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Testeur de diodes Zener v2

Mis à jour : 29 juin 2026 | Publication : 20 juin 2026 | Imprimer | E-mail | Affichages : 8

### Article en cours de rédaction ###

J'avais en Décembre 2023 présenté la première version de mon testeur de diodes Zener qui a rencontré depuis quelques problèmes de fiabilité. En effet parfois lors de la mise en service la tension produite par le convertisseur élévateur ne délivre que 12V au lieu des 44V attendus... manifestement la self L1 (4,7mH) qui chauffait anormalement avait alors probablement atteint son régime de saturation. Dans ce mode de fonctionnement particulier l'inductance ainsi que l'impédance de la self diminuent ce qui crée une augmentation du courant la traversant. De fait le convertisseur ne pouvant délivrer plus d'énergie voit sa tension de sortie diminuer, d'où les 12V que j'ai pu constater.

J'ai découvert il y a peu que Ton GIESBERTS (ElektorLabs)¹ avait publié en Mars 2026 un article décrivant un appareil inspiré du mien. Pas de soucis pour cela, je me suis empressé d'aller voir sa réalisation et je dois bien vous avouer que j'ai été particulièrement séduit par la conception de son prototype.

Principe de fonctionnement

Le fonctionnement global de l'appareil n'a absolument pas changé, seules quelques modifications et / ou différences distinguent les deux versions.

Le convertisseur élévateur de tension (Boost Converter)

Quelques composants diffèrent d'entre la version de Ton et la mienne car la plupart sont de récupération ou proviennent de "mes tiroirs" comme par exemple la diode Schottky D2 (STPS3150RL)² que j'ai remplacée par un modèle au boîtier TO-220 (STPR1020CT)³, de même pour la diode D1 et le transistor MosFET T2...
L'auteur de cette version mentionne une alimentation possible entre +5V et +12V, cependant sur mon exemplaire le convertisseur de tension ne commence à fonctionner correctement qu'à partir de +5,5V. Les différents chargeurs ne fournissent généralement pas ce niveau de tension qui reste plutôt proche des +5V.
Le convertisseur élévateur de tension a été entièrement revu grâce notamment à l'utilisation d'un circuit spécialisé (MC34063)⁴, et la partie faisant office de source de courant pour la mesure d'une diode Zener à contrôler (D.U.T.) a été également repensée.

La source de courant

Le commutateur rotatif permet de disposer de 6 plages de fonctionnement, comme suit :
1, 2, 5, 10, 20 et 50 mA sous une tension max de 60V.
Sur ma précédente version le calibre 20 mA n'existait pas et la première position (0) était à l'origine prévue pour couper le fonctionnement du convertisseur DC-DC que je n'ai jamais implémentée.
Sur cette version la source de courant est nettement plus complexe mais aussi plus précise que dans ma version initiale et c'est bien ici que se situe la différence majeure.
Le principe de fonctionnement est assez simple, une source de courant réalisée autour du transistor MosFET T3 (IRF9510PBF⁶) et de la diode Schottky D3 (STPS3150RL²) qui sert ici de protection contre les éventuels court-circuits polarise la diode Zener à tester (D.U.T.) avec un courant ajustable au moyen de différentes résistances (les plus précises possible, ici tolérance 1%) grâce à l'usage d'un commutateur rotatif à 6 positions. Le transistor T3 voit sa grille pilotée par l'amplificateur opérationnel IC3 (TL051CP⁷).
L'AOP est alimenté sous une tension de 18V fournie par la diode Zener DZ1 depuis le +60V sous un courant de 10 mA, la limitation étant obtenue avec la résistance R7 (3.9 kΩ / 1W).
Cette alimentation est un peu particulière car la broche positive de IC3 (pin 7) est directement reliée au +60V. Ce qui est moins commun c'est la polarisation de sa broche négative (pin 4) qui n'est pas directement reliée à la masse (et heureusement !!!) mais via le bouton poussoir et la résistance R8 (180 Ω) sur le pied (l'anode...) de la diode Zener DZ1. Ainsi l'on retrouve bien un potentiel de 18V entre les broches 7 et 4 de IC3. Le bouton poussoir commande directement la mise en / hors service de l'AOP et donc du transistor MosFET T3.
L'AOP dispose sur sa broche 3 d'une référence de tension de +5V générée par IC2 (LM4040-5.0⁸), la broche 2 servant à comparer la tension en sortie du commutateur rotatif provenant de la résistance (R13 à R18) selon le calibre préalablement sélectionné avec cette référence, la sortie en broche 6 fournit ainsi une commande parfaitement stable et précise pour le transistor MosFET T3.

