57. Блоки с полупроводниковыми приборами

Полупроводниковые приборы монтируют обычно на панелях в виде отдельных блоков или плат совместно с резисторами, конденсаторами и другими элементами электронных схем. При ТР-3 блоки, подсоединяемые, как правило, с помощью штепсельных разъемов, снимают для ревизии и ремонта в аппаратном цехе.

Здесь и продувают слабой струей сжатого воздуха и внимательно осматривают. При этом легко обнаружить механические повреждения полупроводников, резисторов и конденсаторов, нарушения пайки, изломы деталей и соединений, следы чрезмерного нагрева и перегорания. В корпусах силовых вентилей могут образовываться вмятины, повреждаться резьба, нарушаться крепление корпуса к охладителю. Может произойти обрыв жил гибких выводов.

При отсутствии явных повреждений подают требуемое питание на вход блока и проверяют соответствие нормам выходных параметров при различных нагрузках. В зависимости от назначения блока на выходе измеряют напряжение, ток и его частоту и при отрицательных результатах проверяют исправность приборов по отдельным узлам.

С помощью вольтметра или осциллографа убеждаются в наличии питания на входных зажимах. Затем, последовательно продвигаясь от одного узла к другому, наблюдают на экране осциллографа импульсы в различных точках цепей. Полезно на рабочем месте иметь карты, представляющие характер импульсов в каждом узле проверяемых схем.

Продвижение по схеме прекращают на том узле, где обрывается нормальный ход импульсов. Приступая к проверке неисправного узла, убеждаются в том, что импульсы поступают на его входы со всех соседних узлов схемы. После этого отпаивают отдельные элементы неисправного узла и проверяют их с помощью осциллографа или тестера. При отсутствии параллельных цепей некоторые транзисторы, диоды. конденсаторы и резисторы проверяют, не отпаивая. Во время испытания и настройки транзисторного устройства нельзя оставлять разорванной цепь базы при включенном питании, так как это может привести к выходу из строя транзисторов.

Основными отказами полупроводников являются пробой, обрыв цепи и нестабильность характеристик. При пробое ток может проходить в прямом и обратном направлениях из-за потери полупроводником вентильных свойств или перекрытия пластины по боковой поверхности. Повышенный обратный ток является следствием уменьшения обратного сопротивления. При обрыве цепи внутри полупроводника ток не проходит ни в прямом, ни в обратном направлении. Нестабильность характеристик полупроводника обычно является результатом нарушения технологии изготовления, а в эксплуатации следствием потери герметичности.

Тестером проверяют также исправность изоляции проводов относительно корпусов трансформаторов и реле. Иногда для проверки конденсаторов их заряжают от источника постоянного тока номинальным напряжением (обычно 50 В) и разряжают накоротко. Разряд исправного конденсатора сопровождается искрой и слабым хлопком.

Во многих случаях не ограничиваются проверкой диодов и транзисторов с помощью тестера и для большей уверенности проверяют их характеристики на специальном стенде. Представление об устройстве такого стенда может дать схема, показанная на рис. 223. Обязательной проверке на стенде подвергают и все вновь устанавливаемые полупроводниковые приборы.

Рис. 223. Схема стенда для проверки полупроводниковых приборов

Питание испытуемых полупроводниковых приборов, подсоединяемых своими выводами - эмиттер, база, коллектор - к соответствующим зажимам Э, Б, К в правой части схемы, осуществляется двумя аккумуляторными батареями Б1 и Б2. Каждая батарея состоит из двух аккумуляторов КН-45. Для подзарядки их подключают тумблерами Т3 и Т4 к выпрямителям СВ1 и СВ2 при выключенных тумблерах 77 и Т2. При испытании транзистора батареи отключают от выпрямителей и тумблеры 77 и Т2 переводят в положение "Включено".

Необходимый ток базы транзистора I_эб устанавливают путем перемещения движка Р1 и контролируют его значение по амперметру А2 со шкалой на 3 А. Перемещая движок Р2 по амперметру А1 с пределом измерения 10 А, устанавливают требуемое значение тока коллектора I_эк. Далее подсоединяют вольтметр V штепсельной вилкой ШВ к гнездам Б, Э и К и измеряют напряжение на выводах транзистора V_эк и V_эб.

Для проверки обратного тока при напряжении U_эб=60 В транзистор подключают к зажимам Э, Б и К, расположенным с левой стороны стенда. Зажимы Э и Б закорочены, и к ним подведен "плюс" выпрямленного тока, а "минус" подключен к зажиму К. Питание к этим зажимам подается от сети переменного тока напряжением 220 В после включения тумблера Т5 через делитель напряжения РЗ и выпрямительный мост Д.

Пульсации выпрямленного тока сглаживаются батареей конденсаторов С7. Резистор R2 служит для разряда конденсаторов по окончании измерений, a R1 - для защиты диодов и транзисторов от перегрузки и предохранения миллиамперметра mA в случае, если полупроводник окажется пробитым.

Обратный ток полупроводников измеряют миллиамперметром с пределом 10 мА. Для того чтобы пользоваться одним и тем же вольтметром, его подключают к штепсельным гнездам 300 В или 75 В через резисторы R3 и R4.

При проверке обратного тока транзисторов штепсельную вилку ШВ устанавливают в гнезда ±75 В. Передвигая делитель напряжения РЗ из нулевого положения до тех пор, пока напряжение на транзисторе не станет равным 60 В, внимательно следят за показаниями миллиамперметра. При напряжении 60 В делают выдержку в течение нескольких минут. Если в момент увеличения напряжения или последующей выдержки ток в приборе увеличивается свыше допустимого, транзисторы бракуют.

Для проверки тока пропускания диода его подключают к зажимам Э и К на правой стороне стенда. Тумблером Т2 включают батарею Б2 и вставляют штепсельную вилку вольтметра в гнезда Э и К. Затем движком реостата Р2 устанавливают ток, соответствующий типу полупроводника.

Проверяя значение обратного тока, диод подключают к зажимам Э и К, расположенным слева. Штепсельную вилку ШВ вставляют в гнездо ±300 В. Включают тумблер Т5 и, передвигая движок реостата РЗ, устанавливают необходимое испытательное напряжение.

Для комплексной проверки электронных блоков непосредственно на локомотиве все шире используют различные стационарные и переносные средства диагностики. Так, на электровозах ЧС2^т, ЧС7, ЧС6 и ЧС200, оборудованных электронной системой управления реостатным тормозом, для контроля электронных блоков используют переносное диагностическое устройство, поставляемое заводом "Шкода". Оператор подсоединяет его к контролируемой системе через специальные разъемы в шкафах с электронными платами и, пользуясь инструкцией завода, последовательно подает воздействия. Реакция контролируется по сигнальным лампам и стрелочному индикатору, имеющему относительную шкалу. По загоранию ламп и показанию прибора можно сделать заключение об исправности конкретной платы или ее элементов.

При эксплуатации схем с использованием транзисторов и диодов полезно помнить, что полупроводниковые приборы очень чувствительны к чрезмерному нагреву. Поэтому осматривая блоки, убеждаются в исправном креплении полупроводников к экранам. Во избежание недопустимого нагрева полупроводника при пайке его придерживают за выводы плоскогубцами и надолго не задерживают около него паяльник, стремясь припаять диод или транзистор за 3-5 с. При монтаже транзистора сначала припаивают базовый вывод, затем - эмиттерный и коллекторный.

Если требуется срастить два проводника, их концы не скручивают, а соединяют пайкой, как показано на рис. 224.

Рис. 224. Соединение приборов в электронных схемах