Линейный регулятор на параллельных транзисторах, горят переходы коллектор-база Опции

[tntsasha]

Есть силовой источник тока в виде линейного регулятора компенсационного типа 45В, 165А.
В момент включения совместно с низкоомной нагрузкой (или закороткой) горят практически все переходы коллектор-база транзисторов и с ними часть предохранителей 0.5А. Далее по этим сгоревшим переходам (падение 100...200 мВ) течёт ток через резистор 22 Ома, который в течении 10 сек сгорает от перегрева. Все остальные детали (первые два транзистора усилительного каскада, предохранители 6.3А и др.) остаются в рабочем состоянии. Стабилитрон 15В вроде как тоже сгоревший, т.к. падение напряжения на нём выше напряжения стабилизации.
Не могу понять в чём может быть причина ?
На 5ый вывод поступает сигнал с блока управления, в котором реализована обратная связь и защиты.
Что посоветуете предпринять в данном случае, ибо сгоревших транзисторов (ТО-3) набралось уже пол-ведра ?
Может быть как-то можно схемотехнически реализовать защиту от выгорания переходов транзисторов в силовом блоке ?
Моя не понимать и плакать Плакать и не понимать как это починить.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[MikeSchir]

Ну что сказать? Трудно увидеть кошку...(С) Невозможно ничего сказать, если не видишь схемы, от которой всё Это управляется.

[Ydaloj]

давайте так
что такого нужно подать на контакт 5, чтобы при к/з в нагрузке у транзисторов повылетали именно коллекторные переходы

Сообщение отредактировал Ydaloj - Apr 29 2016, 13:27

[MrYuran]

Как говорил препод по радиоэлектронике, "точек нет - схема нерабочая, говорить не о чем"

В том числе, рассказывал байку о параллельных биполярных транзисторах в цепи управления приводом, которые тоже ведрами меняли.

[Plain]

Стабилитрон заменить на 2,7 В (BZX55C2V7, 1N5223 и т.п.) и поместить между базой первого транзистора и Конт.6.

[Herz]

Да, предохранители в цепи базы - это сильно...

Далее по этим сгоревшим переходам (падение 100...200 мВ) течёт ток через резистор 22 Ома, который в течении 10 сек сгорает от перегрева.

А как он течёт, если пол-амперные предохранители сгорают? Впрочем, ясно как. Но в чём смысл этих предохранителей - ума не приложу.

Стабилитрон 15В вроде как тоже сгоревший, т.к. падение напряжения на нём выше напряжения стабилизации.

Стабилитроны обычно пробиваются в КЗ.

[Abell]

Плакать и не понимать как это починить.

Азохен вей, какой шлимазл эту схему придумал... Плакать и выкинуть в мусорку, особенно - "блок управления, в котором реализована обратная связь и защиты", как не оправдавший доверия.
"Починить" здесь - от слова "Переделать все"

[Oxygen Power]

Переходные процессы в паразитных индуктивностях. Транзисторы горят из-за превышения напряжения.

[tntsasha]

давайте так
что такого нужно подать на контакт 5, чтобы при к/з в нагрузке у транзисторов повылетали именно коллекторные переходы

Тут уместнее будет - что нужно поменять чтобы независимо от сигнала управления на контакте 5 эти переходы у транзисторов не повылетали ?

Стабилитрон заменить на 2,7 В (BZX55C2V7, 1N5223 и т.п.) и поместить между базой первого транзистора и Конт.6.

Как понимаю - это будет ограничивать полное открытие транзисторов усилительного каскада ? Надеюсь что такая припарка поможет.
Может конденсатор куда-н ещё поставить ?

Да, предохранители в цепи базы - это сильно...
А как он течёт, если пол-амперные предохранители сгорают? Впрочем, ясно как. Но в чём смысл этих предохранителей - ума не приложу.
Стабилитроны обычно пробиваются в КЗ.

Сгорает часть этих предохранителей, около 20%, вместе с переходами к-б, а по остальным течёт ток через этот резистор.

Азохен вей, какой шлимазл эту схему придумал... Плакать и выкинуть в мусорку, особенно - "блок управления, в котором реализована обратная связь и защиты", как не оправдавший доверия.
"Починить" здесь - от слова "Переделать все"

Да. Источники тока довольно таки тяжёлые и увесистые шкафчики с водяным охлаждением и трёхфазным понижающим трансформатором.
Привезены из Голландии, придуманы очевидно там же.
Выкинуть, не вариант, нужно починить. Переделывать всё не хотелось бы - хотелось бы простую защиту именно от выгорания переходов.

АЦП и ЦАП в блоке управления - одни из первых разработок от AnalogDevicа закорпусированы в модуль.
При том плат управления с АЦП (разными) три вида, хотя блоки управления на одно лицо, т.е. панель.
Такое ощущение, что эти блоки питания - какие-то макеты и т.к. их несколько видов - прослеживается эволюция развития этих источников.
От такого же силового линейного регулятора, но без предохранителей в базах и эмитерах, до регулировки асинхронным приводом ЛАТРа.
Хотя блоки управления подходят ко всем типам силовых частей.

