Почему сгорел лабораторный блок питания

В процессе тестирования новой электронной нагрузки погиб мой лабораторный блок питания. Он успел отработать около 5 минут, после из него вышел весь "волшебный дым" и в комнате запахло "жареной" электроникой. Эти 5 минут ЛБП работал на максимальных для него 30V/3A (90W) т.к. мне нужно было убедиться что охлаждение электронной нагрузки справится с 90W тепла.

Вскрыв корпус ЛБП для ремонта я увидел сгоревшую дорожку от трансформатора до диодов моста. Ради уменьшения нагрева были установлены диоды шоттки SB560 (60V 5A) - в теории это давало полуторный запас прочности. Прозвонка диодов показала что два их четырёх закоротило и это привело к выгоранию дорожки (мощность трансформатора 250W и спалить дорожку ему не составило труда).

Для ремонта под рукой оказались только диоды 10A2 (200V 10A) и пока восстанавливал сгоревшую дорожку на плате, размышлял над возможными причинами выхода диодов из строя:

• Когда блок питания работает на 30V, то падение напряжения на силовых транзисторах минимально и соответственно минимальный нагрев радиатора.
• Включение вентилятора происходит на 50°C и скорее всего вентилятор не включился.
• Кроме силовых транзисторов на плате греются диоды моста и резистор шунта. У шунта запас "прочности" 2.5 раза (рассеиваемая мощность 3.9W, а суммарная мощность двух последовательно соединенных резисторов 10W). А вот у диодов запас примерно 1.5 раза и без дополнительного охлаждения они могут прилично нагреться.

Пора открыть даташит и почитать что-то кроме максимального напряжения и тока. Например рассеиваемая мощность у SB560 5W и в момент поломки ток был 3A - нужно выяснить какое падение напряжения на диоде может быть для этого тока:

По графику выходит 0.55V, но лучше учитывать в расчётах 0.6V. В итоге получаем 1.8W (0.6V * 3A) что примерно в 2.5 раза меньше максимально рассеиваемой мощности (5W). Еще раз пересмотрел графики и обратил внимание на "Forward Current Derating Curve" - с ростом температуры уменьшается ток:

Получается что 3A диод может пропускать только до 112°C. Скорее всего имел место тепловой пробой диодов из-за неработающего вентилятора, т.к. транзисторы были "тёплыми", а диоды "горячими".

Теперь нужно проверить что новые диоды 10A2 не подвержены той же проблеме. Смотрю даташит и вижу что 3A они могут выдержать примерно до 120°C:

Это немного больше чем у SB560, но разница невелика и без охлаждения они тоже могут сгореть.

В моём случае большую часть времени ЛБП используется "на минималках" (ток 0.1A - 1A) и даже без принудительного охлаждения перегрева не происходит. Если понадобится ток более 1A, то придётся принудительно охлаждать плату, либо, если хочется тишины, менять отдельные диоды на диодный мост на радиаторе, в этом случае вентилятор будет включаться от нагрева транзисторов или диодов.