Для работы телевизора, компьютера, радиоприемника обязательно требуется
блок стабилизированного питания. Устройства, включенные в сеть
круглосуточно, а также схемы, собранные начинающим радиолюбителем,
требуют абсолютно надежного блока питания (БП), чтобы не было
повреждения схемы или возгорания блока питания.
А теперь несколько "страшных" историй:
у одного моего друга при пробое регулирующего транзистора "вылетело" много микросхем в самодельном компьютере;
у другого после замыкания ножкой
стула проводов, идущих к импортному радиотелефону, расплавился блок питания;
у третьего то же с питанием "советского" промышленного ТА с АОН;
у начинающего радиолюбителя после КЗ блок питания начал давать на выход большое напряжение;
на
производстве КЗ линии измерительных приборов почти обязательно приводит
к прекращению работы и необходимости срочного ремонта.
Схемы импульсных блоков мы затрагивать не будем вследствие их
сложности и невысокой надежности, а рассмотрим схему компенсационного
последовательного стабилизатора питания (рис.1).
У этой "обычной" схемы есть два слабых места: первичная обмотка
сетевого трансформатора и выходной (регулирующий) транзистор. Первичная
обмотка силового трансформатора защищена плавким предохранителем. При
постепенном возрастания тока нагрузки, а особенно при постепенном
возрастании сетевого напряжения "глубоко" спрятанная в трансформаторе
первичная обмотка успевает разогреться до пробоя междувитковой
изоляции. Дальше сценарий понятный: неизбежный выход трансформатора из
строя, если при этом предохранитель все-таки перегорит. Утверждение,
что "надо разумно нагружать блок питания" или "напряжение в
электросетях СНГ не бывает завышенным" было бы голословным.
Регулирующий транзистор выходит из строя по двум причинам: 1) перегрев
при работе "летом" либо при завышенной нагрузке; 2) резкий пробой при
КЗ на выходе блока питания.
Перегрев. При возрастании нагрузки на БП через регулирующий транзистор
протекает большой ток, в то же время напряжение Uэк имеет большую
величину. Происходит перегрев, а в дальнейшем пробой транзистора.
Пробой. Электролитический конденсатор в блоке питания запасает
некоторую энергию. В момент КЗ на выходе эта энергия идет на нагрев
регулирующего транзистора. Особенно вредным является превышение
допустимого для транзистора импульсного тока коллектора, который при
нулевом сопротивлении нагрузки является весьма значительным!
Кроме перечисленных выше причин к выходу из строя блока питания приводят также следующие:
пробой перехода эб транзистора, соединенного со
стабилитроном, при возрастании выходного напряжения стабилизатора,
работающего без нагрузки при повышенных температурах;
перегрев выпрямительных диодов в момент включения в сеть блока, имеющего конденсаторы фильтра большой емкости;
недостаточное охлаждение регулирующего транзистора, установленного внутри коробочки на маленьком радиаторе;
пробой
перехода эб транзистора при подключении блока питания к приемнику с
батарейками и отключенной сети (если схема блока питания
незамысловатая) и др.
Приведенные ниже схемы испытаны (5-25)летней эксплуатацией. В их
схему изначально заложена возможность работы при завышенном напряжении
сети, КЗ и перегрузках по выходу. Обоснование защиты от перегрузки
можно найти в литературе [1 и 2], пример исполнения конкретного блока
питания в [3].
