Stmps2151str как проверить

Введение

Для одной схемы мне понадобился ключ. Нужно было, чтобы микроконтроллер управлял питанием внешних периферийных устройств. Сначала я хотел сделать ключи на транзисторах, но потом решил поискать что-то готовое. Просмотрев каталоги, нашел подходящие микросхемы — STMPS21x1. Сейчас расскажу, что это за букашки и как их использовать.

Описание STMPS21x1

STMPS21x1 — это одноканальные силовые ключи с цифровым управлением, которые предназначены для коммутации питающих цепей. Выпускаются фирмой STmicroelectronics. Доступны в корпусах SOT23-5L, SO8, MSOP8.

Технические характеристики:

— входное напряжение 2.7 — 5.5 В
— максимальный ток 0.5/1 А
— КМОП, ТТЛ совместимый управляющий вход
— сопротивление в открытом состоянии 90 мОм
— максимальное потребление 12 мкА
— отключение при пониженном напряжении
— защита от перегрева и короткого замыкания
— защита от обратного тока
— защита от ESD до 8 кВ

Всего в серии 4 микросхемы — STMPS2141, STMPS2151, STMPS2161, STMPS2171. Между собой они отличаются максимальным коммутируемым током и уровнем управляющего сигнала.

Для своих целей я выбрал STMPS2171 в корпусе SOT23-5L. Далее речь пойдет про нее, хотя остальные микросхемы аналогичны. Недаром даташит на них всего один.

Микросхема STMPS2171 в корпусе SOT23-5L имеет следующие выводы: вход, выход, общий, управляющий (ENABLE) и статусный (FAULT).

По сигналу на управляющем выводе ENABLE, микросхема открывает внутренний ключ и коммутирует входное напряжение на выход. Для открытия ключа уровень логической единицы на управляющем выводе микросхемы STMPS2171 должен быть больше 2 В.

Вывод FAULT сигнализирует о ситуациях сбоя — коротком замыкании, превышении тока, перегреве микросхемы или пониженном входном напряжении. Вывод типа открытый сток, поэтому его нужно подтягивать через резистор к плюсу питания. В нормальном состоянии на выводе высокий логический уровень, при наступлении какого-либо сбоя на выводе устанавливается низкий уровень.

Поведение микросхемы при сбоях следующее. При превышении тока она понижает выходное напряжение. Если в течении 10 мс ток не уменьшится, то на выводе FAULT устанавливается низкий уровень. 10 миллисекундная задержка используется, чтобы исключить ложные переключения вывода FAULT при кратковременных превышениях тока. Например, при коммутации емкостной нагрузки.

При перегреве (T >125 гр.) и пониженном напряжении (<2 В) микросхема STMPS2171 отключает внутренний ключ и сразу устанавливает на выводе FAULT низкий уровень.

Если вывод FAULT не используется, его можно просто оставить неподключенным.

Когда ключ закрыт, выход, по сути, находится в третьем состоянии (Hi-Z). Поэтому при наличии напряжения на нем, обратный ток через микросхему не потечет. Если ключ открыт и на выходе появится более высокое напряжение, чем на входе, то обратный ток будет. Это нежелательное состояние работы, его нужно, естественно, избегать.

Как проверить микроконтроллер на исправность

В ремонте техники и сборке схем всегда нужно быть уверенным в исправности всех элементов, а иначе вы зря потратите время. Микроконтроллеры тоже могут сгореть, но как его проверить, если нет внешних признаков: трещин на корпусе, обугленных участков, запаха гари и прочего? Для этого нужно:

Источник питания со стабилизированным напряжением;

Внимание:

Полная проверка всех узлов микроконтроллера трудна – лучший способ заменить заведомо исправным, или на имеющийся прошить другой программный код и проверить его выполнение. При этом программа должна включать как проверку всех пинов (например, включение и отключение светодиодов через заданный промежуток времени), а также цепи прерываний и прочего.

Теория

Микроконтроллер – это сложное устройство в нём многофункциональных узлов:

интерфейсы и прочее.

Поэтому при диагностике микроконтроллера возникают проблемы:

Работа очевидных узлов не гарантирует работу остальных составных частей.

Прежде чем приступать к диагностике любой интегральной микросхемы нужно ознакомиться с технической документацией, чтобы её найти напишите в поисковике фразу типа: «название элемента datasheet», как вариант – «atmega328 datasheet».

На первых же листах вы увидите базовые сведения об элементе, для примера рассмотрим отдельные моменты из даташита на распространенную 328-ю атмегу, допустим, она у нас в dip28 корпусе, Нужно найти цоколевки микроконтроллеров в разных корпусах, рассмотрим интересующий нас dip28.

