Как известно, в процессе работы значительная тепловая мощность выделяется на диодах выпрямителя. Причиной выделения тепла в выпрямителях является падение напряжения на р-п-переходе силового диода, которое составляет величину в пределах 0,5… I В. Устранить его невозможно.

Работа устройства

На микросхеме DA3 выполнен компаратор напряжения по стандартной схеме. Он контролирует напряжение на аккумуляторе. Пока напряжение на неинвертирующем выводе 2 DA3 ниже, чем опорное напряжение на инвертирующем выводе 3 DA3, на выходе 7 присутствует низкий уровень напряжения (транзистор VT3 открыт), а следовательно, синхронный выпрямитель заряжает аккумулятор. По мере заряда аккумулятора напряжение на неинвертирующем выводе 2 DA3 увеличивается, когда оно превысит уровень опорного напряжения на выв. 2, на выходе появится высокий уровень напряжения. В результате на затворе транзистора VT3 присутствует высокий уровень, что проводит к выключению транзистора VT3. Таким образом, ток заряда аккумулятора протекает тогда, когда мгновенное напряжение на обмотке трансформатора превышает ЭДС батареи (один из транзисторов VT1, VT2 и их защитных диодов открыт), и при условии, что ЭДС ниже заданной уставки (транзистор VT3 открыт). Импульсы тока повторяются в каждом полупериоде. Длительность их зависит от соотношения между ЭДС и амплитудой напряжения на обмотке. Таким образом, когда открыт транзистор VT3, через него проходит пачка импульсов, длительность которой определяется компаратором DA5. Заряд аккумулятора идет методом широтно-импульсной модуляции.

Если напряжение на аккумуляторе ниже напряжения «уставки», задаваемое потенциометром R9, то открывается транзистор VT3 и происходит заряд аккумулятора. Напряжение на аккумуляторе через некоторое

время достигает напряжения «уставки», и компаратор выключает транзистор УТЗ. Заряд останавливается.

По истечении определенного времени, зависящего от скорости химических реакций в аккумуляторе, напряжение на аккумуляторе вновь станет ниже напряжения «уставки», и процесс повторится. По мере заряда аккумулятора длительность времени подключения ак-

кумулятора к синхронному выпрямителю уменьшается. При полном заряде аккумулятор отключается транзистором VT3 от синхронного выпрямителя. Напряжение полного заряда устанавливается резистором R9. Питается устройство от выпрямленного напряжения через диод VD2. Это напряжение не стабилизируется, поскольку микросхемы могут работать до 30 В. Так как падение напряжения на транзисторах VT1,VT2 маленькое (внутреннее сопротивление равно 0,001 Ом), то напряжение на обмотках II, III можно выбрать около 10… 12 В. Используемые транзисторы позволяют пропускать ток до 100 А. Для увеличения тока можно установить параллельно несколько транзисторов. При этом изменения в схему вносить не придется.

При использовании устройства в качестве пускового, необходимо выбрать соответствующей мощности трансформатор. В качестве трансформатора TV 1 используются два трансформатора типа ОСМ1-0,4УЗ, с

выходным напряжением 1 2 В. Мощность трансформатора выбирают исходя из мощности, потребляемой стартером автомобиля. Для легковых автомобилей мощность стартера приблизительно 1 кВт [1 ]. В режиме номинальной мощности потребляемый ток составляет

200…300 А. Стартер вращается при минимальном напряжении 8 В. Если предположить, что пускозарядное устройство берет на себя 50% нагрузки (остальные 50% мощности отбираются от аккумулятора), то ток, потребляемый от ПЗУ, составит 100… 150 А, при этом напряжение на его выходе не должно снижаться ниже 8 В, следовательно, мощность трансформатора должна быть 800 Вт и более. Максимальное напряжение на заряженном кислотном аккумуляторе не должно превышать! 4,4 В (2,4 В на одну «банку» аккумулятора). Отсюда следует, что вторичная обмотка должна быть рассчитана на эффективное напряжение 10 В. Амплитудное значение этого напряжения составит 15 В.

