Особенности диодов
Стандартный диод представляет собой компонент электросети и выступает в роли полупроводника с p-n переходом. Его строение позволяет пропускать ток по цепи только в одном направлении — от анода к катоду (разные концы детали). Для этого нужно подать на анод «+», а на катод – «-». Из-за такой особенности изделия, при подозрении на предмет поломки, его можно проверить тестером или мультиметром.
Различные виды диодов.
На сегодняшний день в радиоэлектронике существует несколько видов диодов: Виды диодов:
- светодиод. При прохождении электрического тока через такой элемент он начинает светиться в результате трансформации энергии в видимое свечение;
- защитный или обычный диод. Такие элементы в электросети выполняют роль супрессора или ограничителя напряжения. Одной из разновидностей данного элемента является диод Шоттки. Его еще называют как диод с барьером Шоттки. Такой элемент при прямом включении дает малое падение напряжения. В Шоттки вместо p-n перехода применяется переход металл-полупроводник.
Будет интересно Способы проверки транзисторов на работоспособность
Вот небольшая подборка, составленная из конкретных диодов и соответствующих им величин Vf, которые были получены при их тестировании мультиметром. Все диоды были предварительно проверены на исправность.
Таблица замеров характеристик диодов с помощью мультимера.
Если обычные детали и светодиоды используются в превалирующем большинстве электроприборов, то Шоттки – преимущественно в качественных блоках питания (например, для таких приборов, как компьютеры). Стоит отметить, что проверка обычного диода и Шоттки практически ни чем особым не отличается, так как проводится по одному и тому же принципу. Поэтому не стоит беспокоиться по данному вопросу, ведь принцип работы и Шоттки, и обычных диодов идентичен.
Диод Шоттки
Являясь компонентом электронной схемы, такие полупроводниковые элементы довольно часто выходят из строя. Самыми распространенными причинами выхода их из строя бывают:
- превышение максимально допустимого уровня прямого тока;
- превышение обратного напряжения;
- некачественная деталь;
- нарушение правил эксплуатации прибора, установленных производителем.
При этом вне зависимости от причины потери работоспособности выход из строя может быть непосредственно обусловлен либо «пробоем», либо коротким замыканием. В любом случае, если имеется предположение о выходе электросети из строя в зоне полупроводника, необходимо провести его диагностику с помощью специального прибора – мультиметра. Только для проведения таких манипуляций необходимо знать, как проверить диод с его помощью правильно.
Что такое мультиметр
Мультиметр является универсальным прибором, который выполняет ряд функций:
- измеряет напряжение;
- определяет сопротивление;
- проверяет провода на предмет наличия обрывов.
Будет интересно Как сделать регулятор мощности на симисторе своими руками
С помощью этого прибора даже можно определить пригодность батарейки.
Проверка светодиодов в лампе.
Как проверить диод
После того, как мы разобрались с полупроводниками электрической схемы и предназначением прибора, можно ответить на вопрос «как проверить диод на исправность?». Вся суть проверки диодов мультиметром заключается в их односторонней пропускной способности электрического тока. При соблюдении этого правила элемент электрической схемы считается функционирующим правильно и без сбоев. Обычные диоды и Шоттки можно спокойно проверить с помощью данного прибора. Чтобы проверить этот полупроводниковый элемент мультиметром, необходимо проделать следующие манипуляции:
- необходимо удостовериться, что на вашем мультиметре имеется функция проверки диодов;
- при наличии такой функции подключаем щупы прибора к той стороне полупроводника, с которой будет осуществляться «прозвон». Если данная функция отсутствует, тогда переводим прибор с помощью переключателя на значение 1кОМ. Также следует выбрать режим для измерения сопротивления;
- красный провод измерительного устройства необходимо подключить к анодному концу, а черный – к катодному;
- после этого нужно наблюдать за изменениями прямого сопротивления полупроводника;
- делаем выводы о имеющемся или отсутствующем напряжении
После этого прибор можно переключить, чтобы проверить на предмет утечки или высокого замыкания. Для этого необходимо поменять места вывода диода. В таком состоянии также необходимо провести оценку полученных значений прибора.
