Регулируемый электронный предохранитель

В технической диагностике наиболее часто используют три подхода к проверке работоспособности транзисторов:установка транзистора в заведомо исправную схему; снятие характеристик транзистора для последующего определения его коэффициента передачи тока; измерение коэффициента усиления по току.Приборы для реализации этих подходов называются тестерами или испытателями транзисторов. На рисунке 10 приведена схема тестера, реализующего первый подход. а – принципиальная схема тестера; б – звуковая индикация работоспособности транзистора; в – световая сигнализация работоспособности транзистора.Рисунок 10 - Тестер транзисторов n-p-n – типаИспытуемый биполярный транзистор n-p-n – типаподключается к специально предназначенным для этого клеммам симметричного мультивибратора (генератора прямоугольных импульсов). При исправности испытуемого транзистора, на выходе генератора появляются импульсы напряжения, которые могут воспроизводиться акустически (рис.10, б).При подключении к генератору цепочки (рис.10, в), исправность транзистора индицируется свечением светодиода VD3 (при отсутствии колебаний на выходе генератора постоянный выходной ток не может пройти через разделительный конденсатор С3 и светодиод не светится).3 Проверка работоспособности устройства3.1 Общие рекомендации по диагностике ЭРППоиск неисправностей в ЭРП необходимо начинать, прежде всего, с тщательного внешнего осмотра источника питания. Если он только что включен, необходимо касанием проверить перегрев основных элементов. Здесь важно не получить ожог, т.к. элементы, пропускающие ток обычно довольно сильно разогреваются в процессе работы.Чтобы произвести измерение напряжения, необходимо произвести отсоединение нагрузки от ЭРП. Если напряжение не выходит за пределы заданной нормы, то проблема, скорее всего, кроется в нагрузочной схеме. Другой метод поиска неисправностей заключается в измерении напряжения по функциональным блокам схемы, плавно двигаясь от выхода схемы к входу. Таким образом, мы последовательно логически ограничиваем, выделяем участки с возможными дефектами.3.2Измерение параметров электронного регулируемого предохранителя. Технологии измерения параметров ЭРПДвигаемся от выхода ко входу. Отключаем напряжение питания и нагрузку и проверяем работоспособность тринистора по пункту 2.2. Далее тестером (омметром) проверяем сопротивление резистора R8, попарно между выводами. Изменяем сопротивление поворотом рукоятки прибора, проверяем омметром.Тестером (омметром) проверяем сопротивление резистора R7.Проверяем номиналы резисторов R3-6, R2 и R1, прозванивая их на печатной плате. Включаем прибор и проверяем напряжения на эмиттерах транзисторов VT2, VT1.3.3 Проверка работоспособности посредством схемотехнического моделированияРаботоспособность устройства тестировалась в системе моделирования радиоэлектронных схем OrCADверсия16.6.При необходимости элементы были заменены на аналоги по ключевым параметрам элементов из имеющихся в наличии системы библиотек. Исходная схема, созданная в редакторе OrCAD Capture, представлена на рисунке11.Рисунок11Элементы были заменены на аналогичные по ключевым параметрам элементы из присутствующих в системе библиотек (таблица1).Таблица 1Таблица аналогов для замены РЭА схемы оригиналаРЭА заданные в схемеАналогиТип элементаНоменклатураТринисторКУ103АTCR22-3/TOТранзисторКТ817Б2N5388ТранзисторКТ805AM2N5624Кроме того, имена идентификаторы элементов были также изменены на данной схеме. Соответствие идентификаторов изначальной схемы и схемы, смоделированной в редакторе Orcad:Таблица 2Соответствие идентификаторов изначальной схемы и моделиОриг. схемаR1R2R3R4R5R6R7R8VT1VT2VS1Смодел. схемаR1R2R3R4R5R6R7R8Q1Q3Q2Характеристики резисторов в схемеРезисторСопротивление, ОмR1750R22400R31000R41000R51000R61000R71000R54,7Характеристики тринистора в схемеМаксимальное постоянное обратное напряжение, ВМаксимальное импульсное обратное напряжение, ВМаксимальный прямой(выпрямленный за полупериод) ток,АМаксимально допустимый прямой импульсный ток,АМаксимальный обратный ток,мкАМаксимальное прямое напряжение,ВTCR22-3/TO751200.21,5550Характеристики транзисторов в схемеТакже была проведено тестирование выходного напряжения ЭРП при различных значениях настройки переменного резистора R8 (рис. 12 и рис. 13):Рисунок 12 - Значения при крайнем максимальном значении переменного резистора R8Рисунок 13 – Значения РПН при крайнем минимальном значении переменного резистора R8Как видно из данных схем, переключения предохранителя напрямую зависит от значения переменного резистора R8.