Итак, трансформатор должен иметь минимальную мощность 800 Вт, напряжение вторичной обмотки

1. ..1 2 В, ток 100… 150 А. Так как время пуска составляет не более 15 с (3 попытки по 5 с), то можно допустить несколько больший, чем обычно нагрев трансформотора в этом режиме. При токе 1 00 А на транзисторах выделяется всего 1 0 Вт мощности, следовательно, их нужно поставить на радиатор площадью 1 00 см2. Соединительные провода, соединяющие ПЗУ с аккумулятором, имеют сечение 25 мм2. Их выбирают исходя из допустимой плотности тока. Обычно, для таких устройств плотность тока равна 4… 1 0 А/мм2. Чем больше плотность тока, тем сильнее нагрев проводов. В качестве выходных выводов используются клеммы К366УЗ с резьбой М10. Длина соединительных проводов 2,5 м.

Светодиод НИ служит для индикации правильного подключения к аккумулятору соединительных проводов устройства, а также индикации исправной работы устройства. Печатная плата устройства показана на З.

Очевидно, что проигрывает только владелец аккумуляторов. Хуже всего будет ситуация с батарейками. С еще исправными батарейками фотокамера отказывается работать. В тоже время, во многих других устройствах эти же батарейки продолжают исправно служить, причем достаточно долго. Очень наглядно это иллюстрируется их установкой в любой фонарик, потребляющий значительный ток.

Что касается батареек, то они подорожали как минимум в 2-3 раза, и их уже все менее выгодно становится приобретать, тем более нецелесообразно выбрасывать, когда они еще не разряжены полностью.

Таким образом, необходимо самостоятельно определять состояние аккумуляторов и батареек. Аккумуляторы, если нужно, перед подзарядкой разряжают. Использовать всякий раз нагрузочные резисторы и вольтметр с амперметром оказывается крайне неудобно. Особенно, когда диагностику приходится осуществлять часто. При разработке данного измерительного прибора основной упор делали на проверку 1,2- и 1,5-воль- товых элементов питания. То есть их, как самых широко распространенных, приходится проверять чаще всего.

Схема прибора показана на 1.

Фактически, в одном корпусе размещено несколько разных устройств, выполняющих разные функции. Универсальным измерительным прибором является стрелочный измеритель тока РА1. В показанном на схеме положении переключателя БА1 прибор РА1 измеряет ток разряда тестируемого элемента. Подключенный к клеммам 6 аккумулятор, в зависимости от положения переключателя БА2, оказывается подключен либо к «разряжателю», либо к нагрузочному резистору Р5 (110 Ом). На схеме 1 БА2 подключает к выводам аккумулятора небольшую нагрузку — резистор Р5.

Такая нагрузка необходима для проверки любого, пусть даже самого маломощного элемента питания, не важно, батарейки или аккумулятора. Без нагрузки многие «высохшие» элементы ведут себя как исправные. Стоит немного нагрузить элемент, как его напряжение резко снижается, иногда даже до нулевой отметки.

Таким образом, в показанном на схеме положении обоих переключателей тестируемый элемент нагружен током около 10 мА. Такой ток без значительного снижения выходного напряжения должны выдерживать любые кондиционные 1,5 В гальванические элементы, не говоря уже об аккумуляторах.

Во-первых, переключение диапазона требует всякий раз вынимать и вставлять штекер измерительного провода.

Во-вторых, при переходе с диапазона на диапазон необходимо крутить ручку регулятора для установки стрелки прибора на нулевую отметку. Чем больше разряжена батарея, тем чаще и интенсивнее нужно прикладываться к этой ручке.

В-третьих, в приборе использована батарейка дефицитного типоразмера. Несколько лет подряд таковых вообще не было в продаже. Поэтому прибор оснащен дополнительным отсеком, где установлена обычная батарейка напряжением 1,5 В.