Как измерить напряжение на конденсаторе
Кроме того, чтобы определить исправен ли элемент, необходимо выполнить проверку соответствия его реального напряжения к номинальному. Чтобы это сделать следует использовать тестер в режиме вольтметра, а также необходимо наличие источника питания для зарядки устройств. Значение напряжения должно быть меньшим нежели, то под которое рассчитаны накопители. Чтобы измерить вам понадобится подсоединить щуп к выводу и чуть подождать, до момента полной зарядки. При переводе прибора в режим вольтметра, необходимо выполнить проверку выдаваемого накопителем напряжения. Величина, которая появится на дисплее устройства на начальном этапе замера, должна соответствовать заявленным показателям.
Следует учитывать, что в процессе проверки у накопителя теряется заряд и, очевидно, что напряжение будет быстро снижаться, именно поэтому важна начальная величина замера.
Существует более доступный способ проверить конденсаторы, но он подходит только для изделий, имеющих гораздо большую емкость. После полноценной зарядки накопителя, нужно взять простую отвертку с изолированной ручкой, поднести ее металлической частью к выводам и замкнуть их. Если же после проделанных манипуляций произошло возникновение искры, то это свидетельствует о работоспособности элемента. Если же она отсутствовала или была слабой, то это говорит о невозможности устройства держать заряд.
Анализ результатов проверки диодов
- Для наиболее распространенных кремниевых диодов падение напряжения составляет от 0,5 до 0,8 В, что свидетельствует об исправности диода с прямым смещением. Падение напряжения на некоторых германиевых диодах составляет от 0,2 до 0,3 В.
- При обратном смещении исправного диода на экране мультиметра отображается OL. OL указывает на то, что диод работает как разомкнутый переключатель.
- Неисправный диод (с обрывом) делает невозможным прохождение тока в любом направлении. Если диод имеет обрыв, мультиметр отображает OL для обоих направлений.
- На диоде с коротким замыканием наблюдается одинаковое падение напряжения (приблизительно 0,4 В) в обоих направлениях.
Мультиметр в режиме измерения сопротивления (Ω) можно использовать для проведения дополнительной проверки диода или, как уже говорилось ранее, в тех случаях, если на мультиметре не предусмотрен режим проверки диода.
Диод имеет прямое смещение, если положительный (красный) измерительный провод подсоединен к аноду, а отрицательный (черный) измерительный провод — к катоду.
- Сопротивление исправного диода с прямым смещением должно находиться в диапазоне от 1000 Ом до 10 МОм.
- При прямом смещении диода показания сопротивления будут высокими, так как ток от мультиметра проходит через диод, результатом чего становится высокое сопротивление, которое требуется для проверки.
Диод имеет обратное смещение, если положительный (красный) измерительный провод подсоединен к катоду, а отрицательный (черный) измерительный провод — к аноду.
Если диод с обратным смещением исправен, на мультиметре отображается OL. Диод неисправен, если показания одинаковы для обоих направлений.
Проверку в режиме измерения сопротивления следует выполнять следующим образом:
- Убедитесь, что a) в цепь не поступает питание, и б) на диоде отсутствует напряжение. Напряжение в цепи может присутствовать из-за заряженных конденсаторов. В этом случае необходимо разрядить конденсаторы. В соответствии с требованиями настройте мультиметр на измерение напряжения переменного или постоянного тока.
- Переведите регулятор в положение измерения сопротивления (Ω). Эта функция на регуляторе может быть совмещена с другой функцией.
- Отсоедините диод от цепи и подключите к нему измерительные провода. Запишите полученный результат.
- Поменяйте местами измерительные провода. Запишите полученный результат.
- Для получения достоверных результатов сравните показания, полученные в режиме измерения сопротивления, с показаниями для известного исправного диода.
Подберите подходящий мультиметр
Определение типа элемента
Хорошо если размер корпуса позволяет нанести на нем хоть сколько-нибудь понятную маркировку. Но чаще всего диоды настолько малы, что их трудно маркировать даже цветом. В этом случае отличить диод от стабилитрона, например, не представляется возможным, ведь они как близнецы-братья.
