Как проверить различные типы диодов тестером; полная инструкция
Как проверить различные типы диодов тестером — полная инструкция
В процессе ремонта бытовой техники или других электронных устройств: монитора, принтера, микроволновки, блока питания компьютера или автомобильного генератора (например, Valeo, БОШ или БПВ) и т.д. возникает необходимость проверить целостность элементов. Расскажем подробно про тестирование диодов.
Учитывая разнообразие этих радиоэлементов, единой методики проверки их работоспособности не существует. Соответственно, для каждого класса есть свой способ тестирования. Рассмотрим, как проверить диод шоттки, фотодиод, высокочастотный, двунаправленный и т.д.
Что касается приборов для тестирования, мы не станем рассматривать экзотические способы проверки (например, батарейку и лампочку), а будем пользоваться мультиметром (подойдет даже такая простая модель, как DT-830b) или тестером. Эти приборы практически всегда есть дома у радиолюбителя. В некоторых случаях потребуется собрать несложную схему для тестирования. Начнем с классификации.
Проверка мультиметром
Мультиметр — это универсальный измерительный прибор. С его помощью можно измерить основные параметры практически любого электронного изделия и не только. Для проверки светодиода, потребуется мультиметр в котором есть режим «прозвонки», или его еще называют режимом проверки диодов. Обозначение режима проверки диодов на мультиметре показано на изображении ниже.
Для того чтобы проверить светодиод при помощи мультиметра, нужно установить переключатель прибора в положение соответствующее режиму «прозвонки» и подключить его контакты к щупам тестера.
В процессе подключения необходимо учитывать полярность диода. Анод, следует подключить к красному щупу, а катод к черному. В случаях, когда нет информации какой электрод анод, а какой катод, можно перепутать полярность – это ничего страшного, со светодиодом ничего не произойдет. При неправильном подключении, мультиметр не изменит своих изначальных показаний. При правильном подключении, светодиод должен загореться.
Есть один нюанс, ток «прозвонки» достаточно низкий для нормальной работы светодиода, и стоит приглушить освещение, для того чтобы увидеть как он светится. Если нет возможности этого сделать, можно ориентироваться на показания измерительного прибора. Как правило, если светодиод рабочий, то мультиметр покажет значение отличное от единицы.
Второй вариант — проверить светодиод тестером, это воспользоваться блоком PNP. Данный разъем предназначенный для проверки диодов, позволяет включить светодиод на мощность, достаточную для визуального определения его работоспособности. Анод подключается в разъем, обозначенный буквой Е (эмиттер), а катод диода в разъем колодки, обозначенный буквой С (коллектор).
Светодиод должен гореть при включении мультиметра в не зависимости от режима выбранного регулятором.
Данный способ позволяет проверить даже достаточно мощные светодиоды. Его неудобство в том, что, диоды обязательно нужно выпаивать. Для проверки мультиметром не выпаивая, необходимо изготовить переходники для щупов.
Существует вариант проверки светодиода методом измерения сопротивления, но для этого необходимо знать его характеристики, что достаточно не практично.
Как проверить светодиод своими руками на работоспособность
Чтобы провести тестирование диодной лампочки, вначале нужно определить, чем будет выполняться проверка. Потребуется приобрести источник питания (ИП) с рабочим напряжением в границах от 6.0 до 10.0 В. При этом не нужно торопиться подсоединять к нему световой диод.
Проверка источником тока
Последующим этапом нужно приобрести резистор с номиналом, ограничивающим ток, при напряжении в диапазоне 6-12 мА. Диод выпаивают из схемы для тестирования. Тогда когда в электроцепи, с включенным последовательно резистором на ЛЕД-диод , приходится падение напряжения — примерно 2 В, то на резистор — от 3 до 10 В. В случае применения 5/12 В ИП, для электрического тока в 5 мА, по омовскому треугольнику, понадобится сопротивление 0.600 кОм либо 2 кОм соответственно. Подбирают граничащий номинал, к примеру, 0.560 кОм и 2.1 кОм для ИП на 5/12 В. Подсоединяют ЛЕД через сопротивление последовательно к ИП.
Важно! Удлиненная ножка LED, подсоединенная к меньшему внутреннему электроду — это анод, он подсоединяется к положительной клемме ИП. Маленькая ножка — к минусовой клемме ИП. Присоединяют сопротивление к удлиненной плюсовой ножке светового диода, и собранную цепь подключают к ИП — на короткую ножку «-». На сопротивление — «+„. В случае, когда ножки удалены и узнавать, какая из них была длиннее не у кого, то “-» подсоединяется к электроду, который через линзу смотрится наиболее крупно. Если световой диод работоспособен, то он включится.
