Bu X2 keplerini ne öldürdü?


24

Birkaç yıl önce, 150W'lık bir ana halojen lambayı süren bir MCU kontrollü karartıcı tasarladım. Bu Batı Avrupa'da; 50Hz 230VAC. Güç kaynağı için kapasitif damlalık olarak X2 dereceli kapasitörleri ve girişim bastırma için X2 dereceli bir kapasitör kullanır:

MCU kontrollü ön kenar faz kesme sönük devre şeması

Karartıcı yavaş yavaş yaramazlık başladı ve hata ayıklama sırasında tüm X2 kapaklarının öldüğünü tespit ettim (ortalama kapasitenin% 10'undan daha az kaldığı anlamına gelir):

Resimleri C1, C2, C5, Cnew

Resimdeki kapaklar:

  • C1 , kapasitif damlalık, 100nF olmalıdır, 6.4nF'yi ölçer
  • C2 , kapasitif damlalık, 100nF olmalı, 6.9nF ölçün
  • C5 , girişim bastırma, 100nF olmalı, 1.4nF ölçer
  • Cnew , çöp kutumdan yeni çıkmış kap, 93nF ölçer.

Hepsi dirençteki açık devreyi (> 40MΩ) ölçer.

C1 , C2 ve Cnew etiketli MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; 275VAC nominal sınıflandı (gerilime dayanarak çok daha yüksek, burada veri sayfası ). Hepsi Eylül 2016'da satın alınan aynı partidendir. 01-14Bir tarih kodu olduğundan şüpheleniyorum , bu yüzden 2014'ün başından itibaren olacaklar.

C5 aynı markadan; hemen hemen aynı işaretlere sahiptir (hariç EN 132400), ancak fiziksel olarak daha büyüktür. Yıllar önce bir Velleman kitinin parçası olarak aldım, burada da bastırma başlığı olarak kullanıldı. Veri sayfası yok.

Bu kapakların kapasitansını kaybetmesine neden olan nedir?

  • Bu bozulma, X2 kapakları için normal davranış mıdır? Karartıcı, çok fazla kullanım gördü ve tahmini 7000 saat çalıştı.
  • Kapakları daha fazla düşürmeli miyim? 230VAC’ın 275VAC’e oldukça yakın olduğunu kabul ediyorum, ancak anladıkları gibi nominal dereceleri olduğunu ve geçici olarak bunun üstesinden gelebilmeliler. Ayrıca, 275VAC, Digikey ve benzerleri için en yaygın kullanılan derece gibi görünmektedir.
  • Bir şekilde kapasitörleri yanlış mı kullanıyorum?
  • Bu kapasitörler kötü bir marka / seri / seriden mi?

Güncelleme: Muhtemel ilgili: karartıcı mekanik bir anahtardan beslenir ve kullanım ömrü boyunca tahmini 1000 açma / kapama düğmesi döngüsü görmüştür. Belki de mekanik anahtarlamadan geçici bir rol oynadı?


2
Batı Avrupa 50 Hz, 60 Hz değil.
Transistör

@Transistör Elbette! 60Hz yazdığımda ne düşündüğümden emin değilim ... Teşekkürler ve düzeltildi!
marcelm

1
230VAC RMS'dir, kapasitör 275VAC pik veya RMS'in spesifikasyonuna dayanır mı? Bunları, 325V'luk döngüsel bir zirveye maruz bırakıyorsunuz, anormal koşullar olmadan.
Ben Voigt

2
@BenVoigt Bağladığım veri sayfasına bakın; 275VAC şebeke kullanımı için derecelendirilmiştir; Dayanım gerilimi 60 saniye boyunca 1183VDC + 1 saniye boyunca 2000VDC olarak verilmiştir.
marcelm

Yanıtlar:


32

Bunlar Girişim Söndürme Kapasitörleridir ve mükemmel alev geciktirme, kendi kendini iyileştirme, kıvılcım öldürücü özelliklere sahiptir ancak bunlar, loş Halojen dalgalanma yükünde bir Triak ile kullanıldığında sürekli seri darbe şarjı için DEĞİLDİR.

Bu veri sayfasında çıkıp bunu söylememelerine rağmen, benzer MEX-X2 kapaklarından edindiğim deneyimler bunu daha önceki deneyimlerden ve Vishay-Roederstein benzeri MKP X2 veri sayfaları tarafından desteklediğimi söylüyor.

