Схема более совершенного тестера показана на рис. 6. Он содержит упомянутый выше преобразователь напряжения А1, выходное напряжение которого выпрямляет диодный мост VD2, конденсатор С3 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, варисторы RU1 и RU2 ограничивают выходное напряжение на уровне около 900 В. Светодиод HL1 индицирует протекание тока через проверяемый радиоэлемент, резисторы R2, R3 - токоограничивающие. На транзисторе VT1 собран регулируемый источник напряжения, которым управляет оптрон U1. Поскольку база этого транзистора подключена к линии питания через цепь R1C1, после подачи питания напряжение на ней возрастает плавно.
Рис. 6. Схема тестера
Работает устройство так. К нему подключают проверяемый элемент, вольтметр и источник питания напряжением 15 В и допустимым током до 300 мА. Включают блок питания и нажимают на кнопку SB1 (кнопку можно не устанавливать, а включать и выключать блок питания). Вольтметр покажет напряжение на выходе. Если проверяемый элемент тока не проводит, на выходе будет напряжение около 900 В, определяемое варисторами RU1 и RU2. При этом даже малый ток, протекающий через вольтметр, вызывает слабое свечение светодиода HL1. Если элемент проводит ток, он станет протекать через резисторы R2, R3, светодиод HL1 (яркость его возрастает) и излучающий диод оптрона U1. При этом фототранзистор оптрона начнёт проводить ток и напряжение на базе транзистора VT1, а значит, и напряжение питания преобразователя станет уменьшаться. В результате его выходное напряжение также уменьшится. При этом напряжение питания преобразователя устанавливается автоматически. Чем меньше напряжение на нагрузке, тем меньше напряжение питания преобразователя. На рис. 7 показаны зависимости тока нагрузки Iн и потребляемого тока Iп тестера от сопротивления нагрузки. Видно, что устройство работает как стабилизатор или ограничитель тока на уровне около 0,37 мА. Это значение обусловлено током через излучающий диод оптрона, при котором открывается его фототранзистор.
Рис. 7. Зависимости тока нагрузки Iн и потребляемого тока Iп тестера от сопротивления нагрузки
Таким образом, устройство тестирует проверяемый элемент при токе 0,37 мА (если элемент сможет его пропустить). Это меньше, чем ток через варистор при определении классификационного напряжения, но этого достаточно для проверки исправности. Для других типов оптронов этот ток будет другим.
Рис. 8. Чертёж платы и размещение на ней элементов
Большинство элементов размещено на односторонней печатной плате толщиной 1...1,5 мм из фольгированного стеклотекстолита. Чертёж платы и размещение на ней элементов показаны на рис. 8. В тестере применены резисторы МЛТ, С2-23, оксидные конденсаторы - К50-35 или импортные, конденсатор С3 - керамический или плёночный на напряжение не менее 1000 В. Такие конденсаторы широко применялись в драйверах КЛЛ. Варисторы - маломощные, можно установить один или включить несколько последовательно, их суммарное классификационное напряжение и будет определять максимальное напряжение на выходе тестера. Диод VD1 - любой выпрямительный или импульсный с допустимым прямым током не менее 300 мА, диодный мост VD2 должен быть рассчитан для выпрямления переменного напряжения 1000 В частотой несколько десятков килогерц. Оптрон - транзисторный, причём фототранзисторы включены по схеме Дарлингтона [2]. При использовании оптрона с одним фототранзистором стабилизируемый выходной ток может увеличиться в несколько раз, а это нежелательно. Светодиод может быть сверхъяркий с максимальным допустимым током не менее 20 мА и большим углом излучения. Подойдут светодиоды серии GNL-5053XXX.
К вольтметру тестер подключают с помощью вилок ШП-4 или аналогичных. Х1 и Х2 - это цанговые зажимы любого типа, провода, идущие к ним, должны быть в надёжной изоляции. Можно обойтись без разъёма ХР1, если у преобразователя удалить гнездо CN1 и подключить провода к контактным площадкам на плате. Преобразователь закреплён на плате с помощью термоклея. Внешний вид смонтированной платы показан на рис. 9.
Рис. 9. Внешний вид смонтированной платы
Рис. 10. Работа тестера при проверке варистора V320LA40BP
Плата размещена в прозрачном пластмассовом корпусе размерами 22x56x100 мм с крышкой, через отверстия в которой выведены все соединительные провода. На рис. 10 показана работа тестера при проверке варистора V320LA40BP с классификационным напряжением 540 В. Поскольку ток через него меньше 1 мА, напряжение на нём оказалось 500 В, что меньше классификационного, но говорит о его исправности. При смене полярности напряжение на варисторе изменялось на 1...2 В.
Следует напомнить о порядке использования тестера. Сначала подключают вольтметр и проверяемый элемент, затем подают питающее напряжение. После снятия показаний отключают питающее напряжение и затем через несколько секунд можно отключать проверяемый элемент. Дело в том, что конденсатор С3 и варисторы RU1 и RU2 (которые имеют паразитную конструктивную ёмкость) могут быть заряжены до напряжения 900 В, и их разрядка через руки вызывает неприятные ощущения (слабый удар током). Без исследуемого прибора устройство потребляет ток около 200 мА и варисторы RU1 и RU2 заметно разогреваются, поэтому в таком режиме устройство не должно работать долго.
Напряжение горения неоновой лампы определить просто, для этого подключают её к тестеру и подают на него питающее напряжение. Лампа должна загореться, и вольтметр покажет это напряжение. Чтобы определить напряжение зажигания неоновой лампы, надо подключить устройство к лабораторному блоку питания с регулируемым выходным напряжением. Подают напряжение и контролируют напряжение на лампе до момента её зажигания. Максимальное напряжение, которое было зафиксировано, и есть напряжение зажигания. Дело в том, что это напряжение больше напряжения горения. Чем плавнее нарастает напряжение, тем точнее измерения.
С помощью этого тестера можно проверять также светодиодные модули с сетевым питанием. Поскольку такие модули, как правило, снабжены мостовым выпрямителем, полярность подключения к тестеру может быть любой. При проверке отдельных светодиодов, а также светодиодных матриц с номинальным напряжением несколько десятков вольт следует обязательно соблюдать полярность подключения напряжения. В противном случае эти элементы могут выйти из строя из-за большого обратного напряжения. Этот тестер позволит проверять также низковольтные стабилитроны и варисторы с напряжением от нескольких вольт.
Этим тестером можно проверять маломощные газовые разрядники [3], которые часто применяют для защиты аппаратуры в высокочастотных цепях, конечно, если у них напряжение срабатывания менее 900 В. После подключения разрядника к тестеру вольтметр покажет напряжение горения (тления) в разрядном промежутке, которое меньше напряжения срабатывания (пробоя).
Если корпус разрядника изготовлен из полупрозрачной керамики, а у малогабаритных разрядников это, как правило, так, в темноте будет видно слабое свечение разряда.
Чертёж печатной платы в формате Sprint-Layout имеется здесь.
Литература
1. Что такое варистор, основные технические параметры, для чего используется. - URL:https://odinelectric.ru/equipment/ electronic-components/chto-takoe-varistor (13.11.21).
2. Optoisolators (Photocouplers) CNZ3731, CNC7C501, CNZ3734, CNC2S501, CNC7C502, CNC7H501.- URL:http://www.allcomponents. ru/panasonic/cnz3731on 3731.htm (13.11.21).
3. Газовые разрядники. - URL: https:// www.platan.ru/cgi-bin/qweryv.pl/ 0w32504.html (13.11.21).
Автор: И. Нечаев, г. Москва