Oprava poruch spínacích tranzistorů ve spínacích zdrojích
Opakované poškození elektronek výkonových vypínačů (nebo tlustovrstvých obvodů obsahujících elektronky vypínače) je klíčovým a obtížným bodem při údržbě výkonových obvodů vypínače. Níže je uvedena systematická analýza.
Spínací trubice je základní součástí spínaného napájecího zdroje, který pracuje v prostředí vysokého proudu a vysokého napětí. Míra jeho poškození je poměrně vysoká. Jakmile se poškodí, často není snadné závadu odstranit výměnou za novou trubici a může dojít i k poškození nové trubice. Tento typ opakovaně poškozené spínací trubky je obtížné odstranit, což často zanechává začátečníky v rozpacích. Níže je uveden stručný rozbor běžných příčin opakovaného poškození spínacích elektronek.
1. Poškození spínací trubky přepětím
① Síťové napětí je příliš vysoké, což má za následek vysoké pracovní napětí pro odvod spínací trubice. V důsledku toho se amplituda spínacího impulsu generovaného výtokem spínací trubice přirozeně zvyšuje, proráží hodnotu výdržného napětí spínací trubice D-S a způsobuje prasknutí spínací trubice.
② Došlo k problému s obvodem regulátoru napětí, který způsobuje zvýšení výstupního napětí spínaného zdroje. Zároveň je velká amplituda indukovaného napětí generovaného každým vinutím spínacího transformátoru. Indukované napětí generované jeho primárním vinutím je superponováno se stejnosměrným pracovním napětím získaným kolektorem D spínacího tranzistoru. Pokud tato superponovaná hodnota překročí hodnotu výdržného napětí spínacího tranzistoru D-S, dojde k poškození spínacího tranzistoru.
③ Došlo k problému s ochranným obvodem svodu D trubice spínače (obvod absorpce špičkových impulzů), který nedokáže absorbovat špičkové impulzy s vysokou amplitudou odtoku trubice spínače D, což má za následek výpadek vysokého napětí na trubici spínače.
④ Selhání velkého filtračního kondenzátoru (300V filtrační kondenzátor) mělo za následek velký počet vysokofrekvenčních pulsů na obou koncích, které se překrývaly s protišpičkovým napětím během doby přerušení spínací trubice, což způsobilo poškození spínací trubice přepětím.
2. Poškození spínací trubky nadproudem
① Chladič spínací trubice je příliš malý nebo není pevně upevněn.
② Napájecí zdroj spínače je přetížený, což způsobuje prodloužení doby vedení spínací trubice a poškození trubice spínače. Častými příčinami jsou špatné usměrňovací a filtrační obvody výstupního napětí nebo poruchy, jako jsou zkraty a netěsnosti v zátěžovém obvodu.
③ Zkrat mezi závity spínacího transformátoru.
3. Vysoká spotřeba energie a poškození spínací trubky
Existují dva běžné typy: vysoká ztráta při otevření a vysoká ztráta při zavírání. Velká otevírací ztráta je způsobena především tím, že spínací tranzistor nemůže vstoupit do saturačního stavu ze zesíleného stavu ve stanoveném čase. Hlavním důvodem vysoké otevírací ztráty spínací trubky je nedostatečné buzení spínací trubky. Velká vypínací ztráta je způsobena především tím, že spínací tranzistor nemůže vstoupit do stavu cut-off ze zesíleného stavu ve stanoveném čase. Hlavním důvodem vysoké vypínací ztráty spínacího tranzistoru je zkreslení tvaru vlny hradlového (bázového) pólu spínacího tranzistoru.
4. Samotná spínací trubka má problémy s kvalitou
Kvalita komerčně dostupných elektronek výkonových spínačů se velmi liší. Pokud se vyskytnou problémy s kvalitou spínacích trubic, je nevyhnutelné, že budou opakovaně poškozovány.
5. Nesprávná výměna spínacích trubic
Výkon spínacího tranzistoru s efektem pole ve spínaném zdroji je obecně vysoký a nelze jej nahradit nízkovýkonovým, nízkonapěťovým tranzistorem s efektem pole- -pole-, jinak je vysoce náchylný k poškození. Pro náhradu také není možné použít tranzistory jako BU508A a 2SD1403. Experimenty zjistily, že ačkoliv zdroj může po výměně fungovat, tranzistor se po několika minutách zapnutí přehřeje, což může způsobit opakované poškození spínacího tranzistoru.
