Projet de réalisation d'un testeur de diodes Zener haute tension

[Janpolanton]

Bonjour,
En cette période pluvieuse, je me suis penché sur la réalisation d'un schéma très simple permettant de tester des diodes Zener jusqu'à environ 140V
Je suis parti sur des composants de fond de tiroir pour la plupart ou très peu onéreux.
Il est basé sur un oscillateur 130kHz à Darlington Toshiba (mais des TIP142 conviendront aussi) et sur un transformateur à noyau de ferrite du commerce (Würth Elektronik). Donc, rien à bobiner

J'ai fait une simulation de ce circuit pour la soumettre à vos critiques et améliorations.

simul testeur Zener.jpg

Transfo Wurth.jpg
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[penthode]

beau travail , mais un peu usinagaz ...

pourquoi n'utilises-tu pas un simple transfo ?

[Janpolanton]

Salut,
Pas vraiment usine à gaz tout de même...
Un transfo traditionnel prend beaucoup plus de place et coûte plus cher.
En plus, il n'aime pas trop les signaux carrés.
J'ai fait un petit testeur il y a quelques années basé sur un oscillateur à 555 et sur un petit transfo 230/12 que j'avais en réserve mais il ne monte qu'à 56V bien qu'il m'ait déjà rendu de fiers services.


testeur 555.jpg

PCB testeur 555.jpg

[penthode]

j'cause de transfo 50 hertz bien basique

ça coûte pas cher , ou ça se récupère.

j'en ai , au moins , deux cartons !

[A voir en vidéo sur Futura]

[Janpolanton]

j'cause de transfo 50 hertz bien basique

Oui, j'avais bien compris...

Ma première mouture à 555 utilise ce genre de transfo

Tiens, mon ancien testeur câblé dans une boite "Plexo" en mode test LED en photo

[Janpolanton]

Bonjour à tous,
Petite variante avec le circuit MC34063 (tiré de la AN920/D de On Semi).
La tension maxi est limitée à 150V à cause de VCEo = 180V des 2N5551.

[Qristoff]

Salut,
J'ai pas tout compris.. mais il est très possible d'avoir loupé quelque chose
C'est quoi que tu veux tester sur la diode, juste la tension zener ? (je ne vois pas le rapport avec une tension sinus et transfo..)
Pourquoi ne pas tester la tension à courant constant ?

[Janpolanton]

C'est pour vérifier la tension Zener, j'ai un wagon de diodes Zener ou autres à trier et j'ai la vue basse.
Je veux aussi avoir un appareil pratique fonctionnant sur pile sans avoir à sortir la grosse cavalerie de labo.
C'est aussi bien pratique pour voir la couleur des LED en boitier transparent ainsi que la VF.

[Janpolanton]

C'est encore remoi

Je ne sais pas comment j'ai pu zapper le fait que ma source de courant du précédent schéma n'en était pas une...
Shame on me!

Voilà le schéma de la simu corrigé.

[Antoane]

Bonsoir,
Merci, Janpolanton, pour le partage

As-tu vu le projet de Tropique ? https://forums.futura-sciences.com/p...13-zen-it.html Lui régulait le courant de sortie et utilisait une topologie boost pour éviter le transfo.

Je me permets quelques commentaires sur tes schémas :
- J'aurais ajouté un snubber pour absorber les surtensions dues aux fuites du transfo.
- Puisque tu régules la tension de sortie U_MAX, pourquoi ajouter une post-régulation linéaire plutôt que d'agir sur le gain du DCDC en remplaçant, par exemple, R1 par un ajustable ?
- Si qqn voulait reproduire ou améliorer ton circuit, je pense qu'il faut souligner le fait que tu n'as pas mis de capacité de filtrage entre Uz+ et Uz-. Il ne faut effectivement pas en mettre, sans quoi il y a risque de claquer les composants testés. Lorsque aucun composant n'est branché sur le testeur, cette capacité se charge sous une tension proche de U_MAX (du fait des fuites de Q3). Si on connecte ensuite une led (par exemple) sur le testeur, cette capacité se décharge dans la led en produisant un pic de courant pouvant détruire cette dernière.
- La 1N400x à >>1 kHz

[Janpolanton]

Merci Antoane,

Le projet a été modifié depuis mon dernier post.
Voici la dernière mouture où tes remarques constructives étaient déjà prises en compte.