Далее были проведены аналитические мероприятия с целью выявления возможных дефектов данного радиоэлектронного устройства. Для этого проводилось моделирования ситуаций, приводящих к нарушению работы устройства. Возможные наиболее распространенных ЭРЭ приведены ниже:Резисторы: обрыв вывода, короткое замыкание между выводами, отклонение сопротивления резистора от номинального значения выше заданного значения. Резисторы широкого назначения имеют допустимое отклонение сопротивления ±5…30%.Диоды: короткое замыкание p-n-перехода, выгорание p-n-перехода.Транзисторы: короткое замыкание переходов база-эмиттер, база-коллектор, коллектор-эмиттер; выгорание переходов база-эмиттер, база-коллектор, коллектор-эмиттер.3.4НеисправностиКороткое замыкание между выводами резистора R1Замыкание R1 приводит к срабатыванию предохранителяОбрыв вывода резистора R1Обрыв R1 приводит к несрабатыванию предохранителя3. Параметрический отказ резистора R1Параметрический отказ привёл к срабатыванию предохранителя4.Короткое замыкание p-nперехода тринистораКороткое замыкание p-nперехода тринистора привело к несрабатыванию предохранителя.5. Выгорание p-n-перехода тринистораВыгорание p-n-перехода тринистора приводит к некорректной работе предохранителя.6. Короткое замыкание перехода база-эмиттер транзистора V1.Короткое замыкание перехода база-эмиттер транзистора V1 привело к некорректной работе предохранителя.7. Короткое замыкание перехода база-коллектор транзистора V1.Короткое замыкание перехода база-коллектор транзистора V1 приводит к выходу из строя ЭРП.Словарь неисправностей к схемеФормулировка неисправностиU1U2U3U4U5U60. Полностью исправное устройство4,35V4,4V9,9V4,35V4,35V9,35V1. Короткое замыкание между выводами резистора R110V4,4V9,9V4,35V4,35V9,35V2. Обрыв вывода резистора R110V4,4V9,9V4,35V4,35V9,35V3. Параметрический отказ резистора R14,35V4,4V9,9V4,35V4,35V0V4.Короткое замыкание p-n перехода тринистора THY14,35V0,256V9,9V4,35V4,35V9,35V5. Dыгорание p-n перехода тринистора THY14,35V0,764V9,9V4,35V4,35V0V6. Короткое замыкание перехода база-эмиттер транзистора V1. 4,35V0,611V9,9V4,35V4,35V0V7. Короткое замыкание перехода база-коллектор транзистора V24,35V10V9,9V4,35V4,35V0VЗаключениеВ процессе работы над данным заданием мной был изучен принцип работысхемы и устройство электронногорегулируемого предохранителя. Были рассмотрены элементы, входящие в состав функциональных узлов устройства, проведены разъяснения и примеры диагностики элементной базы устройства.Для решения данной задачи была применена программа схемотехнического моделирования FASTMEAN6.0. Благодаря составленной аналитической таблице, можно отслеживать динамику изменения параметров элементной базы устройства, выявлению отказовых ситуаций для ЭРП, а также систематические нарушенияв его работе. Наиболее опасной неисправностью повлекшей серьезные отклонения в значении выходной характеристики, оказалось короткое замыкание на ключевых элементах устройства (переходах транзисторов итринистора, выводах резисторов).Библиографический списокХоровиц П., Хилл У., «Искусство схемотехники» [электронная книга]. – Режим доступа: http://www.skilldiagram.com/gl2-16.htmlФолкенберри, Л.Н. Справочное пособие по ремонту электрических и электронных систем: Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 416с.: ил.Электронный ресурс «Регулируемый электронный предохранитель» http://www.radiomexanik.spb.ru/istochniki-pitaniya/reguliruemyiy-elektronnyiy-predohranitel.htmlЭлектронный ресурс «Определение неисправностей и замена радиодеталей»http://birems.ru/enc/opredelenie-neispravnostey-i-zamena-radiodetaley.htmlЭлектронный ресурс «Общие вопросы технической диагностики» http://www.microbik.ru/dost/1.+%D0%BE%D0%B1%D1%89%D0%B8%D0%B5+%D0%B2%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%8B+%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B9+%D0%B4%D0%B8%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8%D0%BA%D0%B8c/shk-6.htmlЭлектронный ресурс «Диагностика неисправностей и замена радиодеталей, часть 1» http://www.bitelektronika.ru/elektronika/detremont01.phpБенда Д., Поиск неисправностей в электрических схемах. – Спб.: БХВ-Петербург, 2011. – 256 с.