Читать также: Виды домкратов для поднятия дома
В подобных ситуациях поможет лишь принципиальная схема аппарата, из которого извлечен элемент. В соответствии с ней можно определить тип компонента и его марку. Если же отсутствует эта информация, можно попробовать поискать принципиальную схему ремонтируемого аппарата в интернете или сделать фотоснимок элемента и также обратиться в Сеть и провести поиск по изображению.
Мультиметр
Неисправность диодов мультиметром найти проще и легче определить причину поломки вашего прибора.
Также он поможет замерить:
- силу тока;
- перепады в напряжении;
- ёмкость конденсаторов;
- найти обрыв цепи и так далее.
Современные мультиметры в состоянии работать с различными видами токов:
- переменный;
- постоянный.
Самые популярные на современном рынке — цифровые устройства.
Но еще встречаются в продаже и приборы аналогового типа.
И те и другие часто применяются в домашних условиях.
Но цифровые точнее (с погрешностью измерений в 0.5 %) и ими проще выполняется прозвонка.
Аналоговые мультиметры обладают более высокой надежностью и низкой стоимостью. Но менее точны — погрешность 1.5–2 %.
Что нужно знать о диодных мостах
Для начала мы рассмотрим, какими бывают и что внутри диодного моста. Встречаются данные элементы схемы в двух исполнениях:
-
Из дискретных (отдельных) диодов. Обычно распаяны на плате и соединены дорожками в правильную схему.
-
Диодные сборки. Сборки могут представлять собой как однофазные мосты для выпрямления обоих полупериодов переменного напряжения, так и сборки из двух диодов, соединенные в цепь общим катодом или анодом и другие варианты включения.
В любом случае выпрямительный однофазный диодный мост состоит из четырех полупроводниковых диодов, соединенных между собой последовательно-параллельным образом. Переменное напряжение подается на две точки, в которых соединены анод с катодом (разноименные полюса диодов). Постоянное напряжение снимается с точек соединения одноименных полюсов: плюс с катодов, минус с анодов.
На схеме место подключения переменного напряжения обозначено символами AC или «~», а выходы с постоянным напряжением «+» и «-«. Зарисуйте себе эту схему, она нам пригодится при проверке.
Если представить реальный диодный мост и совместить его с этой схемой получится что-то вроде:
Методы диагностики
Простейшим способом, которым чаще всего пользуют радиолюбители, является проверка светоизлучающих диодов мультиметром на работоспособность при помощи щупов. Способ удобен для всех типов светоизлучающих диодов, независимо от их исполнения и количества выводов. Установив переключатель в положение «прозвонка, проверка на обрыв», щупами касаются выводов и наблюдают за показаниями. Замыкая красный щуп на анод, а черный на катод исправный светодиод должен засветиться. При смене полярности щупов на экране тестера должна оставаться цифра 1.
Для точной проверки многоцветных LED с несколькими выводами необходимо знать их распиновку. В противном случае придется наугад перебирать выводы в поисках общего анода или катода. Не стоит бояться тестировать мощные светодиоды с металлической подложкой. Мультиметр не способен вывести их из строя, путём замера в режиме прозвонки.
Проверку светодиода мультиметром можно выполнить без щупов, используя гнёзда для тестирования транзисторов. Как правило, это восемь отверстий, расположенных в нижней части прибора: четыре слева для PNP транзисторов и четыре справа для NPN транзисторов. PNP транзистор открывается подачей положительного потенциала на эмиттер «Е». Поэтому анод нужно вставить в гнездо с надписью «Е», а катод – в гнездо с надписью «С». Исправный светодиод должен засветиться. Для тестирования в отверстиях под NPN транзисторы нужно сменить полярность: анод — «С», катод – «Е». Таким методом удобно проверять светодиоды с длинными и чистыми от припоя контактами
При этом неважно, в каком положении находится переключатель тестера. Проверка инфракрасного светодиода происходит также, но имеет свои нюансы из-за невидимого излучения
В момент касания щупами выводов рабочего ИК светодиода (анод – плюс, катод – минус) на экране прибора должно высветиться число около 1000 единиц. При смене полярности на экране должна быть единица.
