Принцип работы диода шоттки, как его проверить и чем заменить

Что такое магнетрон

Работа агрегатов для нагрева пищи невозможна без одного внутреннего компонента — мощной электронной лампы. Ее называют магнетроном. Он вырабатывает микроволны для воздействия на молекулы воды в продуктах. Это происходит благодаря взаимодействию магнитного поля с потоком электронов.

Диапазон частот от 0,5 до 100 ГГц. В непрерывном режиме мощность может начинаться с нескольких Вт и заканчиваться десятками кВт, а в импульсном быть от 10 Вт до 5 МВт. Мощность большинства печек 700–850 Вт, что позволяет стакан воды довести до кипения за 2–3 минуты. У магнетрона микроволновки высокий КПД — 80 %. Бывают перестраиваемые и неперестраиваемые приборы. У первых возможно изменение частотных характеристик до 10 %.

Несколько советов по замене

Если стало понятно, что причина поломки именно в магнетроне или его отдельных частях, заменить которые не представляется возможным, то можно поменять магнетрон. В качестве нового не обязательно брать деталь того же производителя. Достаточно убедиться, что новая и старая деталь имеют одинаковый размер, а также точки подключения расположены аналогично. Подключение магнетрона осуществляется с помощью двух контактов.

Перед установкой проверяем 3 момента:

Длина сменного узла аналогична длине старой.
У обоих механизмов антенны имеют одинаковый диаметр.
После подключения магнетрон плотно примыкает к волноводу, если это не так, что излучение будет неравномерным, и часть мощности будет теряться, иными словами, микроволновка будет работать неполноценно.

Передняя панель

На передней панели микроволновой печи механический программатор, задающий режимы. Под круглой ручкой кроется вал, снабженный (в нашем случае) двумя кулачковыми дисками. Первый отвечает за питание трансформатора, формирующего питание магнетрона, второй — за кварцевые лампы гриля. Кулачковыми механизмами управляемы кнопки двух реле:

транзистора ключа, блокирующего питание магнетрона;
кварцевых ламп гриля.

Если кулачок низкий, кнопка отпущена, реле в нормальном положении. При большой высоте выступа кнопка реле нажимается. Несложно заметить, что так обеспечим постоянную подачу напряжения, а нужно регулировать мощность. Поговорим ниже, но сперва вернемся к пусковому реле. Штуковина, снимающая в начальный момент токовую нагрузку, подключается параллельно входной обмотке трансформатора. Силовые контакты включаются последовательно. Параллельно реле стоят конденсатор и стабилитрон.

Когда идет фронт, образующий искру, емкость представляет перепаду нулевое сопротивление, индуктивность трансформатора отделена разомкнутыми контактами. Большой ток не течет! Емкость начинает заряжаться до напряжения, ограничиваемого стабилитроном. Разряжаться мешает диод, включенный в нужном направлении. Когда превышено пороговое значение, реле срабатывает, и течет большой ток трансформатора и питания магнетрона. За счет продуманного хода таймеры микроволновых печей с защитным реле почти не горят. Теперь программатор!

Снабжен шестереночной, зубчатой передачей, регулирующей ход часов. В зависимости от этого изменяются промежутки работы и простоя магнетрона. Чем дольше отдых, тем меньше и выделяемая мощность. О магнетроне, добавим: введение инверторного управления перекладывает управление циклами с таймера на сенсорную схему измерения температуры. Датчик оценивает спектр излучения пищи и решает, как работать микроволновой печи

Меняется уже не время простоя (работы) цикла, а скважность следования импульсов. Чаще идут пакеты, больше мощность

В результате появляется возможность гибкой подстройки под создавшуюся ситуацию.

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: Холодная ковка рисунки узоров

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.

Проверяем микроволновку

Как бы мы не старались четко выполнять условия эксплуатации, СВЧ — печь иногда ломается, а наиболее частые причины это:

перегорел высоковольтный предохранитель;
вышел из строя высоковольтный конденсатор;
сгорел высоковольтный диод.

Конечно, можно отнести микроволновку в мастерскую, но при желании ремонт возможен и своими руками.

Одной из причин выхода из строя микроволновки является поломка диода,

рассчитанного на рабочее напряжение до 12000 вольт.