Как прозвонить светодиодную лампу
Рассмотрим, как проверить светодиодную лампочку с цоколем Е27, подходящим для обычных бытовых светильников и люстр. Прежде, чем прозвонить светодиодную лампу мультиметром, придется ее разобрать. Сначала надо отсоединить рассеиватель. Он обычно приклеен к корпусу, поэтому надо аккуратно вставить в щель кусочек тонкой пластмассы (пластиковая карта, медиатор или иной предмет) и, понемногу передвигая его по линии склейки, разъединить детали. Если шов слишком прочен и не поддается, можно прогреть его феном. Прозвонка открытой платы мультиметром производится при помощи щупов.
Как вариант, можно воспользоваться батарейкой типа «Крона». Надо выбрать нужную полярность и кратковременными прикосновениями проверить состояние светодиодов. Долго удерживать контакт нельзя, поскольку напряжение батарейки слишком велико.
Проверка инфракрасного диода
Инфракрасные диоды используются во многих электронных приборах, особенно популярны в пультах дистанционного управления. Их основная функция — передача сигнала на фотоприемник телевизора, музыкального центра или светодиодной лампы. Если батарейки исправны, то вышел из строя СД.
Разглядеть свечение инфракрасного светодиода без подручных средств нереально, но его проверка проста. Наведите фотоаппарат (или фотокамеру любого девайса) на СД, расположенный в пульте ДУ. Если полупроводник работает, то вы увидите непродолжительное свечение с фиолетовым оттенком.
В качестве тестера такого СД используют и осциллограф. Если на его фотоэлемент попадает ИК-излучение, то создается напряжение.
Что такое светодиод
Глядя на его действие можно сказать, что это обычная лампочка, но это не так. Устройство любого диода предусматривает одну особенность – он пропускает электричество только в одном направлении и работает только с постоянным током. Т.е. для работы светодиода нужен блок питания с постоянным напряжением. Величина напряжения обычно написана на корпусе самого светодиода и составляет от 3 до 12 вольт в зависимости от модели. Отличие светодиода от обычного диода только в том, что при прохождении через него тока он светится. Еще одно отличие заключается в том, что анод (+ плюсовой)и катод ( — минусовой) на светодиоде неотличимы визуально.
Как проверить диод?
Чтобы определить исправность диода можно воспользоваться приведённой далее методикой его проверки цифровым мультиметром.
Но для начала вспомним, что представляет собой полупроводниковый диод.
Полупроводниковый диод – это электронный прибор, который обладает свойством однонаправленной проводимости.
У диода имеется два вывода. Один называется катодом, он является отрицательным. Другой вывод – анод. Он является положительным.
На физическом уровне диод представляет собой один p-n переход.
Напомню, что у полупроводниковых приборов p-n переходов может быть несколько. Например, у динистора их три! А полупроводниковый диод, по сути является самым простым электронным прибором на основе всего лишь одного p-n перехода.
Запомним, что рабочие свойства диода проявляются только при прямом включении. Что значит прямое включение? А это означает, что к выводу анода приложено положительное напряжение ( +), а к катоду – отрицательное, т.е. (—). В таком случае диод открывается и через его p-n переход начинает течь ток.
При обратном включении, когда к аноду приложено отрицательное напряжение (—), а к катоду положительное ( +), то диод закрыт и не пропускает ток.
Так будет продолжаться до тех пор, пока напряжение на обратно включённом диоде не достигнет критического, после которого происходит повреждение полупроводникового кристалла. В этом и заключается основное свойство диода – односторонняя проводимость.
У подавляющего большинства современных цифровых мультиметров (тестеров) в функционале присутствует возможность проверки диода. Эту функцию также можно использовать для проверки биполярных транзисторов. Обозначается она в виде условного обозначения диода рядом с разметкой переключателя режимов мультиметра.
Небольшое примечание! Стоит понимать, что при проверке диодов в прямом включении на дисплее показывается не сопротивление перехода, как многие думают, а его пороговое напряжение! Его ещё называют падением напряжения на p-n переходе. Это напряжение, при превышении которого p-n переход полностью открывается и начинает пропускать ток. Если проводить аналогию, то это величина усилия, направленного на то, чтобы открыть «дверь» для электронов. Это напряжение лежит в пределах 100 – 1000 милливольт (mV). Его то и показывает дисплей прибора.