Для проверки ИК диода в гнёздах тестирования транзисторов дополнительно придётся задействовать цифровую камеру (смартфон, телефон и пр.) Инфракрасный диод вставляют в соответствующие отверстия мультиметра и сверху на него направляют камеру. Если он в исправном состоянии, то ИК излучение будет отображаться на экране гаджета в виде светящегося размытого пятна.
Проверка мощных SMD светодиодов и светодиодных матриц на работоспособность кроме мультиметра требует наличия токового драйвера. Мультиметр включают последовательно в электрическую цепь на несколько минут и следят за изменением тока в нагрузке. Если светодиод низкого качества (или частично неисправный), то ток будет плавно нарастать, увеличивая температуру кристалла. Затем тестер подключают параллельно нагрузке и замеряют прямое падение напряжения. Сопоставив измеренные и паспортные данные из вольт-амперной характеристики можно сделать вывод о пригодности LED к эксплуатации.
Светоизлучающие диоды нашли широкое применение в современных осветительных приборах. Это обусловлено их экономичностью и высокой надежностью по сравнению с обычными электролампами. Тем не менее, LED-элементы не застрахованы от неисправностей. Проверить их работоспособность можно различными способами, но наиболее точным и простым методом является проверка с помощью тестера. В этой статье мы поговорим о том, как проверить светодиод мультиметром, и каковы особенности этой процедуры.
Конструкция
Светодиод — это полупроводниковый элемент, по конструкции схожий с диодом. При прохождение через светодиод тока создается видимое глазу оптическое излучение. Данная деталь состоит из:
- Анода, через который подается положительный заряд.
- Катода, через который подается отрицательный заряд.
- Отражателя световых потоков.
- Излучающего полупроводникового чипа или кристалла.
- Рассеивателя свечения.
Для ламп любых форм эта стандартная конструкция. Для достижения яркости, производители только увеличивают число слоев или количество кристаллов. Эти значения прямо влияют на мощность.
Проверяем фотодиод
При простой проверке измеряется обратное и прямое сопротивление помещенного под источник света радиоэлемента, после чего его затемняют и повторяют процедуру. Для более точного тестирования потребуется снять вольтамперную характеристику, сделать это можно при помощи несложной схемы.
Пример схемы для снятия вольтамперных характеристик
Для засветки фотодиода в процессе тестирования можно использовать в качестве источника освещения лампу накаливания мощностью от 60Вт или поднести радиодеталь к люстре.
У фотодиодов иногда встречается характерный дефект, который проявляется в виде хаотического изменения тока. Для обнаружения такой неисправности необходимо подключить тестируемый элемент так, как это показано на рисунке, и измерять величину обратного тока в течение пары минут.
Проверка на «ползучесть»
Если в процессе тестирования уровень тока будет оставаться неизменным, значит, фотодиод можно считать рабочим.
Тестирование без выпайки.
Как показывает практика, протестировать диод не выпаивая, когда он находится на плате, как и другие радиодетали (например, транзистор, конденсатор, тиристор и т.д.), не всегда удается. Это связано с тем, что элементы в цепи могут давать погрешность. Поэтому перед тем, как проверить диод, его необходимо выпаять.
Сегодня без электроники никуда. Она является составной частью любого современного прибора или гаджета. При этом все приборы, как это ни печально, не могут работать вечно и периодически ломаются. Одной из довольно распространенных причин поломки целого ряди электроприборов, является выход из строя такого элемента электросети, как диод.
Провести проверку исправности этого компонента можно своими руками в домашних условиях. Эта статья расскажет вам, как проверить диод мультиметром, а также о том, что собой представляют данные элементы и каков сам измерительный прибор.
