Среди большого количества лабораторных блоков питания. , находящихся в эксплуатации на сегодняшний день, особое место занимает блок Б5-71. С одной стороны, эта удачная разработка конца 80-х годов явилась базовой для целого семейства импульсных лабораторных блоков питания. Обладая неплохими параметрами, надежностью и «живучестью», лабораторные блоки питания Б5-71 составили серьезную конкуренцию более ранним разработкам импульсных блоков питания (таким, например, как Б5-46, Б5-47, Б5-48, Б5-49, Б5-50), выгодно отличаясь высокой нагрузочной способностью и меньшим уровнем напряжения индустриальных радиопомех. Не секрет, что уровень паразитных излучений импульсных блоков питания, как в первичную сеть, так и в нагрузку, достаточно высок. Это обстоятельство может серьезно ограничивать область применения импульсных блоков питания. Например, работа чувствительных стрелочных измерительных приборов, питающихся от импульсных лабораторных блоков питания Нижегородского завода «Риап», типа Б5-46,Б5-47 может быть полностью «парализована» паразитными излучениями в цепь нагрузки.
С другой стороны, не будем забывать уровень элементной базы, положенной в основу лабораторного блока питания Б5-71. Технический уровень 80-х годов позволил создать блок на основе дискретного набора функциональных узлов, в котором потенциальные ненадежности каждого из составляющих узлов суммируются. В итоге статистика отказов и неисправностей лабораторного источника питания Б5-71 заставляет задуматься. Рассмотрим этот аспект подробнее.Для этого обратимся к блок-схеме рассматриваемого лабораторного блока питания:
Блок-схема лабораорного блока питания Б5-71
Первая ступень стабилизации выходных параметров лабораторного источника питания Б5-71 – первичный стабилизированный выпрямитель сети – выполнен на элементах, не отличающихся особенной надежностью: устаревшем однопереходном транзисторе КТ 117 в качестве управляющего элемента, тиристоре КУ- 228 И в качестве ключевого элемента.
Схема стабилизированного выпрямителя сети лабораторного блока питания Б5-71
Многие, вероятно, помнят, сколько хлопот доставляли эти тиристоры ремонтникам советских телевизоров. Далее, схема инвертора лабораторного источника питания Б5-71 собранная на неплохих транзисторах, но проблема заключается в том, что эти транзисторы, КТ 940 А и КТ 845А требует подбора пар транзисторов по идентичности параметров, что значительно усложняет ремонт и требует наличия большого запаса элементной базы для обеспечения возможности выбора. Игнорирование этой процедуры может привести к несимметричной работе полумостов инвертора, возрастет уровень паразитных шумов инвертора ( чем это грозит, упоминалось выше).
Схема силового инвертора Б5-71
Пробой каждого из полумостов может вызывать выгорание обмоток трансформаторов, ремонт которых вызывает немалые сложности. Кроме того, схема инвертора в Б5-71 несимметрична изначально: первый полумост, фактически работает в двух инверторах – не регулируемом, работающим на вспомогательные вторичные источники блока, и ШИМ-регулируемом, работающим на силовой выпрямитель. Несимметричная нагрузка полумостов только увеличивает уровень паразитных шумов. Так же, определенную трудность в ремонте Б5-71 может доставить использование в схеме инвертора диодных сборок КДС 111В, которые приходится поискать для замены. Силовой выпрямитель достаточно надежен и выполнен на, возможно, лучших диодах советской эпохи КД2997А. В качестве выходного регулирующего элемента использован один из первых отечественных силовых «дарлингтонов» КТ 827А, безусловно устаревший на сегодняшний день и, так же, не самый надежный элемент. Вообще же, на сам узел линейного регулятора напряжения стоит обратить внимание. Положительное качество такого узла в том, что он обеспечивает наиболее линейное регулирование выходного напряжения (по сравнению с опосредованным регулированием через управление преобразователем, которое, в свою очередь, позволяет уменьшить падение напряжения на выходном линейном регуляторе, работающем в режиме класса А, с максимальным тепловыделением). Кроме того, выходной линейный регулятор является хорошим фильтром импульсных помех, значительно ослабляющим их уровень. Однако, в случае пробоя регулирующего транзистора (КТ 827А), есть вероятность, что к нагрузке будет приложено полное напряжение инвертора ( 40 вольт и более). Предусмотренная в блоке Б5-71 «защита от перенапряжения» в этом случае окажется бесполезной, так как не сможет запереть пробитый регулирующий транзистор. Усилители обратной связи хлопот, как правило, не доставляют, но они содержат большое количество проволочных многооборотных подстроечных резисторов, имеющих свойство «стареть» даже в неработающем блоке (например, при складском хранении). В схеме регулировки защиты выхода, опять таки, используется «неблагонадежный» тиристор КУ 228 И. Замена двухполярных интегральных стабилизаторов К142 ЕН 6А вспомогательных источников, то же, может представлять определенные сложности ввиду того, что сегодня широк и доступен ассортимент импортных интегральных стабилизаторов, чего нельзя сказать о продукции советского ВПК. В качестве задатчиков значений выходного напряжения и тока (в режиме стабилизации тока) в Б5-71 применены стандартные, подверженные износу потенциометры. В данном случае, это потенциометры «семейства» СП5-35.
Оригинальная «версия» СП5-35
Интересная задумка совместить в одном органе настройки грубую и точную настройку на практике не всегда удобна неискушенному пользователю; кроме того, «двухподковочная» конструкция этих переменных резисторов снижает надежность такого регулятора. Стоит вспомнить еще и «палладиевую лихорадку», практически уничтожившую запасы этих резисторов (возникает проблема замены вышедших из строя регуляторов). Пришедшие им на смену удешевленные версии СП5-35 оказались существенно хуже, как по качеству работы, так и по качеству сборки (пластиковое основание, завальцованное в мягкий алюминиевый корпус, иногда выдавливается, при нажатии на ручку потенциометра). В наше время, удобнее видеть на этом месте энкодеры или прямой программируемый ввод значений предустановленных значений напряжения и тока ( уставок) при помощи кнопок. Устройство индикации выполнено по классической схеме с использованием стандартной БИС АЦП КР572ПВ2А. Этот узел абсолютно стандартен, надежен и не вызывает нареканий. Напротив, приятным дополнением блока является возможность использовать устройство индикации в качестве вольтметра, для измерения внешнего поданного напряжения. Однако, не предусмотрена возможность выставить нужные значения до подачи напряжения на нагрузку. Использование светодиодных индикаторов с большим токопотреблением – то же, по своему, анахронизм. Кстати, общее энергопотребление этого ИБП достаточно велико, порядка 900 Вт, при 300 ваттах полезной мощности. Такое распределение мощностей выглядит нерациональным. Блок питания Б5-71 содержит большое количество разъемных соединителей, не отличающихся высоким качеством. Последнее обстоятельство очень часто становится причиной неполадок рассматриваемого источника.
Рассмотренные выше особенности лабораторного источника питания Б5-71 показывают, что при относительной надежности и отработанности отдельных составляющих узлов, лабораторный источник питания Б5-71 не отвечает в полной мере современным запросам удобства использования. Кроме того, блок, как выяснилось, достаточно неудобен в ремонте и собран на устаревшей элементной базе. Сегодня логичнее видеть блок с микропроцессорным управлением, такой как Б5-71 Про, позволяющим значительно расширить сервисные возможности и упростить управление силовым инвертором, проще и точнее осуществлять контроль выходных параметров, значительно уменьшить потребление мощности от вспомогательных внутренних источников, что снизит общую потребляемую блоком мощность.