Первое на что мы обратим внимание – это то, что выводы 7 и 8 отвечают за плюс питания и общий провод. Теперь нам нужно узнать характеристики цепей питания и потребление микроконтроллера. Напряжение питания от 1.8 до 5.5 В, ток потребляемый в активном режиме – 0.2 мА, в режиме пониженного энергопотребления – 0.75 мкА, при этом включены 32 кГц часы реального времени. Температурный диапазон от -40 до 105 градусов цельсия.

Этих сведений нам достаточно, чтобы провести базовую диагностику.

Основные причины

Микроконтроллеры выходят из строя, как по неконтролируемым обстоятельствам, так и из-за неверного обращения:

1. Перегрев при работе.

2. Перегрев при пайке.

3. Перегрузка выводов.

4. Переполюсовка питания.

5. Статическое электричество.

6. Всплески в цепях питания.

7. Механические повреждения.

8. Воздействие влаги.

Рассмотрим подробно каждую из них:

1. Перегрев может возникнуть, если вы эксплуатируете устройство в горячем месте, или если вы свою конструкцию поместили в слишком маленький корпус. Температуру микроконтроллера может повысить и слишком плотный монтаж, неверная разводка печатной платы, когда рядом с ним находятся греющиеся элементы – резисторы, транзисторы силовых цепей, линейные стабилизаторы питания. Максимально допустимые температуры распространенных микроконтроллеров лежат в пределах 80-150 градусов цельсия.

2. Если паять слишком мощным паяльником или долго держать жало на ножках вы можете перегреть мк. Тепло через выводы дойдёт до кристалла и разрушит его или соединение его с пинами.

3. Перегрузка выводов возникает из-за неверных схемотехнических решений и коротких замыканий на землю.

4. Переполюсовка, т.е. подача на Vcc минуса питания, а на GND – плюса может быть следствием неправильной установки ИМС на печатную плату, или неверного подключения к программатору.

5. Статическое электричество может повредить чип, как при монтаже, если вы не используете антистатическую атрибутику и заземление, так и в процессе работы.

6. Если произошел сбой, пробило стабилизатор или еще по какой-то причине на микроконтроллер было подано напряжение выше допустимого – он вряд ли останется цел. Это зависит от продолжительности воздействия аварийной ситуации.

7. Также не стоит слишком усердствовать при монтаже детали или разборке устройства, чтобы не повредить ножки и корпус элемента.

8. Влага становится причиной окислов, приводит к потере контактов, короткого замыкания. Причем речь идет не только о прямом попадании жидкости на плату, но и о длительной работе в условиях с повышенной влажностью (возле водоёмов и в подвалах).

Проверяем микроконтроллер без инструментов

Начните с внешнего осмотра: корпус должен быть целым, пайка выводов должна быть безупречной, без микротрещин и окислов. Это можно сделать даже с помощью обычного увеличительного стекла.

Если устройство вообще не работает – проверьте температуру микроконтроллера, если он сильно нагружен, он может греться, но не обжигать, т.е. температура корпуса должна быть такой, чтобы палец терпел при долгом удерживании. Больше без инструмента вы ничего не сделаете.

Проверка мультиметром

Проверьте, приходит ли напряжение на выводы Vcc и Gnd. Если напряжение в норме нужно замерить ток, для этого удобно разрезать дорожку, ведущую к выводу питания Vcc, тогда вы сможете локализоровать измерения до конкретной микросхемы, без влияния параллельно подключенных элементов.

Не забудьте зачистить покрытие платы до медного слоя в том месте, где будете прикасаться щупом. Если разрезать аккуратно, восстановить дорожку можно каплей припоя, или кусочком меди, например из обмотки трансформатора.

Как вариант можно запитать микроконтроллер от внешнего источника питания 5В (или другого подходящего напряжения), и замерить потребление, но дорожку резать все равно нужно, чтобы исключить влияние других элементов.

Для проведения всех измерений нам достаточно сведений из даташита. Не будет лишним посмотреть, на какое напряжение рассчитан стабилизатор питания для микроконтроллера. Дело в том, что разные микроконтроллерные схемы питаются от разных напряжений, это может быть и 3.3В, и 5В и другие. Напряжение может присутствовать, но не соответствовать номиналу.

Если напряжения нет – проверьте, нет ли КЗ в цепи питания, и на остальных ножках. Чтобы быстро это сделать отключите питание платы, включите мультиметр в режим прозвонки, поставьте один щуп на общий провод платы (массу).