Неисправности и их проверка
Самые распространённые ленты питаются от напряжения сети в 12 вольт, оно является безопасным для человека. Итак, чтобы проверить светодиодную ленту, нам понадобятся: лента, блок питания к ней, тестер и немного времени.
Фото 01. Проверка с помощью мультиметра.
Блок питания
“Для начала — нужно найти начало”
Проверка любой цепи производится по этапам. Начинать рекомендуется с источника питания, так как он в первую очередь влияет на работоспособность. Существует два типа источников питания:
- Закрытого типа – имеют четыре провода, два из них – вход, это источник переменного питания от сети 220 В, и выход, тоже два провода. На фото-примере, согласно схеме подсоединения, видно, что слева подсоединяется переменная сеть 220 В, а справа выход постоянного тока 12 В с указанием полярности согласно цвету. Brown (коричневый) – это +, Blue (синий) – это минус. Соблюдайте полярность!
Фото 02. Внешний вид блока питания закрытого типа.
2. Открытого типа – подсоединение осуществляется при помощи зажимов. Такие источники питания аналогично имеют маркировку. В нашем случае контакты 1 и 2 – сеть переменного напряжения 220 В, контакт 3 — земля, 4 и 5 — минус, 6 и 7 — плюс.
Фото 02. Внешний вид блока питания открытого типа.
Для проверки питания установите тестер в режим измерения переменного напряжения, убедитесь, что 220 В поступает (клемма 1 и 2), затем переведите в режим измерения постоянного тока и убедитесь, что на выходе (клеммы 4 и 6) получаем необходимые 12 В.
Фото 04. Проверка показывает, что данный БП исправен.
Проверив исправность блока питания, переходим следующему этапу — проверить светодиодную ленту мультиметром.
Проверка ленты
Существует четыре типа возможных неисправностей:
- не горит полностью;
- не горит половина;
- мигает или мерцает вся лента;
- мигает или мерцает или не горит отдельная часть (части);
Выше мы рассмотрели какие могут быть неисправности, далее рассмотрим их подробно.
Не горит полностью
Вслед за проверкой блока питания проверьте провода: возможно, они имеют повреждения, и напряжение к ленте не поступает. Проверьте качество соединения провода с лентой, оно может быть выполнено:
- При помощи пайки и тоже может иметь повреждения.
Фото 05. Пайка светодиодной ленты.
- При помощи соединительного разъёма, контакты которого со временем окисляются.
Фото 06. Соединительные разъемы.
Устраните следы окиси и все механические повреждения. Не допускайте замыкания контактов. Не старайтесь отремонтировать старые соединения, лучше использовать новые коннекторы – это обезопасит вас и ваше помещение от короткого замыкания. Если все соединения в порядке — проблема в самой ленте.
Лента гибкая, но не забывайте, что в основе её лежит гибкая печатная плата, которая имеет ограничения на изгиб, она может перегнуться и лопнуть. В таком случае плата внутри ленты может иметь повреждения сразу после пайки, в самом начале ленты. Попробуйте подать напряжение с блока питания на следующие контакты. Они расположены немного дальше, на местах разреза ленты. Соблюдайте полярность (+,-). Для этого удобно на провода от блока питания припаять крокодилы, и зажать в них иголки.
Фото 07. Устройство ленты
Не горит половина
Частный случай описанной выше проблемы. Возможен обрыв цепи печатной платы на участке ленты. Необходимо прозвонить и удалить из цепи поврежденный участок. Также его можно определить методом проверки подачи напряжения, на ячейки последовательно одну за другой, на каждый контакт. Соединение выполнить аккуратно. Пользуйтесь соединительными контакторами либо паяльником. Остатки флюса удалите спиртом.
Лента мигает или мерцает
Фото 08. Мерцающая лента.
Причин может быть несколько:
поврежден блок питания – в таком случае проверить ленту можно, подсоединив ее к исправному источнику питания
Если проблема решена, замените блок питания на новый;
при исправном блоке питания проверьте провода постоянного тока, которые находятся на участке цепи “блок питания — лента”, также обратите внимание на соединения, возможен плохой контакт;
при условии что блок питания в норме, контакты тоже — проблема в участке ленты: переломана дорожка печатной платы. Удалите такой участок
Как его определить указано выше.
