ένδειξη για το ποιό περίπου είναι το breakdown voltage.

Όμως λόγω της περιορισμένης τάσης που διαθέτουν τα πολύμετρα, μπορούν να ελέγξουν μόνο διόδους με σχετικά χαμηλό breakdown voltage, της τάξης των 3-4 Volt το πολύ, επομένως σε μεγάλα led ή διόδους zener δέν πρόκειται να δώσουν σωστή ένδειξη.

Σε αυτό το βίντεο δείχνω πώς με τη βοήθεια μιας εξωτερικής πηγής τάσης μπορούμε να ελέγξουμε διόδους τις οποίες το πολύμετρο απο μόνο του δέν μπορεί.

 

Η διάταξη που χρησιμοποιούμε για τον έλεγχο είναι η παρακάτω:

Απλά τοποθετούμε μια δίοδο σε σειρά με μία αντίσταση του 1 ΚΩ για περιορισμό του ρεύματος και το τροφοδοτούμε με μια πηγή τάσης.

Ας δούμε μερικές περιπτώσεις.

Περίπτωση 1

Η πρώτη περίπτωση είναι η δίοδος ορθά πολωμένη και η τάση που παρέχουμε να είναι μικρότερη απο το Vf της διόδου. Εδώ είναι μία τυπική δίοδος Si με Vf=0,7 Volt και η τάση παροχής είναι 0,4 Volt.

Το αποτέλεσμα είναι οτι η δίοδος δέν άγει, επομένως το κύκλωμα δέν διαρρέεται απο ρεύμα. Εφόσον η αντίσταση δέν διαρρέεται απο ρεύμα, δέν υπάρχει πτώση τάσης πάνω της. Συνεπώς όλη η τάση της παροχής πέφτει πάνω στα άκρα της διόδου. Πρακτικά είναι το ίδιο σαν η δίοδος να μήν υπήρχε καν και στη θέση της να ήταν ανοιχτό κύκλωμα. Αν δηλαδή μετρήσουμε την τάση στα άκρα της διόδου με ένα πολύμετρο πρέπει να δούμε τάση όση η τάση της παροχής.

 

Περίπτωση 1

Στην πράξη, επειδή υπάρχει ένα πολύ μικρό ρεύμα διαρροής, βλέπουμε οτι 50 μV πέφτουν πάνω στην αντίσταση, οπότε η τάση στη δίοδο δέν είναι 400 mV αλλά 399,95 mV. Για πρακτικούς λόγους όμως θεωρούμε οτι η τάση στο κεντρικό σημείο ανάμεσα στη δίοδο και την αντίσταση είναι μηδέν.

Περίπτωση 2

Η δέυτερη περίπτωση είναι με τη δίοδο πάλι ορθά πολωμένη και την τάση παροχής μεγαλύτερη απο το Vf της διόδου. Στη συγκεκριμένη περίπτωση έχουμε 12 Volt.

Περίπτωση 2

Εδώ πλέον η δίοδος έχει ενεργοποιηθεί και διαρρέεται απο ρεύμα. Αν βάλουμε ένα πολύμετρο στα άκρα της θα μετρήσουμε τάση 12 – 11,28 = 0,72 Volt. Αυτή η τάση μένει λίγο πολύ σταθερή όσο και αν ανέβει η τάση παροχής, αρκεί φυσικά το ρεύμα που θα προκληθεί να μήν είναι υπερβολικό και η αντίσταση που χρησιμοποιούμε να αντέχει σε αυτή την τάση.

 

Περίπτωση 3

Στην τρίτη και τελευταία περίπτωση πολώνουμε ανάστροφα τη δίοδο.

Περίπτωση 3

Αυτό ουσιαστικά είναι παραλλαγή της περίπτωσης 1. Η δίοδος εφόσον είναι ανάστροφα πολωμένη και η τάση παροχής μικρότερη απο το Vr της διόδου, δεν διαρρέεται απο ρεύμα και το ίδιο και η αντίσταση. Επομένως όλη η τάση της παροχής πέφτει πάνω στη δίοδο. Εδώ πάλι λόγω του ρεύματος διαρροής η τάση στο κέντρο δέν είναι μηδέν αλλά 12 nanovolt, η οποία φυσικά είναι τόσο μικρή που μπορούμε για πρακτικούς λόγους να τη θεωρήσουμε μηδενική.

 

Οπότε συνοψίζοντας, εκτελούμε τους εξής δύο ελέγχους:

1) Τάση παροχής μικρότερη απο το breakdown voltage (reverse ή forward) -> Τάση στη δίοδο = Τάση παροχής

2) Τάση παροχής μεγαλύτερη απο το breakdown voltage (reverse ή forward) -> Τάση στη δίοδο = breakdown voltage

Αυτό είναι όλο και όλο που χρειαζόμαστε για να ελέγξουμε πρακτικά οποιαδήποτε δίοδο, zener ή led. Αν η μέτρηση που λαμβάνουμε με το πολύμετρο δέν πέφτει σε κάποια απο τις δύο κατηγορίες, τότε ξέρουμε οτι η δίοδος έχει κάποιο πρόβλημα.