Он установлен в печке рядом с конденсатором:

Диод подключается выводом из анода к одному из контактов кондёра.

А другой конец прикручен на массу.

Емкость его небольшая в 1 мкф, но он рассчитан на напряжение до 2100 вольт. Как раз такое напряжение развивает трансформатор в микроволновой печи. И даже после выключения в нем остается достаточно приличный заряд опасный для жизни.

Одни мастера говорят, что достаточно какое-то время подождать после отключения аппарата от сети.

Но лучше перестраховаться.

Поэтому необходимо отверткой замкнуть контакты конденсатора между собой. А затем каждый вывод поочередно замкнуть на массу.

Только после того как мы проделаем эту процедуру несколько раз, можно приступать к проверяемым манипуляциям.

Но нужна предварительная подготовка.

Дело в том, что этот диод невозможно проверить просто так, без подготовки, обычным тестером.

Если подвести к его выводам щупы тестера, то на мультиметре будет показано что этот элемент якобы нерабочий.

Для того чтобы его прозвонить, на один из его выводов необходимо подать напряжение. Тогда он открывается и начинает работать как обычный диод.

Итак, начинаем проверять диод микроволновки.

Переводим тестер в режим измерения постоянного напряжения в положение 20 вольт.
Нужен будет дополнительный источник питания. Подойдет обычная батарейка «Крона». Напряжение на ней обычно составляет 9.5 вольт.
Теперь можно измерить.
Берем наш диод и подключаем его к тестеру через батарейку.
На экране мультиметра появится значение напряжения в 5.9 вольт.
Если поменять полярность и снова проверить напряжение и снова провести замеры, то на экране мы увидим значение «ноль».

О том, что деталь неисправна, можно судить по результатам замеров. Когда при измерении в прямом и обратном направлении будет отсутствие показателей в обоих направлениях, можно определенно сказать, что проверяемая деталь неисправна и подлежит замене. А проверка на приборе позволила определить его состояние на работоспособность.

После замены этой запчасти на новую, ваша СВЧ печь будет работать как новая!

Эти диоды могут отличаться по номиналу и по форме.

Вот таким образом выполняется проверка диода из микроволновки.

Важная деталь

Чтобы понять, как можно исправить ситуацию в случае, если причиной поломки стал высоковольтный диод, нужно разобраться, что он собой представляет.

Высоковольтный диод имеет вид большого числа соединений, которые между собой последовательно соединяют диоды в один элемент. Сюда входят обычные выпрямительные диоды. Они выполняются по одной технологии и входят в состав единого корпуса. В процессе сборки не используются конденсаторы и резисторы, которые выравнивают напряжение. В результате данный диод обладает нелинейной вольт-амперной характеристикой. Поэтому его сопротивление имеет зависимость от приложенного напряжения. Из-за такой конструкционной особенности проверить на работоспособность этот компонент микроволновой печи довольно затруднительно.

Для этого мультиметр следует переключить в режим R x 1000. Здесь, при подключении вывода мультиметра «+» к аноду на диоде происходит измерение сопротивления в прямом направлении. В результате прибор должен показать конечную величину для сопротивления. Если подключение идет к «-», то измерение проводится в обратном направлении. В этом случае он должен регистрировать бесконечность.

Процесс нагрева в СВЧ печах

Нагревание происходит под действием микроволн. Источником этих микроволн является магнетрон — электровакуумный прибор, который генерирует сверхвысокочастотные колебания (СВЧ). В основе работы магнетрона лежит взаимодействие электрических и магнитных полей, результатом чего и является генерация СВЧ колебаний. Непосредственно с рабочей камерой для разогрева он соединен волноводом, отражающим СВЧ-излучение, который закрывается слюдяной пластиной, представляющей собой экран магнетрона.

Для охлаждения магнетрона используется вентилятор, который помимо этого, еще и нагнетает теплый воздух в рабочую камеру, что ускоряет нагрев.

