Оценка температур1
Измерение температур узлов и деталей обеспечивает быстрый и информативный контроль за состоянием УЗЧ. Замеры проводятся с помощью термозонда или разностнотемпературного контрольно-измерительного прибора. Такая проверка наиболее полезна, если вы имеете похожий усилитель в нормальном рабочем состоянии для проведения сравнения. Несмотря на это, даже если у вас нет в наличии блока для сравнения, такими измерениями можно получить много полезных данных.
Например, рассмотрим типичные нормальные температуры для транзистора предоконечного каскада (рис. 1.2, а) и для небольшого мощного транзистора. Пусть при температуре окружающей среды 18°С корпус транзистора предоконечного каскада работает при 27°С. Выводы транзистора обычно на 1°С теплее корпуса, т.е. их температура 28°С. В стереоусилителе транзисторы из предоконечных каскадов левого и правого каналов должны иметь температуры, отличающиеся на 2-3°С друг от друга. Существенная разность температур вызвана дефектами схемы.
Мощные транзисторы работают при больших температурах, нежели маломощные. Например, мощный транзистор, изображенный на рис. 1.2, б, работает при температуре радиатора 29°С. Транзисторы в оконечных (выходных) каскадах правого и левого каскадов стереоусилителя в исправном состоянии работают при температурах, отличающихся друг от друга на 3-4°С, – существующая разница температур вызвана дефектами схемы.
 
Рис. 1.2 Примеры нормальных рабочих температур транзисторов:
а – транзистора предоконечного каскада усилителя мощности; б – небольшого
мощного транзистора; в – типичной конструкции радиатора
Самая горячая точка в транзисторе находится внутри него – это коллекторный переход. Измерения температуры снаружи транзистора показывают, что выводы нагреваются сильнее, чем корпус транзистора.
Если транзистор эксплуатируется с радиатором, то перегрев может быть вызван плохим термоконтактом либо между транзистором и радиатором, либо между радиатором и монтажной панелью. Для улучшения отвода тепла между контактными поверхностями можно залить немного силиконовой смазки.
Зачастую на скорую руку добиваются увеличения выходного уровня транзистора, используя повышенное напряжение питания. Такие действия ведут к быстрому выходу транзистора из строя.
При нормальной работе без сигнала на входе и при температуре окружающей среды 20°С температура корпуса транзистора составляет 28°С, температура радиатора 28°С и температура выводов 33°С. Затем, при нормальной работе при подаче сигнала на вход и мощности на выходе 2,5 Вт температура корпуса составляет 44°С, температура радиатора 44°С и температура выводов 46°С.
Выходная мощность равна Е2/ R, где Е – среднеквадратическое напряжение синусоидального сигнала на нагрузке, а R – сопротивление нагрузки. Например, среднеквадратические 4,47 В на нагрузке 8 Ом дают 2,5 Вт.
Помните: как повышенная, так и пониженная рабочая температура свидетельствуют о нарушении работы схемы!
Заметим, что нормальная рабочая температура выходного транзистора (в частности) зависит в значительной степени от того, измерялась ли она при наличии или отсутствии сигнала. В рассмотренном на рис. 1.3 примере при отсутствии сигнала температура радиатора выходного транзистора составляет 28°С, тогда как при наличии сигнала на входе, имеющего на выходе мощность 2,5 Вт, нормальная температура теплоотвода составляет 44 °С. (Температуру можно измерять на корпусе или на выводе транзистора или на теплоотводе.)
Цифровой
вольтметр
 
Рис. 1.3 Быстрая проверка выходного транзистора:
а – проверка рабочей температуры транзистора выходного каскада УМ
с выходной мощностью 2,5 Вт; б – проверка мощного транзистора
с помощью омметра
На рис. 1.4 приведен другой практический пример. Здесь выходным устройством является мощная интегральная схема. При измерении без сигнала нормальная температура радиатора составляет 25 °С. С другой стороны, при подаче сигнала и мощности на выходе 10 Вт нормальная температура теплоотвода составляет 61°С (см. табл. 1.1). Теплоотвод не прогреется сразу до рабочей температуры – в разных точках теплоотвода температура будет различаться.
Микросхема с номинальной выходной мощностью 10 Вт при отсутствии входного сигнала и окружающей температуре 19°С имеет температуру корпуса 24°С и температуру радиатора 25°С. При подаче на вход сигнала и мощности на выходе 10 Вт температура корпуса возрастает до 62°С, а температура радиатора – до 61°С.
Цифровой
вольтметр
Рис. 1.4 Проверка температуры усилителя мощности на микросхеме (а), назначение выводов типичного усилителя – микросхемы с выходной мощностью 20 Вт (б)
Несмотря на то что сравнительные измерения температуры дают больше всего информации при сравнении температур двух одинаковых ИС, полезные данные могут быть получены при сравнительном измерении температур неодинаковых микросхем, паспортная выходная мощность которых одинакова.
Интегральные усилители мощности могут развивать на выходе мощность до 20 Вт и выпускаются в одиночном или сдвоенном исполнении. Большинство из них имеют внешний радиатор для отвода излишнего тепла и работает в классе В. Многие усилители мощности имеют автоматическую защиту ИС от перегрева. В них также включаются цепь защиты от перегрузок по напряжению и цепь короткого замыкания.
Интегральные микросхемы. Большинство современного электронного оборудования разработано на специализированных интегральных микросхемах, которые обеспечивают работу многих отдельных устройств и элементов. Если вы имеете дело с отказавшей микросхемой без описания, то помните, что в общем используется 24 вида интегральных схем предварительных усилителей. Большинство встречающихся микросхем имеет плоский корпус с планарными выводами. Однако существуют микросхемы и с круглыми корпусами. Заметим, что такие микросхемы могут иметь от 7 до 16 выводов. Как показано ниже, в основном применяются микросхемы с плоскими корпусами двух главных типов.
В большинстве случаев условное обозначение микросхемы отпечатано на корпусе. Если ремонтирующий имеет возможность заглянуть в справочник для идентификации каждого контакта микросхемы, то эта информация может оказаться очень полезной. В таком случае можно быстро «составить мнение» о схеме предусилителя и измерениями напряжений завершить решение задачи.
Но может оказаться, что на корпусе не напечатано условное обозначение или же оно неразборчиво. Соответственно, к исследованию схемы предусилителя надо подойти более тщательно. Заметим, что в случае стереофонического предусилителя часто используются два одинаковых корпуса ИС (один в правом, другой в левом канале). В таком случае сравнительные измерения напряжений часто точно определяют повреждение и помогают локализовать его.
В случае микросхем SK3924/942 (типа К174УН15) предварительные усилители и правого и левого каналов содержатся в одном корпусе. Тем не менее описанный выше предварительный подход применяется отдельно к правому и левому каналам.
Итак, встречаются ситуации, когда условное обозначение микросхемы не напечатано на корпусе или неразличимо. В аварийном состоянии может оказаться как работоспособный усилитель, так и неисправный. Основные подходы к решению этих проблем обсуждаются в гл. 2.
|