Переходные процессы в паразитных индуктивностях. Транзисторы горят из-за превышения напряжения.

Паразитных индуктивностях где ? Топология силовой части довольно таки грамотно сделана. Только если индуктивность базовых предохранителей ?
Превышение напряжения перехода к-б ?

Пока собираюсь заменить транзисторы ... второй раз уже ... в трёх источниках питания (((
Кстати, другие источники питания с такой же силовой частью работают уже несколько лет и не сгорают. Может электролиты после выпрямителя высохли ?

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Plain]

Может электролиты после выпрямителя высохли ?

По всем правилам, неизвестные транзисторы должны были быть выбраны с учётом этого случая, ещё и с полуторным запасом, но здесь голландская инженерная мысль пожизненно оградила их от КЗ и ограничила их КЭ на уровне 15 В неким задохликом-стабилитроном.

[Oxygen Power]

Паразитных индуктивностях где ?

При таких токах просто проводник уже индуктивность. Сгорает в момент перепада тока, в момент резкого его уменьшения.

[domowoj]

tntsasha
Это же просто эмиттерный повторитель, ну проверьте его отдельно от схемы
стабилизации, т.е. подайте на его вход от отдельного источника 0...45 В
и постепенно увеличивая входное проверьте работоспособность вашего ЭП,
естественно сначала при пониженной нагрузке.
Можно/нужно в коллектора поставить токоограничивающие мощные резисторы,
этим самым вы разгрузите сами транзисторы и вдобавок исключите вероятность
их возбуждения на больших токах, что вполне вероятно.

Отдельно проверить схему стабилизации/управления.

Не понятно назначение стабилитрона 15В - выкинуть.

[NeonS]

В таких "ломовых" схемах для выходных транзисторов неизбежны требования по подбору одинакового (или близкого) коэффициента усиления. Ну и разумеется, вопрос об эффективности охлаждения - самый важный. Согласен с предыдущим коллегой, что нужно начинать измерения с малых нагрузок, без "штурмовщины", чтобы спокойно разобраться в причинах сгорания. К сожалению, схема спроектирована так, что "принцип домино" неизбежен.

[Abell]

Кстати, другие источники питания с такой же силовой частью работают уже несколько лет и не сгорают. Может электролиты после выпрямителя высохли ?

Допуская, что транзисторы в этом "регуляторе" имеют допустимые напряжения коллектор-эмиттер и коллектор-база несколько больше 65В, можно таки предположить пробой переходов с помощью этих несуразно-дурацких конденсаторов по 1мкФ и не совсем полную вменяемость "блока управления".
Взять бы запоминающий осциллограф да записать бы форму сигнала с "блока управления" в момент включения с нагрузкой на исправной стойке и на проблемной, да сравнить бы эти сигналы, а потом бы проанализировать да основательно тряхнуть эти феерично-фейерверочные схемы на предмет выбивания из них всякой дури
П.С. Кстати, если эти блоки стабилизируют все-таки ток (гальваника или что-то подобное, нет?), то его логичнее было бы, имхо, снимать с коллекторов

Сообщение отредактировал Abell - Apr 30 2016, 20:09

[SmartRed]

Огласите все таки тип транзисторов и их количество что бы прикинуть что там с ОБР на КЗ.

Каким образом измеряется ток ?
Распределение тока по транзисторам проверялось ?
В режимах когда источник не горит исследовались переходные процессы при старте ?

[sherr]

П.С. Кстати, если эти блоки стабилизируют все-таки ток (гальваника или что-то подобное, нет?), то его логичнее было бы, имхо, снимать с коллекторов

Судя по фотографии скорее электромагнит масс-спектрометра или чего-то подобного

Сообщение отредактировал sherr - May 3 2016, 13:37

[Abell]

Источники тока довольно таки тяжёлые и увесистые шкафчики с водяным охлаждением и трёхфазным понижающим трансформатором.
...
Превышение напряжения перехода к-б ?
...
Может электролиты после выпрямителя высохли ?

Кстати вспомнилось - а ведь был похожий случай, еще в прошлом веке, кажется. На другой аппаратуре, но с похожей схемотехникой - правда, выходной транзистор был всего один, но очень мощный по тем временам. Может, в Вашем случае причины похожие.
Прикол был в том, что кроме потери емкости фильтрующих конденсаторов, которую очень не сразу обнаружили, в трехфазном выпрямителе был еще стремящийся в обрыв один из шести диодов. То есть, на холостом ходу все работало, а под нагрузкой - не всегда, но очень часто сжигался именно коллекторный переход выходного транзистора.
В момент, когда диод обрывался, потенциал на коллекторе становился намного меньше, чем на базе, и благодаря чересчур мощному предвыходному транзистору и отдельному источнику питания для него, а так же очень чуткой и быстрой обратной связи, через коллекторный переход выходного транзистора шел достаточно большой прямой ток. Предохранителей не было, был резистор, он тоже сгорал.
Естественно, сначала заменил высохшие конденсаторы фильтра. Потом обратил внимание на возникающие иногда не совсем трехфазные пульсации питания в рабочем режиме, и вычислил неисправный диод. Потом не спеша сделал и внедрил новую схему, которая проработала до позапрошлого года, пока не отправилась в металлолом вместе со станком

[iev91]

Стабилитрон - однозначно выкинуть.