Обычно она проходит по периметру платы, а на местах крепления с корпусом имеются залуженные площадки или на корпусах разъёмов. А вторым проведите по всем выводам микросхемы. Если он где-то запищит – проверьте что это за пин, прозвонка должна сработать на выводе GND (8-й вывод на atmega328).

Если не сработала – возможно, оборвана цепь между микроконтроллером и общим проводом. Если сработала на других ножках – смотрите по схеме, нет ли низкоомных сопротивлений между пином и минусом. Если нет – нужно выпаять микроконтроллер и прозвонить повторно. То же самое проверяем, но теперь между плюсом питания (с 7-м выводом) и выводами микроконтроллера. При желании прозваниваются все ножки между собой и проверяется схема подключения.

Проверка осциллографом

Осциллограф – глаза электронщика. С его помощью вы можете проверить наличие генерации на резонаторе. Он подключается между выводами XTAL1,2 (ножки 9 и 10).

Но щуп осциллографа имеет ёмкость, обычно 100 пФ, если установить делитель на 10 ёмкость щупа снизится до 20 пФ. Это вносит изменения в сигнал. Но для проверки работоспособности это не столь существенно, нам нужно увидеть есть ли колебания вообще. Сигнал должен иметь форму наподобие этой, и частоту соответствующую конкретному экземпляру.

Если в схеме используется внешняя память, то проверить можно очень легко. На линии обмена данными должны быть пачки прямоугольных импульсов.

Это значит, что микроконтроллер исправно выполняет код и обменивается информацией с памятью.

Используем программатор

Если выпаятьмикроконтроллер и подключить его к программатору можно проверить его реакцию. Для этого в программе на ПК нажмите кнопку Read, после чего вы увидите ID программатора, на AVR можно попробовать читать фьюзы. Если нет защиты от чтения, вы можете считать дамп прошивки, загрузить другую программу, проверить работу на известном вам коде.Это эффективный и простой способ диагностики неисправностей микроконтроллера.

Программатор может быть как специализированным, типа USBASP для семейства АВР:

Так и универсальный, типа Miniprog.

Схема подключения USBASP к atmega 328:

Заключение

Как таковая проверка микроконтроллера не отличается от проверки любой другой микросхемы, разве что у вас появляется возможность использовать программатор и считать информацию микроконтроллера. Так вы убедитесь в его возможности взаимосвязи с ПК. Тем не менее, случаются неисправности, которые нельзя детектировать таким образом.

Вообще управляющее устройство редко выходит из строя, чаще проблема заключается в обвязке, поэтому не стоит сразу же лезть к микроконтроллеру со всем инструментарием, проверьте всю схему, чтобы не получить проблем с последующей прошивкой.

Как проверить диод Шоттки любым мультиметром

Современная электроника давно взяла курс на развитие технологий и уменьшение размера приборов. Для того чтобы сделать прибор меньше, производятся миниатюрные радиодетали, собранные в максимально маленькие, но эффективные электрические схемы.

В сегодняшней статье будет подробно раскрыта тема — диод Шоттки. Пользователь получит информацию о том, как проверить диод Шоттки мультиметром, назначении этих элементов, принципу действия и основных разновидностях.

Назначение

Основное назначение диода Шоттки заключается в создании барьера для падения напряжения, подаваемого в общую цепь. Данный элемент также является полупроводником, как и все диоды. Особенность конструкции является используемый металл в качестве барьера. Основное отличие от обычного диода заключается в величине снижаемого на выходе напряжения. Оно составляет всего 0.2–0.4 вольта, против 0.6–0.8 у обычного полупроводника.

Принцип действия

Принцип работы диода Шоттки почти не отличается от полупроводниковых диодов. Особенностью является наличие металла. В обычном полупроводнике используется 2 вещества, которые формируют внутри себя электроны с положительным и отрицательным зарядом. При прохождении электрического тока, часть заряда теряется на образование этих электронов.

В диоде Шоттки используется металл и полупроводник. В качестве металлического барьера при производстве используют золото, кремний, германий. Диод также состоит из анода и катода. При подаче напряжения на анод, металл создает магнитный барьер для прямого прохождения напряжения. На его поверхности создаются электроны с отрицательным зарядом. При образовании значительного магнитного поля элемент импульсно разряжается. Такой разряд способен повторятся бесконечное количество раз, при условии соблюдения рабочего напряжения и температуры.

Наиболее комфортным напряжением для этого типа диодов является параметр 40–60 вольт. Именно это напряжение позволяет осуществлять переход без потери доли напряжения и без увеличения температуры.

Температура также играет значительную роль для быстрого перехода зарядов. При малом напряжении на входе создается повышение температуры. За счет этого увеличивается количество заряженных электронов, которые быстрее преодолевают металлический барьер.