Je vous invite à aller visiter la page de Ton GIESBERTS¹ qui a conçu ce système et qui l'explique (page en Anglais) bien mieux que moi.

Schéma de principe

Pour cette réalisation il y a deux schémas , l'un pour la carte du convertisseur de tension, l'autre pour celle de la source de courant.
Dessinés sous KiCAD ils apparaissent chacun sur une page qui leur est dédiée.
Sur le second schéma quelques composants apparaissent comme "non montés" (ils sont barrés...) car je n'ai pas implémenté cette fonction.

Réalisation

Ton GIESBERTS a dessiné un circuit imprimé compact mais ne correspondant pas aux dimensions de mon coffret alu, les trous des fiches et autres commutateurs n'étant pas non plus tout à fait disposés de la même manière. N'ayant pas réalisé de circuit imprimé j'ai pour cette seconde version utilisé des plaquettes pastillées (comme pour ma version originale...) avec un montage dit "à impériale", les différentes connexions que sont la tension d'alimentation (+12V) et la tension de service (+60V) reliant les deux cartes sont réalisées au moyen de petites barrettes au pas de 2,54 mm.

Oscillogrammes

L'oscillogramme (Figure 1) représente deux signaux intéressants :

CH I : la sonde est connectée au drain du transistor MosFET T2 (TK22A10N1)⁵ et montre le signal de hachage
CH II : la sonde est connectée à la broche 3 du MC34063⁴ et montre le signal d'horloge qui pilote l'oscillateur intégré au MC34063

L'oscillogramme (Figure 2) n'est autre qu'un agrandissement (zoom...) de l'oscillogramme précédent.
Les temps de conduction (T_ON) et de blocage (T_OFF) du transistor T2 que j'ai pu mesurer sont les suivants :

T_ON : 18.8 µs
T_OFF : 4 µs

Lors de la conduction de T2 l'inductance (L1) voit l'une de ses broches reliée à la masse et se charge donc (pendant les 18.8 µs) par la tension délivrée par le MC34063 en broche 1.
Ce temps écoulé le transistor T2 se bloque (pendant les 4 µs) et cette même broche de L1 voit alors sa tension max monter à +60V_crête. Ce potentiel traverse la diode D2 qui charge le condensateur de filtrage C5 (220µF/100V) épaulé par le condensateur C4 (100 nF). Il en résulte au bornes de ce condensateur C5 une tension parfaitement filtrée et stable de +60V_RMS.
La portion d'oscillation visible juste après le pic de 4 µs correspond à la restitution de l'énergie accumulée par l'inductance L1 durant ce cycle.

C'est ce mode de fonctionnement que l'on peut très nettement voir sur le second oscillogramme et que l'on retrouve dans toutes les alimentations à découpage.

Quelques photos

vue de la carte d'alimentation (Boost Converter)... — Figure 3

vue de mon prototype en cours de test... — Figure 4

vue de l'assemblage des deux cartes... — Figure 5

Voici la carte (Figure 1) accueillant le convertisseur élévateur (Boost Converter) qui fournit une tension très stable de +60V pour une alimentation de +12V. Vous pouvez y voir sur la droite les deux petits morceaux de barrette réalisant les connexions avec la seconde carte. Les deux trous que j'ai réalisés sur la partie gauche de la carte sont superflus car les fiches banane ne parviennent pas jusqu'à cet endroit... les deux petits morceaux de fil rouge et jaune ne servent qu'à maintenir les deux condensateurs en place.
La photo du centre (Figure 2) montre le procédé d'assemblage que j'ai utilisé, la carte du convertisseur DC-DC est située au niveau inférieur, cela rentre tout juste dans le petit coffret
J'ai pour plus de sécurité isolé le fond du coffret avec du ruban Koptan bien qu'il reste encore un peu d'espace.
Sur la Figure 3 l'instrument est en phase de tests.

Packages comprenant :
◊ Schéma de principe sous KiCAD v10
◊ Dessin de la sérigraphie de la face avant
◊ BOM liste des composants
◊ Oscillogrammes
◊ Photos de ma réalisation
◊ Datasheets