Il reste à finaliser le choix d'un transfo du commerce pour une meilleure reproductibilité.
PS : la zener en test n'est pas une 82V, j'ai omis de modifier le texte...

[Janpolanton]

Bonjour,

Petit retour sur mon projet de testeur de Zener HT.

Alors, pour le coup, c'est une usine à gaz avec l'emploi uniquement de composants de fond de tiroir.
Le modèle de transfo a été récupéré sur le site du fabricant Seldbauer (Page de download des modèles LTSpice :)
Les modèles sont des fichiers cryptés malheureusement, qu'on ne peut pas éditer...
C'est un torique 230V / 2 x 9V / 20 VA

Pour mon proto, je vais fouiller dans mon fourbi et mettre un petit transfo courant de quelques VA. Au pire, j'adapterai la fréquence de l'oscillateur (actuellement de 4kHz) pour un fonctionnement optimal de ce transfo.

Ci-dessous, simulation poussée dans ses derniers retranchements :
Essai d'une Zener 100V sous 20mA et sous tension max (qui ne chute qu'à 120V)
Conso moyenne sur la pile environ 500mA.

PS: pas de remarques du genre : on est plus dans les années 70, les composants ont évolué, toussa.
Je le sais parfaitement mais je reste nostalgique à l'électronique de mes 20 ans.

Bien sûr, les remarques constructives seront les bienvenues

[Janpolanton]

Je poursuis mon long monologue puisqu'on ne peut pas éditer les messages...

Pour qui voudrait faire la version à transistors (sans garantie de fonctionnement en réel car il y aura certainement des adaptations à faire suivant le transfo de récup), j'ai routé vite fait un PCB qui pourra vous donner des idées pour l'implantation sur plaque d'essais à pastilles.
Je peux aussi fournir le typon sur demande.
Les pistes sont suffisamment larges (1.5mm) pour faire un transfert direct à chaud (impression laser + fer à repasser ou plastifieuse à chaud)
Je vais m'atteler au câblage d'un proto la semaine prochaine très probablement.

PCB test Zener.jpg

PCB 3D Test Zener.jpg

[Janpolanton]

Hello à tous,

Quelques modifs sur le schéma.

Ajout d'un snubber pour symétriser les signaux et atténuer les pics de tension.

Ajout d'un inverseur de polarité sur l'entrée test Zener.

Les signaux sont mesurés sur les collecteurs des BD137.

Bientôt le câblage en réel...

[Janpolanton]

Bonjour à tous,
Je continue donc mon long monologue qui n'a pas l'air d'ailleurs de passionner outre mesure, mais tant pis, je continue...
Bonjour à tous,
Petite variante du testeur de Zener de ce dimanche matin.
J'ai remplacé le réglage de tension de sortie par le circuit LTC1440 qui intègre un comparateur à hystérésis et une source de tension interne. Le transformateur "traditionnel 230V/ 2x9V" est à présent fait par 2 petits transfos Myrra 74095.
La fréquence du multivibrateur a été relevée à environ 70kHz.
Les 2 transistors de commande du Darlington, précédemment BC547B ont été remplacés par des 2N3859A (VCE0 = 60V) pour absorber les éventuels pics de tension mesure de prudence. Pics à environ 47V mesurés sur le simulateur.
Le condensateur en sortie HT a été revu à la baisse, 470nF /250V au lieu d'un 4.7µF / 200V. (On peut probablement descendre à 220nF voire 100nF si on accepte une ondulation plus importante de la tension de sortie) , mais je n'ai pas fait la simulation de ces valeurs. Avec 470nF sous 10mA de courant de test elle est d'environ 1V crête/crête, soit environ 0.7% pour 150V.
Le schéma et les courbes qui parlent d'elles même et résument bien le fonctionnement de la régulation de la tension de sortie.