Через волновод микроволны попадают в камеру, воздействуя на молекулы, а точнее на дипольные молекулы, которых с избытком в пище. Под действием излучения эти молекулы выстраиваются в строгом порядке относительно силовых линий поля, положительные в одну сторону, отрицательные в другую. При изменении направления силового поля на противоположное, молекулы переворачиваются на 180°. При перемещении, молекулы трутся друг о друга, выделяя при этом тепло, которое и является источником нагрева пищи. Сначала происходит поверхностный нагрев слоя, затем под действием теплопроводности тепло передается вглубь пищи, таким образом прогревая весь объем.

Для равномерного нагрева пищи внутри камеры установлена вращающаяся подставка, которая приводится в движение мото-редуктором.

Тестирование светодиодов

Проверка светодиодов практически ничем не отличается от тестирования выпрямительных диодов. Как это делать, было описано выше. Светодиодную ленту (точнее ее smd элементы), инфракрасный светодиод, а также лазерный, проверяем по той же методике.

К сожалению, мощный радиоэлемент данной группы, у которого повышенное рабочее напряжение, проверить указанным способом не получится. В этом случае дополнительно понадобится стабилизированный источник питания. Алгоритм тестирования следующий:

собираем схему, как показано на рисунке. На блоки питания выставляется рабочее напряжение светодиода (указано в даташит). Диапазон измерения на мультиметре должен быть до 10 А. Заметим, что можно использовать зарядное устройство в качестве БП, но тогда необходимо добавить токоограничивающие сопротивление;

Измерение номинального тока на светодиоде

измеряем номинальный ток и выключаем блок питания;
устанавливаем режим мультиметра, позволяющий измерить постоянное напряжение до 20 В, и подключаем прибор параллельно тестируемому элементу;
включаем блок питания и снимаем параметры рабочего напряжения;
сравниваем полученные данные с указанными в даташит, и на основании этого анализа определяем работоспособность светодиода.

Как устроен магнетрон

На что способна микроволновка. Что такое магнетрон и Свч-энергия магнетрона? Магнетрон — это цэлектровакуумная лампа, выполняющая функции диода и состоящая из нескольких частей:

Цилиндрического медного анода, поделённого на 10 частей.
В центре размещён катод со встроенной нитью накала. Его задачей является создание потока электронов.
По торцам размещаются кольцевые магниты, необходимые для создания магнитного поля, за счёт которого создаётся свч излучение.
Излучение улавливается проволочной петлёй, соединённой с катодом и выводится из магнетрона с помощью излучающей антенны, направляясь по волноводу в камеру.

Во время работы магнетрон сильно греется, поэтому его корпус оснащается пластинчатым радиатором, обдуваемым вентилятором. Для защиты от перегрева в схему питания включен термопредохранитель.

Как устроен магнетрон, схема.

Как проверить диодный мост

Иногда имеется ситуация, когда нужно проверить на работоспособность диодный мост. Он имеет вид сборки, состоящей из четырех полупроводников. Они соединяются таким образом, чтобы переменное напряжение, подаваемое к двум из четырех спаянных элементов, переходило в постоянное. Последнее снимается с двух других выводов. В результате происходит выпрямление переменного напряжения и перевод его в постоянное.

По сути, принцип проверки в этой ситуации остается таким же, как было описано выше. Единственной особенностью тут является определение, к какому выводу будет подключен измерительный прибор. Здесь имеется четыре варианта подключения, которые следует «прозвонить»:

выводы 1 – 2;
выводы 2 – 3;
выводы 1 – 4;
выводы 4 – 3;

При проверке диодов (обычного и Шоттки) с помощью мультиметра, вы получите определенный результат. Теперь нужно понять, что он может означать. К признакам, которые свидетельствуют в пользу исправности полупроводника, относятся следующие моменты:

При подключении детали электросхемы к прибору последний будет выдавать величину имеющегося прямого напряжения в этом элементе;
Разные типы диодов обладают различным уровнем напряжения, по которому они и отличаются. Например, для германиевых изделий этот параметр составит 0,3-0,7 вольт
При подключении обратным способом (щуп прибора к аноду изделия) будет регистрироваться ноль.

Проверив каждый выход, вы получите четыре результата. Полученные показатели следует оценивать по тому же принципу, что и для отдельного полупроводника.