В-четвертых, питание прибора всего-навсего составляет 1,5 В, что резко ограничивает практические возможности прибора. Никакие светодиоды проверять уже невозможно. Чтобы не мучиться с подстройкой нуля, в авторском М41070/1 добавлены подстроечные резисторы, а переключение диапазонов осуществляется клавишным переключателем П2К. Теперь каждый диапазон имеет свою персональную регулировку «нуля». При изменении диапазона все провода остаются на своих местах.

В новом приборе применена головка на ток полного отклонения 100 мкА. Так что положительные достижения зависят и от схемы омметра, и от питающего напряжения. «Килоомный» диапазон предназначен как раз для проверки переходов транзисторов на предмет утечек. Хорошо «прозваниваются» и диоды, как в прямом, так и в обратно смещенном включении. В нажатом положении выключателя 6А1 — предел «Ом». Например, проверка исправного диода Шотки типа КД2998Г дает отклонение стрелки на 1 деление шкалы прибора. Для кремниевого мощного диода типа КД21 ЗА — 2 деления шкалы. Для перехода Б-Э мощного транзистора КТ8101 или КТ8102 приходится уже 2,5 деления шкалы прибора.

Поскольку большая разница в сопротивлениях переходов Б-Э считается дефектом, то на это нельзя закрывать глаза. В противном случае, при использовании в мощном источнике питания, при прогреве, такой транзистор может быстро выйти из строя. Как видим, всевозможных нюансов предостаточно.

По размерам рассматриваемый самодельный омметр-пробник получился значительно меньше, чем распространенные мультиметры серии 8300.

Впоследствии данный прибор был доработан согласно схеме 4. Доработке прибор подвергли по причине того, что когда батарейки в приборе начинали «садиться», потребовалась установка «нуля» стрелки прибора. Добавочный резистор Я4 нужен для балансировки чувствительности на диапазоне«Ом», чтобы не крутить подстроечный резистор 15 при переходе с диапазона на диапазон.

Конструкция и детали

Конструктивное исполнение прибора может быть произвольным. Автор применил самый простой выход из положения, если, конечно, нет полностью готового подходящих размеров корпуса. Здесь использован пластмассовый корпус от сетевой (220 В/10 А) советской электророзетки. Привлекает пластик, хорошо поддающийся обработке и не растрескивающийся при пустяковом механическом воздействии. Оставалось вырезать верхнюю и нижнюю крышечки, подобрать втулку с резьбой для стягивания крышек между собой и корпус готов. Со снятой нижней крышкой фото прибора показано на 5.

Детали могут быть любыми. Чтобы самопроизвольно не изменялись показания прибора, резисторы лучше применить прецизионные с допуском ±0,5%. Если резистор Я2 «плавающий», то нет стабильного «нуля» на пределе «кОм», что вынуждает подстраивать резистор 15. В качестве [3 использован обычный МЛТ-2 Вт. Мощные резисторы при работе на малой мощности оказываются более стабильными. Чтобы избежать применения второго подстроечного резистора (на пределе «Ом»), подбирали [4 и [1. На пределе «Ом» ток в измеряемой цепи ограничен до 25 мА. К примеру, в приборе М4107/1 ток в измеряемой цепи превышает 55 мА. Переключатель БА1 обязательно должен быть сдвоенным. Надо исключить ситуацию, когда контакты БА1.1 замкнуты, а контакты БА1.2 разомкнуты.

Иначе произойдет аварийная ситуация для стрелочного прибора, и ток через него многократно превысит его предельное значение 1 00 мкА. Прибор может выйти из строя! Поэтому выключатель должен быть надежным. Кое-что следует сказать и об используемом индикаторе. Сюда индикаторы уровня записи от старых магнитофонов не подходят. С ними получаются плохие результаты. Поэтому здесь применили индикатор от измерительного генератора, приобретенного на рынке.

Хороший заводской многопредельный омметр типа М41070/1 имеет напряжение питания всего 1,5 В. Однако от напряжения 1,5 В не светятся светодиоды АЛ307 и любые их аналоги, распространенные сегодня на наших рынках. Важнее иметь устройство для более серьезной проверки мощных транзисторов, но такие серийные приборы достаточно дороги.