Разновидности

Диоды Шоттки используются с современной электронике в качестве выпрямителей напряжения. Они способствуют простому, быстрому переходу частиц без существенных потерь на выходе. Основное использование — в диодных схемах импульсных блоков питания. Также они используются для создания импульсного напряжения. Существует 2 основных разновидности этих элементов:

1. Обычный диод Шоттки в корпусе с анодом и катодом.
2. Сдвоенные диоды.

Сдвоенные элементы бывают 3 типов:

1. 2 анода и один катод.
2. 2 катода и один анод.
3. Удвоенная сборка с несколькими анодами и катодами.

Такие элементы используются для: выпрямления напряжения солнечных батарей; высоковольтных выпрямителей тока с мощностью до 10 ампер. Сдвоенные элементы используются для максимальной миниатюризации печатной платы приборов. По своей сути это 2 или 3 одинаковых элемента в одном корпусе.

Проверка

Далее будут подробно описаны способы проверки диода Шоттки с помощью цифрового мультиметра. Эти радиодетали можно тестировать описанными ниже способами и аналоговыми измерительными приборами.

Перед тестированием описываемой радиодетали необходимо знать следующие нюансы:

1. Каждый одиночный диод маркируется белым или серым кольцом. Таким образом указывается катод устройства. Через эту ножку протекает отрицательный заряд или она является запорным входом.
2. При прозвонке стоит знать, что диоды показывают свою работоспособность только со стороны открытого входа.
3. Проверяемые элементы и измерительные щупы нельзя держать в руках. Тестер покажет сопротивление человека, что может привести к ошибкам в замерах.
4. Также стоит знать, какое напряжение поступает от тестера при замерах в режиме прозвонки и сопротивления. Это необходимо, чтобы сопоставлять результат с характеристикой проверяемой детали. Например, тестер выдает 9 вольт для прозвонки, падение напряжения диода составляет 5 вольт. Значит при замере элемент должен выдать данные в пределах 4–4.5 вольт.
5. Нельзя выполнять проверку подключенного через фазу переменного тока устройства.

Итак, теперь можно приступить к проверке.

Один диод

Тестирование одиночного элемента начинается с включения мультиметра в режим замера сопротивления. Далее необходимо:

1. Черный измерительный щуп соединить со стороной промаркированной кольцом, то есть с катодом.
2. Красный измерительный щуп соединяется с анодом.
3. Тестер должен показать сопротивление перехода. Если в этом положении высвечивается «0» или «1», то элемент можно считать неисправным.
4. Далее проверяется обратная проводимость. Для этого нужно сменить положение измерительных щупов. При смене полярности сопротивления быть не должно. Если есть хоть незначительные показания, то устройство неисправно.

Точно таким же способом проверяется устройство и в режиме прозвонки. При правильной полярности, тестер должен выдать результат с разницей 300 мВ. При смене полярности результата быть не должно.

Проверка в гнезде «PNP/NPN»

Современные мультиметры оснащаются специальным разъемом для проверки целостности транзисторов. Этот разъем можно использовать для теста диода Шоттки. Для этого необходимо:

1. Мультиметр перевести в режим «hFE».
2. Анод вставить в отверстие «P».
3. Катод в отверстие «N».
4. Тестер покажет проводимость элемента. Далее потребуется сменить полярность. Просто перевернуть диод и вставить обратно. Отсутствие проводимости укажет на целостность устройства.

Эти проверки точно укажут на коэффициент потери тока на выходе, а также на общую работоспособность детали.

Проверка сдвоенных элементов

Такие детали выполнены в одном корпусе схожим с транзистором. Имеют один анод и 2 катода или наоборот. Перед проверкой необходимо убедиться, какая деталь перед вами. Например, необходимо провести тест элемента с одним анодом в центре и двумя катодами по краям. Далее необходимо:

1. Тестер переводится на режим прозвонки.
2. Измерительный щуп красного цвета соединяется с центральной ножкой детали.
3. Черный измерительный щуп соединяется с «1» катодом.
4. Тестер должен выдать звуковой сигнал и результат замера с вычетом потери до 300 мВ.
5. Таким же способом тестируется ножка «2». Результат должен быть аналогичным.
6. Если при этом положении измерительных щупов элемент прошел проверку, то необходимо сменить полярность и повторить тест.

Такая же проверка покажет целостность элементов у сдвоенной сборки, состоящих из 4 диодов.

Диодный мост

Диоды Шоттки активно используются в качестве составных деталей диодных мостов для разного рода блоков питания, выпрямителей. Диодный мост состоит из 4 деталей, которые соединены последовательно друг с другом. На такой схеме есть 2 контакта для входящего переменного напряжения и 2 контакта для выхода постоянного тока. При помощи цифрового тестера можно легко проверить целостность этого устройства.