Также выкинуть (замкнуть накоротко) ВСЕ предохранители в цепях баз и коллекторов. Вместо них поставить ОДИН на соответствующий общий ток. В таком случае, если вылетает один транзистор (первый), то он берет на себя задачу пережечь предохранитель, а остальные транзисторы при этом отдыхают, т.к. на них снижается напряжение. Таким образом, при аварии сгорает ОДИН транзистор, а не все и не половина.

Ну, и не мешало бы понять все-таки причину. Похоже на индуктивный всплеск напряжения из-за изменения характера нагрузки. По идее, должны помочь несколько распределенных мощных снабберов.

(предполагаю, что это гальваническая ванна)

[SNGNL]

Как понимаю - это будет ограничивать полное открытие транзисторов усилительного каскада ? Надеюсь что такая припарка поможет.

Прежде чем ставить припарки-амулеты, лучше убедиться в целостности цепей управления, обратной связи (конт.6) и их исправности:
Замените все сгоревшие компоненты, силовые транзисторы выбирайте с минимальным разбросом значений коэффициента усиления по току. Установите их в схему со штатной нагрузкой, не подключая коллекторные цепи и предохранители в цепях баз . Включив питание, измерьте напряжение на резисторе 22 Ом. Оно должно незначительно отличаться от заданного выходного. Затем, предварительно снимая питание, подключайте по одному базовые предохранители и контролируйте напряжение на резисторе. Оно не должно значительно меняться, при исправной схеме управления.
Если все в порядке, можно начать подсоединение коллекторных цепей, по одному, заменив штатную нагрузку на более высокоомный эквивалент - реостат, либо набор сопротивлений. С нагрузкой, соответствующей максимальному току одиночного транзистора, можно проверить срабатывание защиты. Сопротивление нагрузки нужно постепенно уменьшать, с увеличением числа включенных транзисторов.

Сообщение отредактировал SNGNL - May 3 2016, 23:48

[Oxygen Power]

Попробуйте поставить варисторы параллельно К-Э на напряжение меньше, но близкое к максимальному для транзистора. Работе схемы не помешают, но может спасут ваши транзисторы.

[MikeSchir]

Огласите все таки тип транзисторов и их количество что бы прикинуть что там с ОБР на КЗ.

Присоединюсь к вопросу.
А чему ещё в биполярном транзисторе гореть кроме коллекторного перехода? Вся мощность в нём.
Назначение стабилитрона, действительно, непонятно. Может быть это связано с очень узким диапазоном сопротивления нагрузки устройства, и КЗ для данной схемы не допустимо.

[SNGNL]

Назначение стабилитрона, действительно, непонятно. Может быть это связано с очень узким диапазоном сопротивления нагрузки устройства, и КЗ для данной схемы не допустимо.

Вероятно, стабилитрон ограничивает падение напряжения на регулирующих транзисторах, а следовательно и рассеиваемую на них мощность. Предположительно, из за её превышения они и выгорают. Предварительный усилитель должен обеспечить достаточный ток в цепи баз параллельной сборки, для её полного отпирания. А при КЗ нагрузки, должен сработать предохранитель 0.5А в цепи предварительного усилителя (на рисунке изображен горизонтально). Если, конечно, его не заменили "жучком"

[MikeSchir]

Вероятно, стабилитрон ограничивает падение напряжения на регулирующих транзисторах, а следовательно и рассеиваемую на них мощность.

При этом выходное напряжение не может быть меньше чем (65 В - (15...18) В)~47...50 В, при чём, не зависимо от тока нагрузки. Меньше просто не получится из-за стабилитрона.

...А при КЗ нагрузки, должен сработать предохранитель 0.5А в цепи предварительного усилителя (на рисунке изображен горизонтально).

Очень "грамотная защита" Это ж повторитель, т.е. ток базы есть только тогда, когда есть ток эмиттера. Делаются ставки, какой предохранитель быстрее сгорит: один из выходных или горизонтальный? А может быть транзисторы быстрее, а потом уж какой-нибудь из предохранителей?
Похоже схемке - сто лет в обед но никак не меньше сорока пяти

Но главное!

Кстати, другие источники питания с такой же силовой частью работают уже несколько лет и не сгорают.

Похоже это тот случай, когда нужно проверять ВСЁ подряд. Сочувствую.

[SNGNL]

При этом выходное напряжение не может быть меньше чем (65 В - (15...18) В)~47...50 В,

Точнее 44 - 45 В, учитывая падение на базовых переходах.

Очень "грамотная защита" Это ж повторитель, т.е. ток базы есть только тогда, когда есть ток эмиттера. Делаются ставки, какой предохранитель быстрее сгорит: один из выходных или горизонтальный? А может быть транзисторы быстрее, а потом уж какой-нибудь из предохранителей?

Достаточно грамотная, если максимальное падение напряжения на выходных транзисторах регулятора, ограничено упомянутым стабилитроном.

Сообщение отредактировал SNGNL - May 6 2016, 09:54