В результате многочисленных измерений было обнаружено, что выявить скрытый дефект («утечку») в мощном транзисторе можно, если увеличивать в омметре напряжение питания.

Омметр М41 07/ 1, к примеру, из 1 0 штук тестируемых КТ8102 не выявил ни одного некондиционного экземпляра, хотя часть из них была с дефектами.

Вывод следующий: для отыскания утечек в переходах транзисторов следует повышать питание схем, тестирующих эти транзисторы, естественно, не забывая при этом ограничивать токи через проверяемые транзисторы. Только так можно получить проверку методом неразрушающего контроля.

Вот почему после омметра М41070/1 в результате проверки этих же десяти транзисторов с помощью предлагаемого прибора обнаружено три экземпляра с утечками перехода К-Э. Причем при подключении к прибо- РУ переходы «пропускали» ток в обе стороны. Конечно, эти три экземпляра КТ8102 были отбракованы. К сожалению, бракованных транзисторов типов КТ81 01 и особенно КТ81 02, встречается очень много.

Особенности прибора

Данный прибор кажется чрезвычайно простым. Тем не менее, имеются в его использовании свои нюансы. Некоторые важные вопросы по его схеме следует рас

смотреть подробнее. Первоначально прибор был собран по схеме 1. Прибор имеет два диапазона для измерения сопротивлений: «Ом» и «кОм».

В показанном на схеме отжатом положении выключателя хорошо определяется даже такое сопротивление, как 1 МОм. Кстати, величину такого сопротивления увидеть заводским прибором М41 070/1 проблематично, при такой большой шкале М41070/1. А ведь штатная головка М41070/1 отклоняется на всю шкалу уже при токе всего лишь 50 мкА. Несколько слов все же необходимо сказать о приборе М41070/1. В целом был бы неплохой многопредельный омметр, но его завод- производитель сделал так, что пользоваться прибором крайне неудобно.

Прибор, внешний вид которого показан на фото в начале статьи, снова стал часто использоваться, как это было раньше, несколько лет тому назад. Схема данного измерительного прибора показана на 1.

Данный прибор специально предназначался для очень быстрой проверки диодов и транзисторов в условиях радиорынка. Прибор позволяет также проверять многие типы светодиодов: те, которые светятся при напряжении 3 В. При этом используется метод неразрушающего контроля, т.к. ток через светодиоды всегда ограничен на безопасном для них уровне. Поскольку в приборе имеется два поддиапазона для оценки измеряемых сопротивлений, то его функциональные возможности значительно расширяются.

Главная цель разработки данного прибора-пробника — экспресс-проверка р-п-переходов мощных транзисторов, среди которых прибор позволяет обнаруживать массу некондиционных.

Прибор портативный и малогабаритный, очень простой в обращении, надежный в работе и экономичный в плане энергопотребления элементов питания. В качестве элементов питания используются два последовательно соединенных элемента типоразмера АА.

В результате практических экспериментов было отмечено, что дефекты мощных транзисторов легче обнаружить при напряжении питании 3 В, чем при напряжении питании 1,5 В.

Кому приходится приобретать комплектующие, особенно б/у, на радиорынках, тот понимает всю актуальность вопросов, связанных с проверкой этих деталей. Даже среди новых комплектующих (например, диодов или светодиодов) встречаются как полностью бракованные, так и некондиционные.

Проблема в том, что дефекты полупроводниковых приборов разнообразны. Иногда сам продавец предупреждает об известных ему дефектах. Но «идеализированные» комплектующие нужны не всегда. Например, автор нередко приобретал мощные транзисторы. При этом приходилось покупать десяток экземпляров (и не один) с заниженным значением 11кэ макс. Автору нужны были мощные транзисторы для источников питания (ИП) нескольких исполнений (0…15 В, 0…30 В, 0…50 В).