Обратная проверка

Если эти два показателя соблюдаются, то полупроводник работает адекватно и причина поломки не в нем. А вот если хотя бы одни из параметров не соответствует, то элемент признается негодным и подлежит замене. Кроме этого следует учитывать, что возможна не поломка, а «утечка». Этот неприятный дефект может проявиться при длительной эксплуатации прибора или некачественной сборке.

При наличии короткого замыкания или утечки, полученное сопротивление будет довольно низким. Причем вывод необходимо делать, основываясь на виде полупроводника. Для германиевых элементов этот показатель в данной ситуации будет иметь диапазон от 100 килоом до 1 мегаом, для кремниевых — тысячи мегаом. Для выпрямительных полупроводников данный показатель будет в разы больше.

Как видим, своими силами не так уж и сложно провести оценку работоспособности полупроводников в любом электроприборе. Вышеописанный принцип подходит для проверки диодных элементов различных типов и видов. Главное в этой ситуации правильно подключить измерительный прибор к полупроводнику и проанализировать полученные результаты.

Два диода Шоттки.

Относительная диэлектрическая проницаемость

Не менее значимым фактором, влияющим на емкость конденсатора, является такое свойство материала между обкладками как относительная диэлектрическая проницаемость

. Это безразмерная физическая величина, которая показывает во сколько раз сила взаимодействия двух свободных зарядов в диэлектрике меньше, чем в вакууме. Материалы с более высокой диэлектрической проницаемостью позволяют обеспечить большую емкость. Объясняется это эффектом поляризации

– смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной пластины конденсатора.

Поляризация создает внутренне электрическое поле диэлектрика, которое ослабляет общую разность потенциала (напряжения) конденсатора. Напряжение U препятствует притоку заряда Q на конденсатор. Следовательно, понижение напряжения способствует размещению на конденсаторе большего количества электрического заряда.

Ниже приведены примеры значений диэлектрической проницаемости для некоторых изоляционных материалов, используемых в конденсаторах.

Воздух – 1.0005

Бумага – от 2.5 до 3.5

Стекло – от 3 до 10

Слюда – от 5 до 7

Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего?

Порошки оксидов металлов – от 6 до 20

Порядок работ по безопасной проверке

Приступая к самостоятельной проверке, необходимо запастись мультиметром (на крайний случай – двухполюсным индикатором со встроенным источником питания), отвертками с различными наконечниками, омметром, плоскогубцами.

Общая схема безопасных работ выглядит так:

отключают прибор от электропитания;
откручивая винты, снимают кожух;
разряжают конденсатор;
с трансформатора аккуратно снимают клеммы;
проверяют его обмотки: если параметры в норме – устанавливают на место и ищут другие причины;
когда в них находят обрыв или замыкание – выполняют замену устройства;
печь собирают и проверяют ее работоспособность.

Если после снятия трансформатора на его обмотках видны следы оплавления изоляции, от него исходит сильный горелый запах, то к применению он уже не пригоден, а проверять — не имеет смысла. В этом случае поможет только замена устройства.

Прежде чем приступать к обследованию трансформирующего устройства, необходимо точно убедиться, что на него поступает питание. Для этого следует мультиметром проверить наличие (предварительно включив прибор в сеть и запустив программу подогрева) в точках подключения первичной обмотки переменного напряжения значением 220 V

Эта работа выполняется предельно осторожно во избежание поражения электрическим током

Наличие высоковольтного конденсатора, способного сохранять электрический заряд, приводит к необходимости его разрядки перед проведением проверочных работ. Это делается простым замыканием его контактов между собой (отверткой, пассатижами) или на корпус при выключенном напряжении.

Разборка микроволновой печи самостоятельно

Если же вышеперечисленные причины не подтвердились, то нужно разбирать устройство для поиска неполадок. Перед этим обязательно нужно выключить печь из сети и подождать пару минут.