Делается это следующим образом:

1. Перед тестированием блок питания нужно обесточить.
2. Дать разредиться конденсаторам.
3. Перевести мультиметр на режим прозвонки.
4. Измерительный щуп красного цвета соединяется с контактом «1» входа.
5. Измерительный щуп черного цвета соединяется с контактом «2» входа.
6. Отсутствие зуммера указывает на работоспособность диодов на входе.

Далее проверяется отдельно каждая пара.

1. Измерительный щуп красного цвета соединяется с контактом «-».
2. Черный измерительный щуп с любым контактом входа «

Далее нужно повторить проверку, но сменить положение щупов. Измерительный щуп черного цвета соединить с «-», а красным проверить контакты входа. Тестер не должен выдать никаких значений или только «1». Это указывает на то, что переход внутри диодов с этой стороны закрыт. Если данные есть, мост не пригоден к включению в сеть.

Далее проводится проверка выхода постоянного напряжения. Для этого нужно:

1. Измерительный щуп черного цвета соединить с контактом «+».
2. Измерительным щупом красного цвета сделать замеры на контактах входа переменного тока.
3. Результат должен быть в пределах 500 мВ.
4. При смене полярности и повторной проверке, результата быть не должно или он будет равен «1».

Данная проверка укажет на целостность устройства. Если в диодном мосту обнаружилась неисправность диодов, то их необходимо заменить на точные аналоги. После того как был выполнен их монтаж, необходимо провести повторную проверку на целостность моста, а только после этого проверять с подключением переменного напряжения.

Проверка на плате

Выполнять проверку диода Шоттки на плате можно. Но для этого лучше провести выпаивание катода элемента. Таким образом полностью снимается проблема ошибочного замера с измерением сопротивлений вмонтированных рядом радиодеталей.

Заключение

Статья подробно раскрыла основную информацию о диодах Шоттки, методах проверки этого элемента. Начинающим радиолюбителям необходимо серьезно отнестись к разновидностям этой детали. Перед тем как сменить элемент, необходимо проверить по таблице максимальный ток вхождения, номинал утечки и проводимости. Любые несоответствия могут стать причиной выхода из строя всей цепи прибора.

Как проверить диод Шоттки мультиметром?

Диоды Шоттки благодаря своему быстродействию зачастую используются в импульсных стабилизаторах , а также в выпрямителях блоках питания ПК . Проверка на исправность диода Шоттки ничем особо не отличается от проверки самого обычного диода , она проводиться по единому принципу . Единственным моментом будет , который нужно учесть , что диоды Шоттки , используемые в хороших и качественных блоках питания зачастую встречаются сдвоенными в общий корпус и имеют общий катод . И так , сегодня мы расскажем вам , как проверить диод Шоттки мультиметром и выявить все его дефекты ?

Как проверить диод Шоттки мультиметром ?

Для наглядности мы , проведем небольшую проверку диода Шоттки SBL3045PT . Этот диод от блока питания ПК , рассчитан производителем до 45 В , 30 А . ( т . е . по 15 А на каждый диод ).

При использовании сдвоенных подобных диодов в выпрямителях необходимо учитывать этот момент , что производитель часто указывает ток на сборку целиком , а не на каждый диод в сборке .

Схематическая проверка сдвоенного диода Шоттки с общим катодом изображена ниже . Мы видим , что поочередно необходимо проверить каждый из двух диодов .

Наглядно продемонстрируем как проверить диод Шоттки мультиметром?

Важно ! При проверке диода можно и важно найти дефекты не только обрыв или пробой . Необходимо пытаться учитывать такой неприятный дефект , как небольшая « утечка ».

Если мы производили проверку мультиметром с режимом « диод », и выявили вполне рабочий элемент , но у нас есть подозрение подобную на утечку , тогда необходимо попробовать измерять обратное сопротивление диода , предварительно включив на мультиметре режим омметра . На диапазоне « 20 кОм » мультиметр должен показывать обратное сопротивление диода как бесконечно большое . Но если тестер показывает даже небольшое сопротивление , например , около 2 — 3 кОм , тогда к такому диоду необходимо относиться с большим подозрением и лучше сразу заменить новым .

Одним из самых больших недостатков у диодов Шоттки является то , что они моментально выходят из строя при превышении допустимого напряжения . Учитывая все моменты при самостоятельном ремонте импульсных блоков питания , в случае обнаружения дефектных диодов и после их замены , сразу же необходимо проверять на исправность все силовые транзисторы .