А. Черномырдин - Семь шагов в электронику

♦ изменить схему устройства или режим работы компонента, чтобы снизить тепловыделение.

Самый первый путь является самым очевидным, но против него есть целый список возражений. Во-первых, большой радиатор нужно еще куда-то установить, а это может потребовать переделки всей платы, поскольку мы на это не рассчитывали. Во-вторых, мы ведь делаем устройство для питания лаповых конструкций, а не устройство для нагрева воздуха. Если бы нам нужно было нагревать воздух, мы бы сделали калорифер и не мучились бы со схемой. Поэтому увеличение радиаторов — это путь, который мы попробуем в самую последнюю очередь.

Добавить принудительный обдув — это хорошая мера, дающая прекрасный результат. Однако пользоваться этой мерой нужно весьма осмотрительно. Применение вентилятора уместно тогда, когда естественный поток воздуха либо отсутствует, либо крайне затруднен, например, в глубине шасси (мы еще вернемся к этому вопросу). Плата, находящаяся на открытом воздухе, должна все-таки, по возможности, остывать сама — без посторонней помощи.

Заменить деталь более «мощной» — хорошая альтернатива, в том числе и в радиолюбительских условиях. Понятно, что более «мощный» компонент будет при прочих равных условиях меньше греться — и за счет меньшего рассеивания мощности, и за счет более эффективного отвода тепла от кристалла полупроводника.

Что у нас там в списочке проблемное? Ах да, ключевые транзисторы конвертора! Ну что же, заменяем их с 2SK2141 на IRFP450, и снова устраиваем получасовой прогон. Не забыли правило — по одному шагу! Не нужно заменять сразу все.

Каков же результат на этот раз? А вот каков:

♦ двухобмоточный дроссель корректора мощности разогрелся выше всяких ожиданий, свечка плавится;

♦ трансформатор всего лишь теплый;

♦ силовой ключ корректора мощности нагрелся вместе с радиатором до плавления свечки;

♦ диод корректора коэффициента мощности нагрелся настолько, что прогон пришлось остановить;

♦ микросхема корректора мощности практически холодная;

♦ выпрямительный мостик ощутимо нагрелся, но свечку не плавит;

♦ микросхема автогенерирующего конвертора уже не теплая, а горячая;

♦ ключевые транзисторы конвертора нагрелись до плавления свечки куда быстрее, чем в прошлый раз;

♦ сдвоенный диод выпрямителя напряжения накала вместе с радиатором нагрелся, но свечку не плавит.

Вот так! Это называется «приехали». Более «мощная» деталь, оказывается, сильнее греется!!!

Неожиданный финал, правда? Вопреки нашим непоколебимым представлениям, замена хороших деталей лучшими привела в итоге к худшим результатам. Лучшее — враг хорошего! Как такое вообще возможно? Где ошибка?

Не беремся судить про все вопросы. Но ответ на последний очевиден — ошибка в наших представлениях о работе конструкции.

Конструкция всегда права, ведь она всегда ведет себя именно так, как и должна вести себя в данной ситуации. Если она должна сгореть, оттого что мы кое-что напутали в расчетах — она непременно сгорит!

И если при замене менее «мощной» детали на более «мощную» устройство стало греться сильнее — значит, именно так и должно было произойти! Конструкция всегда права, а мы — всегда неправы ! И потому единственное, что нам остается в этой ситуации — вновь сесть за осциллограф, и шаг за шагом проверить работу конструкции, чтобы найти ошибку — нет-нет, не в конструкции, не обольщайтесь! — в наших с вами представлениях о ее работе. Итак, подключаем к блоку питания осциллограф (см. рис. 8.11) и смотрим сигнал на затворах полевых транзисторов.

Все хорошо, ничего неожиданного мы не видим, но нас отчего-то смущает какая-то округлость вершин импульсов (точка Б), как будто у них немножко срезаны кончики. Да и вертикальные «черточки» импульсов почему-то не выглядят такими уж вертикальными, у них есть довольно заметный наклон. Что-то с микросхемой? Ну-ка, возвратим-ка мы схему в предыдущее состояние, и посмотрим, как дело обстоит там!

Ну да, новый вариант немного отличается от того, что мы видели перед этим — округлостей вершин почти нет, да и сами импульсы куда больше похожи на прямоугольные. И тут же память наша услужливая подсказывает нам — емкость! Емкость затвора!

Чем мощнее транзистор, тем емкость затвора у него больше. А чем больше емкость затвора, тем дольше длится процесс ее перезаряда, тем дольше полевой транзистор находится на активном участке своей характеристики, где нагрев его максимален. Это, да еще и эффект того самого Миллера в придачу, и вызвал такой неожиданный для нас нагрев. А микросхема-то, микросхема! Вот как она старается перезаряжает затвор! Оттого и стала она гораздо горячее, чем была до замены.