На что стоит обращать при поиске поломок? Есть несколько основных элементов, часто выходящих со строя:

Предохранители
Конденсатор
Диод
Трансформатор
Магнетрон

Эти элементы напрямую задействованы в работе устройства и упоминались ранее. Для начала нужно проверить исправность предохранителей. Их поломку видно сразу, ведь при сгорании проводник внутри разрушается. Если же такого не произошло, то стоит искать далее. Для дальнейшей проверки нужно взять мультиметр, ведь внешне найти поломку на остальных деталях крайне трудно. Для проверки конденсатора нужно переключить устройство в режим омметра, после чего подключить к детали. Если сопротивление отсутствует, то деталь подлежит замене. Высоковольтный диод проверить тестером невозможно. Рекомендуется заменить его при поломке других деталей, ведь нередко удар приходится и по нему. Его проверку можно осуществить немного другим методом — подключив в сеть на пути к лампочке. Если лампочка горит слабо или мигает, то деталь исправна. Если же она ярко горит или же вовсе не включается, то диод подлежит замене

Важно соблюдать технику безопасности, ведь этот элемент способен держать заряд на протяжении долгого времени. Для разрядки исправного трансформатора понадобится несколько минут, а при поломке разряжающего резистора — гораздо дольше

Стоит разрядить его о корпус или вовсе не дотрагиваться, если отсутствует опыт работы с подобной техникой. Далее проводится проверка обмоток трансформатора.

Как проверить трансформатор микроволновки:

Нужно снять клеммы и поочередно проверить выводы устройства омметром. Сначала проверяется первичная обмотка, для которой норма варьируется от 2 до 4,5 Ом. Для вторичной обмотки пределами являются 140 и 350 Ом. Также стоит проверить накальную обмотку, присоединив клеммы, ведущие к магнетрону, к мультиметру. Норма здесь варьируется от 3,5 до 8 Ом. Все предыдущие тесты не дали результата, то проблема может заключаться в магнетроне. Для проверки магнетрона достаточно подсоединить тестер к его клеммам питания. Тестер переключается в режим омметра. Если сопротивление равняется 2-3 Омам, то это означает поломку устройства. Та же ситуация, если на тестере значится бесконечность. В обоих случаях устройство подлежит замене.

https://youtube.com/watch?v=8N6_PDELdOs%3F

Принцип работы

Работает деталь путем торможения электронов в соединенных магнитном и электрическом полях. Применяется в приборах радиолокации и в микроволновых печах. Для нагрева пищи используется энергия антенны — штенгеля с плотно посаженным колпачком из металла. Керамический цилиндр изолирует корпус магнетрона от антенны. Наружная обшивка с фланцем формируют магнитопровод. Он распределяет магнитное поле, исходящее от кольцевых магнитов. Радиатор охлаждает деталь во время работы микроволновки. Уровень проникающего излучения снижает фильтрующая коробка. Индуктивные выводы образуют высокочастотный фильтр вместе с проходными конденсаторами.

Относительная диэлектрическая проницаемость

– смещением электронов атомов диэлектрика в сторону положительно заряженной пластины конденсатора.

Воздух – 1.0005

Бумага – от 2.5 до 3.5

Стекло – от 3 до 10

Слюда – от 5 до 7

Чем отличается пусковой конденсатор от рабочего?

Порошки оксидов металлов – от 6 до 20

Производство диодов Шоттки

В качестве полупроводниковой составляющей используются стандартные материалы – кремний, германий и арсенид галлия. На них в процессе изготовления радиокомпонентов напыляются такие металлы, как золото, серебро, палладий, вольфрам. Именно эти элементы таблицы Менделеева обеспечивают достаточно высокий потенциальный барьер, определяющий функциональность диодов Шоттки. Германиевые радиокомпоненты показывают высокую устойчивость к изменению температурного режима, поэтому данный материал чаще кремния и арсенида галлия используется при производстве диодов для мощных схем питания. Зато кремниевые и галлиевые элементы демонстрируют лучшие частотные параметры.

Заключение

Магнетрон — одна из основных деталей СВЧ-печи, которая генерирует микроволновое излучение. Блок иногда выходит из строя, тогда микроволновка начинает некорректно работать: шуметь, гудеть, искрить, дымить.

Проверка функциональности элемента начинается с осмотра, затем приступают к выявлению причин поломки при помощи мультиметра. Самая частая неисправность — сгорание колпачка на антенне магнетрона. Устраняют ее заменой детали на новую. К редким поломкам относятся повреждение магнитов и разгерметизация блока. В первом случае проблема решается заменой магнитов, во втором блок ремонту не подлежит.

Смотрите это видео на YouTube