4 Responses

  1. Nick says:

    Καταρχάς συγχαρητήρια για τη δουλειά σου. Πάντα τα ηλεκτρονικά ήταν η αδυναμία μου, και αν και δεν σπούδασα ακριβώς πάνω σε αυτό τον τομέα, διατηρώ κάποια επαφή. Έχω μία απορία σχετικά με τους ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Όταν ένας πυκνωτής αναφέρει service life 3000 ώρες σημαίνει ότι περιμένουμε να χαλάσει μετά από (κατα μέσο όρο) 3000 ώρες λειτουργίας? Δεν είναι εξαιρετικά λίγες? Το αναφέρω αυτό διότι ένας powerline adaptor που έχω χάλασε και φαίνεται ότι ένας πυκνωτής του έχει φουσκώσει. Ψάχνοντας για αντίστοιχο πυκνωτή διαπίστωσα ότι οι περισσότεροι αναφέρουν service life < 5000 hours. Δεδομένου ότι αυτές οι συσκευές είναι συνδεδεμένες 24/365 αυτό σημαίνει ότι θα χαλάσει σε λιγότερο από 1 χρόνο? Χάνω κάτι? Ευχαριστώ εκ των προτέρων!!!

    • fubar says:

      Γειά σου φίλε μου και ευχαριστώ για τα καλά σου λόγια!

      Αυτό που σκοτώνει τους ηλεκτρολυτικούς είναι η θερμοκρασία, και αυτή μπορεί να προέλθει είτε εξωτερικά, δηλαδή ο πυκνωτής είναι κοντά σε κάτι που ζεσταίνεται ή βρίσκεται σε κλειστό κουτί που δέν αερίζεται, είτε εσωτερικά, απο υπερβολικό ripple current.

      Η υπερβολική θερμοκρασία κάνει τον ηλεκτρολύτη να βράζει και να διαφεύγει με τον καιρό. Η απώλεια του ηλεκτρολύτη αυξάνει την εσωτερική αντίσταση του πυκνωτή (ESR) το οποίο με τη σειρά του αυξάνει το ripple current και αυτό με τη σειρά του αυξάνει ακόμα πιό πολυ τη θερμοκρασία του πυκνωτή. Οπότε αμα γίνει η αρχή τον παίρνει η κάτω βόλτα πολυ γρήγορα!

      Τα τέστ αντοχής των πυκνωτών γίνονται στη μέγιστη θερμοκρασία λειτουργίας (τυπικά 85 ή 105 βαθμοί) και με το μέγιστο επιτρεπτό ripple current. Δηλαδή οι 3000 ή 5000 ώρες είναι σε συνθήκες worst case. Δές ενδεικτικά εδώ στην πρώτη σελίδα εκεί που λέει endurance: http://industrial.panasonic.com/lecs/www-data/pdf/ABA0000/ABA0000CE22.pdf

      Το φ είναι η διάμετρος του πυκνωτή. Όσο μεγαλύτερο είναι το κέλυφος τόσο καλύτερη η απαγωγή θερμότητας, γι αυτό οι μικρότεροι έχουν μόνο 1000 ώρες ζωή ενώ οι μεγαλύτεροι 5000.

      Αν ο σχεδιασμός του κυκλώματος επιτρέπει η θερμοκρασία των πυκνωτών να κρατιέται σε χαμηλά επίπεδα τότε πρακτικά δέν θα πεθάνουν ποτέ, γιατι η ζωή τους αυξάνεται λογαριθμικά με την πτώση της θερμοκρασίας.

      Στο powerline adaptor το οποίο λογικά είναι σφραγισμένο κουτί χωρίς εξαερισμό, το μόνο που μπορείς να κάνεις είναι απλά να βάλεις κάποιο επώνυμο πυκνωτή με rating 105 βαθμών και αν υπάρχει χώρος να βάλεις κάποιον με μεγαλύτερο κέλυφος απο τον παλιό. Αυτό μπορεί να σημαίνει οτι τα Volt του καινούριου είναι μεγαλύτερα απο του παλιού. Αυτό δέν είναι πρόβλημα, σε μεγαλύτερα volt μπορούμε να πάμε, σε μικρότερα όχι.

      • Nick says:

        Ωραία! Ευχαριστώ για την κατατοπιστική απάντηση!

        Αυτό εξηγεί και γιατί χάλασε. Ο συγκεκριμένος ήταν σε μπαλκόνι, σε ένα πλαστικό κουτί με μέτριο αερισμό, όπου το καλοκαίρι φτάνει τους 40 βαθμούς – μπορεί και 45 σε πολύ ζεστές μέρες. Αντίθετα αυτός που ήταν εντός σπιτού δεν έπαθε τίποτα. Πλέον βέβαια έχουν έρθει όλα εντός σπιτού, οπότε δεν υπάρχει θέμα.

        Πάντως φαίνεται να έχουν λάβει υπόψη τις θερμοκρασίες στον σχεδιασμό γιατί υπάρχουν οπές εξαερισμού και ψύκτες για σχεδόν όλα τα ολοκληρωμένα.

        Και πάλι ευχαριστώ!

      • greg says:

        skotky? thanks

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Exit mobile version