срок службы светодиодов истёк – замените ленту.
Мигают, мерцают или не горят отдельные части
Это тоже распространённая проблема. Происходит от повреждения одного из светодиодов, соединённого последовательно, либо сопротивления, которое впаяно перед ними.
Повышенная яркость ленты также является причиной этой неисправности. В таких случаях лучше всего заменить повреждённый участок ленты. При хороших навыках работы паяльником можно самостоятельно устранить данную неполадку. Далее мы расскажем об этом.
Классификация
Диоды относятся к простым полупроводниковым радиоэлементам на основе p-n перехода. На рисунке представлено графическое обозначение наиболее распространенных типов этих устройств. Анод отмечен «+», катод – «-» (приведено для наглядности, в схемах для определения полярности достаточно графического обозначения).
Принятые обозначения
Типы диодов, указанные на рисунке:
- А – выпрямительный;
- B – стабилитрон;
- С – варикап;
- D – СВЧ-диод (высоковольтный);
- E – обращенный диод;
- F – туннельный;
- G – светодиод;
- H – фотодиод.
Теперь рассмотрим способы проверки для каждого из перечисленных видов.
Проверка светодиодных ламп
Важны четыре основные характеристики светодиодов (СД) — рабочий ток, прямое падение напряжения, мощность и световой поток. Рабочий ток индивидуален для каждого изделия и указывается на корпусе. С падением напряжения все гораздо проще — его значение зависит от цвета и материала, из которого изготовлено устройство.
Обычно зависимость напряжения от цвета СД следующая:
- красные — 1,5-2 В;
- оранжевые и желтые — 1,8-2,2 В;
- зеленые — 1,9-4 В;
- синие и белые — 3-3,5 В;
- белые, синие и зеленые — 3-3,6 В.
Важно! Все параметры измеряются мультиметром. И для этого не нужно быть квалифицированным электриком!. Другой способ проверить светодиод (LED) — подключить его к источнику питания, состоящему из батареек
Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей)
Другой способ проверить светодиод (LED) — подключить его к источнику питания, состоящему из батареек. Из подручных средств, используемых при определении неисправностей, выделим зарядные устройства для мобильных телефонов (или более мощные – для фонарей).
Проверка мультиметром
При использовании мультиметра выполните следующие действия:
- Поверните тумблер, установив его на режим проверки LED-диодов.
- Подключите провода мультиметра к светодиоду.
- Убедитесь, что соблюдаете полярность СД: красные питаются от анода, черные — от катода.
При правильном подключении прибор засветится, в противном случае показания на мультиметре не изменятся.
Определяйте неисправности при минимальном освещении, чтобы повысить вероятность фиксирования свечения СД. При его отсутствии ориентируйтесь на показатели мультиметра — на работающем элементе значение должно быть отличным от показаний по умолчанию.
Есть более простой метод — прозванивание LED-диодов. Мультиметр используется для проверки транзисторов. В секции PNP катод подключите к отверстию C, а анод — к E.
Проверка подручными материалами
Для обнаружения неисправностей светодиодов используют LED-тестер, изготавливаемый из подручных средств, — нескольких пальчиковых батареек, соединенных параллельно, или мощной «Кроны».
Также тестер собирается из ненужной зарядки для телефона или другого электрического прибора. Отрежьте разъем на конце шнура, зачистите провода. Красный (плюс) присоедините к аноду, а черный (минус) — к катоду. Если будет достаточно напряжения, то СД загорится.
Зарядные устройства от фонариков пригодятся в том случае, если неисправны лампочка или лента с более мощными светодиодами.
Проверка светодиодов без выпаивания
Для подключения щупов мультиметра соедините их при помощи пайки с небольшим металлическим предметом — канцелярской скрепкой. Между ними установите текстолитовую пластину, заизолировав ее клейкой лентой. Эта простая конструкция — безопасный проводник для фиксации щупов. Подключитесь к светодиоду, не выпаивая его из схемы.