Когда обнаруживалось, что икэ макс приобретаемых КТ81 01 или КТ81 02 не превышал 100 В, то продавец комплектующих шел навстречу, существенно снижая цены на эти транзисторы. Встречались и имеющие икэ макс=^0 В экземпляры этих замечательных транзисторов. Их тоже с успехом эксплуатируют в ИП на напряжение 12 В (0…12 В). Зная о том, как отличить ненадежные экземпляры от кондиционных, их спокойно применяли. Естественно, ИП ставили на прогон, с тем

чтобы полностью убедиться, что КТ8101 и КТ8102 не подведут. Даже специальные стенды собирались для преднамеренных «мучительных» испытаний «подозрительных» экземпляров КТ8101 и КТ8102. Что удивляло и озадачивало, так это факт выхода из строя даже экземпляров из той партии приобретенных КТ8101 и КТКТ8102, которые считались вполне кондиционными и к которым не было претензий по величине икэ макс=1 60…200 В. Мы подходим к тому, что проверять транзисторы надо по нескольким параметрам. Например, приборами-пробниками, предназначенными для быстрой отбраковки тех экземпляров полупроводниковых приборов, которые явно не подходили.

К сожалению, среди КТ8101 и КТ8102 много бракованных, причем настолько, что их даже в качестве умощ- нения стабилитронов не применишь. То есть, к примеру, используя стабилитрон серии Д814 или Д81 6 совместно с «некондиционным» КТ8101 или КТ8102, можно получить фактически 100 ваттный и более мощный аналог такого стабилитрона. Это только один из примеров применения некондиционных мощных транзисторов по величине 11кэ макс. Огромные утечки, а то и вовсе пробитые переходы некоторых экземпляров КТ8101 или КТ8102 часто не позволят и здесь их применить.

Пока цены на зарубежные транзисторы 25А1302, 25С3281, 2БС2922 и т.п. были приемлемыми, ими можно было широко пользоваться, т.е. создавать свои конструкции на этих транзисторах. В связи с ростом цен опять стало актуально повсеместное использование более дешевых КТ8101 и КТ8102. Исключение составляют ремонты дорогих аудиоусилителей.

Шунт можно применить и на 5 А. В этом случае сопротивление резистора Р1 надо увеличить вдвое. Можно включить вместо шунта некалиброванное сопротивление, оно должно иметь сечение проводника, допускающее ток до 10 А без заметного нагрева. При такой замене Р1 придется подобрать. Оптрон АОТ128 с любым буквенным индексом.

Была проверена работа схемы ограничения тока также с операционными усилителями К1401УД2 и К553УД2. С последним результат неудовлетворитель

ный. Транзистор УТ1 типа КТЗ 1 02 или КТ342 с любым буквенным индексом. Резисторы любые. Реле К1 РЭС48 паспорт 4.590.202. Можно применить другое реле, подходящее по рабочему напряжению и току коммутации. Фильтр питания — от телевизора ЗУСЦТ (модуль А12) без переделок, на своей плате. Блок предохранителей также оставлен в цепи питания 220 В/50 Гц.

Узел ограничения тока, реле К1 и диод УР1 смонтированы на плате соединений телевизора. С платы удалены перемычки. Плата разрезана по верхнему краю разъемов Х5, ХЗ. «Крылья» укорочены. На оставшейся части установлены детали. Монтаж «псевдо- печатный».

Настройка

К выходу подключают нагрузку 15 Ом. Соединяют перемычками контакты реле и включают модуль в сеть. Резистором 12 на модуле А4 устанавливают напряжение на нагрузке 1 7 В. Проверяют, в каких пределах оно изменяется при изменении 1р от наибольшего значения до минимального. Напряжение на нагрузке должно изменяться от 1 7 до 1 2 В. Если напряжение в эти пределы не укладывается, подбирают резистор 13.

Далее нагружают модуль сопротивлением 2…2,5 Ом или на разряженную аккумуляторную батарею. Проверяют, на каком уровне ограничен ток. Если он более 6,5 А, подбирают резистор к! в узле ограничения тока.

Важно!

Необходимо следить за исправностью последовательной цепи 13 — 1р — база УТ1. Если она будет разорвана, выйдут из строя транзистор УТ4 и тиристор модуля МП3-3.