В обратном включении, когда к аноду подключен минусовой (—) вывод тестера, а к катоду плюсовой ( +), то на дисплее не должно показываться никаких значений. Это свидетельствует о том, что переход исправен и в обратном направлении ток не пропускает.
В документации (даташитах) на импортные диоды пороговое напряжение именуется как Forward Voltage Drop (сокращённо Vf), что дословно переводится как «падение напряжения в прямом включении«.
Само по себе падение напряжения на p-n переходе нежелательно. Если помножить протекающий через диод ток (прямой ток) на величину падения напряжения, то мы получим ни что иное, как мощность рассеивания – ту мощность, которая бесполезно расходуется на нагрев элемента.
Узнать подробнее о параметрах диода можно здесь.
Проверка диода.
Чтобы было более наглядно, проведём проверку выпрямительного диода 1N5819. Это диод Шоттки. В этом мы скоро убедимся.
Производить проверку будем мультитестером Victor VC9805+. Также для удобства применена беспаечная макетная плата.
Обращаю внимание на то, что во время измерения нельзя держать выводы проверяемого элемента и металлические щупы двумя руками. Это грубая ошибка. В таком случае мы измеряем не только параметры диода, но и сопротивление своего тела. Это может существенно повлиять на результат проверки.
Держать щупы и выводы элемента можно только одной рукой! В таком случае в измерительную цепь включен только сам измерительный прибор и проверяемый элемент. Данная рекомендация справедлива и при измерении сопротивления резисторов, а также при проверке конденсаторов. Не забывайте об этом важном правиле!
Итак, проверим диод в прямом включении. При этом плюсовой щуп ( красный) мультиметра подключаем к аноду диода. Минусовой щуп (чёрный) подключаем к катоду. На фотографии, показанной ранее, видно, что на цилиндрическом корпусе диода нанесено белое кольцо с одного края. Именно с этой стороны у него вывод катода. Таким образом маркируется вывод катода у большинства диодов импортного производства.
Как видим, на дисплее цифрового мультиметра показалось значение порогового напряжения для 1N5819. Так как это диод Шоттки, то его значение невелико – всего 207 милливольт (mV).
Теперь проверим диод в обратном включении. Напоминаем, что в обратном включении диод ток не пропускает. Забегая вперёд, отметим, что и в обратном включении через p-n переход всё-таки протекает небольшой ток. Это так называемый обратный ток (Iобр). Но он настолько мал, что его обычно не учитывают.
Поменяем подключение диода к измерительным щупам мультиметра. Красный щуп подключаем к катоду, а чёрный к аноду.
На дисплее покажется «1» в старшем разряде дисплея. Это свидетельствует о том, что диод не пропускает ток и его сопротивление велико. Таким образом, мы проверили диод 1N5819 и он оказался полностью исправным.
Многие задаются вопросом: «Можно ли проверить диод не выпаивая его из платы?» Да, можно. Но в таком случае необходимо выпаять из платы хотя бы один его вывод. Это нужно сделать для того, чтобы исключить влияние других деталей, которые соединены с проверяемым диодом.
Если этого не сделать, то измерительный ток потечёт через все, в том числе, и через связанные с ним элементы. В результате тестирования показания мультиметра будут неверными!
В некоторых случаях данным правилом можно пренебречь, например, когда чётко видно, что на печатной плате нет таких деталей, которые могут повлиять на результат проверки.
Неисправности диода.
У диода есть две основные неисправности. Это пробой перехода и его обрыв.
Пробой. При пробое диод превращается в обычный проводник и свободно пропускает ток хоть в прямом направлении, хоть в обратном. При этом, как правило, пищит буззер мультиметра, а на дисплее показывается величина сопротивления перехода. Это сопротивление очень мало и составляет несколько ом, а то и вообще равно нулю.
Обрыв. При обрыве диод не пропускает ток ни в прямом, ни в обратном включении. В любом случае на дисплее прибора – «1«. При таком дефекте диод представляет собой изолятор. «Диагноз» — обрыв можно случайно поставить и исправному диоду. Особенно легко это сделать, когда щупы тестера порядком изношены и повреждены. Следите за исправностью измерительных щупов, провода у них ох какие «жиденькие» и при частом использовании легко рвутся.