De haut en bas :

• La tension de sortie au maximum (sous un courant de test de 10mA)
• La régulation autour du point de référence ("Vcomp" qui est la tension à comparer à la référence interne "Internal_Ref)
• Le découpage de la fréquence des oscillateur complémentaires (sorties Q et /Q sur le schéma)
• Et enfin le découpage en sortie du LTC1440 "Out_Comp" et le hachage réalisé sur le 70kHz du multivibrateur.

[Janpolanton]

Bonjour,
Suite de mon monologue avec une nouvelle version boostée de ce Super Testeur de Zener
Un inverseur permet la mise en // ou en série des enroulements 9V afin de profiter de 2 gammes de tension variable.
A ce propos, la solution basée sur Q5 me plait moyennement et si vous avez une proposition, je suis preneur.
La pile de 9V risque de souffrir un peu sous 20mA de courant Zener, quoique la mesure ne dure que quelques secondes, et un remplacement par 2 accus 18650 serait bénéfique.
Les tensions de sortie max en souffriraient un peu (140V en // et 70V en série) mais resteraient tout de même suffisamment élevées.
Pour ceux que ça intéresse, voici le fichier de simu sous LTspice.

Le modèle LTspice du transfo est dispo sur le site de Seldbauer (j'ai d'ailleurs ouvert un post à ce sujet)

Les transistors ZTX696B sont dispo sur le site de Zetex

zenertest.jpg

[Vincent PETIT]

Salut
Moi je te lis même si je n'ai pas de question et je ne pense pas être le seul.

Merci pour le partage et les explications d'amélioration. Accessoirement, on en voit de moins en moins de l'électronique comme ça, c'est donc une bonne chose que d'en montrer.

A+

[Janpolanton]

Merci pour tes encouragements.

[Qristoff]

Janpolanton,
ce n'est pas que je ne m’intéresse pas à ton projet (qui semble bien mené !) mais je ne comprends pas l’intérêt de tester des diodes en alternatif ! si c'est juste pour déterminer leur tension de seuil. Ré-explique moi, stp

[Janpolanton]

mais je ne comprends pas l’intérêt de tester des diodes en alternatif !

Les tests se font en continu, il y a un pont redresseur et une capa derrière le transfo.

[Qristoff]

Les tests se font en continu, il y a un pont redresseur et une capa derrière le transfo.

Dans ce cas, j'ai toujours pas compris ta contrainte ! (ça vient surement de ma comprenite lente..)
Je teste mes diodes led ou zener low voltage à courant continu sous 5mA. Pour les tensions > 50V, ça devient du spécifique, mais c'est pas tout les jours !

[Janpolanton]

Bonjour,
Les amateurs de TSF et autres vieilleries (dont je fais partie) sont souvent confrontés à des tensions de Zener bien supérieures à 50V.

On peut trouver d'autres applications à ce schéma moyennant quelques modifications.

On peut tester tout ce qui présente un coude de tension comme les varistances, les diodes transils, les stabistors, les diacs, les TVS, les ampoules néons, les starters de tubes fluo, les afficheurs nixies, les afficheurs "Panaplex" et là il va falloir cracher les 160V minimum pour les amorcer, etc.

J'avoue que des afficheurs "Panaplex" on en trouve pas à tous les coins de rue ni sous les sabots d'un cheval.
Pour les plus curieux, voici une rare datasheet pour les modèles de la série SP-35x

Par contre les nixies sont très recherchés par certains amateurs "d'horloges vintage "

Il peut également tester des LED.

Bien évidemment, ce schéma n'est pas prévu pour les assembleurs de modules Arduino.