А теперь пару слов о том, как по значению порогового напряжения (падению напряжения на переходе — Forward Voltage Drop (Vf)) можно ориентировочно судить о типе диода и материале из которого он изготовлен.
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.
Проверка светодиодной ленты
Светодиодная лента представляет собой источник света, состоящий из множества элементов. Они расположены равномерно по длине ленты и сгруппированы по три. Это позволяет разрезать светодиодную ленту на отрезки практически любой длины, не ухудшая при этом ее эксплуатационных свойств. Главное, чтобы разрез не приходился на середину группы из трех элементов.
Проверка ленты заключается в подаче тока на контакты питания. Если лента горит, она исправна. Если не горит вся лента, неисправность нужно искать в подводящих проводах. Для этого можно их прозвонить тестером. Можно для проверки целостности проводов измерить сопротивление мультиметром.
Если при включении питания в ленте не горят отдельные группы, проблема не в подводящих проводах, а в конкретном сегменте со светодиодами. В этом случае они проверяются по методике, описанной выше, а также проверяется резистор (он один на всю группу) на соответствие заданному значению сопротивления.
Проверка светодиодной ленты
Светодиодная лента состоит из множества LED-устройств, объединённых в небольшие участки. Светодиоды расположены последовательно внутри участков, а участки – между собой. За счёт этого обеспечивается возможность отрезания ленты нужной длины. Чтобы проверить светодиодную ленту, нужно подать ток на провода питания. Здесь всё просто – лента горит, значит, она исправна. Если при подаче питания не загорается вся лента, необходимо проверить с помощью мультиметра сопротивление подводящих проводов на предмет наличия обрыва.
Если при подключении питания к светодиодной ленте не загораются отдельные группы светодиодов, необходимо прозвонить их отдельно. В такой ситуации нужно проверять их отдельно по резистору, который монтируется в схеме перед каждой группой. Ориентиром для проверки должно служить номинальное значение сопротивления.
Диагностика светодиода в фонарике
Светодиодный фонарик аккумуляторного или других типов довольно надежное устройство, но и он от поломок не застрахован. Если даже после установки новых батареек свечение остается слабым или вовсе отсутствует, необходимо проверить работоспособность светодиодов и их драйверов.
Перед диагностикой фонарика будет нелишним проверить батарейки (даже если они только что были распакованы) на каком-нибудь заведомо исправном устройстве. Кому-то этот совет покажется банальным, но довольно часто, как показала практика, причиной «разборок» с бытовой электроникой становятся бракованные батарейки, о чем домашний умелец догадывается в последнюю очередь.
Проверка фонарика выполняется в следующей последовательности:
- Отвинчиваем крышку или коническую часть в передней части корпуса.
- Извлекаем светодиодный модуль.
- На плате светодиода – две контактные площадки, к которым подводятся красный и черный провод. Красный провод соответствует положительной полярности (маркировка «+» на плате), а черный – отрицательной (маркировка «-»). В соответствии с полярностью на контакты следует кратковременно подать напряжение в 3 – 4 В (не более 4,2 В!). Если яркость свечения светодиода не изменилась, значит его необходимо заменить. В противном случае (светодиод горит надлежащим образом) замене подлежит драйвер.
- Замена светодиода возможна только в том случае, если его плата прикреплена к капсуле светодиодного модуля посредством винтов. Если плата посажена на термоклей, замена будет нецелесообразной, в этом случае меняют весь модуль.
Отвинтив плату, следует отпаять светодиод, а затем установить новый.
В фонариках светодиоды устанавливаются на алюминиевые радиаторы. Для эффективного теплоотвода перед установкой нового светодиода на радиатор следует нанести свежий слой специальной теплопроводящей пасты, также называемой термопастой. Старый высохший слой, пусть даже довольно толстый, повторно использоваться не может и должен быть удален.
Наглядно проверка обособленного светодиода и простота устройства тестера демонстрируется в следующем видео от крупнейшего поставщика электрооборудования в России.
Часто при поломке того или иного электронного устройства мы без раздумий несем потерпевшего в ремонт, где нам предъявляют солидный счет. Между тем, причина аварии может заключаться всего лишь в отказе светодиода, который легко можно заменить своими силами.
Таким образом, умение проверить работоспособность этих элементов, которые применяются сегодня довольно широко, позволит сэкономить средства и сократить время ремонта до минимума.