İnce baskıda TENTA özellikleri bir MAKSİMUM YÜKSELTME ZAMANI 250Vac: 120V / mikrosaniye gösteriyor. Bu, Ic = CdV / dt kullanarak ve 120V / us maks.

Peki bu tasarımdaki darbe akımı nasıl? Triac genelinde C5, ampulü en yüksek voltajda 90 derece faz kontrolünde kullanırken yaklaşık 1 A sürekli akım ani görebilir.

Bu, kapasitörün ömrünü önemli ölçüde azaltacaktır.

Triac üzerinde 90 derece fazda 240Vrms 340Vp'de çalışan bir 150W Tungsten lamba için, ampul yaklaşık 100W çeker ve Triac boyunca R = 240 Ohm ve C5 ile 1.5'C'ye düşürülmüş ve 1200mK indüktör 350Vp kap voltajını boşaltır. Jikle ve triyak direnci

Vishay Roederstein AC Kapasitörleri, Bastırma Kapasitörleri UYGULAMA NOTLARI Sınıf X2 AC 275 V (MKT)

• Hat uygulamalarında (50/60 Hz) maksimum şebeke voltajı 275 V (AC) olan X2 elektromanyetik girişim bastırma için. • Bu kondansatörler sürekli darbe uygulamaları için uygun değildir. Bu durumlar için, AC ve nabız programlarının kapasitörleri kullanılmalıdır .

Bu kapasitörler seri empedans uygulaması için uygun değildir. Güvenlik onayları talep edilmesi durumunda bu durumlar için, lütfen dahili seri bağlantılı 1772 serisinin özel kapasitörlerine bakın.


F1772 veri sayfaları çok iyi değil.

Bu kondansatörler sürekli darbe uygulamaları için uygun değildir. Bu durumlar için, AC ve nabız programlarının kapasitörleri kullanılmalıdır. • Bu kapasitörler, güvenlik onayı istenmesi durumunda seri empedans uygulaması için kullanılabilir. F1772 serisi kapaklar da uyarıları vermek

Deneyimlerime göre, bir veri sayfası aşağıdaki {ESR özelliklerini veya dereceli dalgalanma akımını {rms} içermiyorsa, yüksek darbe, düşük ESR işlemi için tasarlanmamıştır. Örneğin, motor Çalıştırma / Çalıştırma Kapakları hiçbir zaman {yukarıdaki} 'den hiçbirini içermez ve SMPS veya AC diyot / Triak çevrimdışı anahtar kapaklarının aksine daha yüksek dirençli devrelerde çalıştıkları için daha düşük ESR özelliklerine sahip oldukları bilinmemektedir.

Sonuç

  • Yüksek stres topolojisinden ve marjinal olarak kabul edilemez kapakların seçilmesinden gelen güvenilmez güç tasarımı.
  • Daha iyi bir AC-DC kaynağı önerebilirim.

    görüntü tanımını buraya girin


İlginç, ayrıntılı cevap için teşekkürler! Kapakların kötüye kullanıma toleransı konusunda çok iyimser gözüküyordum. Kapasitif damlalıklı kapaklara gelince; tasarım akımı 5mA RMS'dir, bu yüzden eğer kapakları öldürdüyse hayal kırıklığına uğrarım, ancak belki de geçici açma / kapama işlemleri devreye soktu (bunu test edeceğim). Devrenin bastırılma kısmını tekrar düşünmeliyim ...
marcelm 9

"Bu, Ic = CdV / dt kullanarak maksimum 120V / dt cinsinden dV / dt kullanarak kullanabileceği maksimum akımı ifade eder." - Biraz kafam karıştı; dV / dt'nin 100nF ile birlikte kapasitör denklemine takılması bana maksimum 12A akım önerir; hesaplamalarınız (ve ölçümlerim, daha sonra bir güncelleme
yayınlayacağım

@ marcelm, kapakları R, diyot Cap ile besleyen ağ empedansına bağlıdır. ve enerji, kapaklarda absorbe edilen bir ESR * I ^ 2 * t ürünüdür. Ayrıca Triac kontrollü Halojenler ile aşırı olacak dalgalanma akımı için de derecelendirilmişlerdir .. Hesaplamanız diğer R limit akım sınırlarının hiçbirini kabul etmedi. evet, kapaklar hala başarısız olmuş ve nedenlerinin başarısız olduğunu kanıtlamak için her birinde kayıplar hesaplanabiliyor.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Sadece birkaç mikrosaniye için> 600W tepe noktası olan 10 metrelik ESR kapağını not edin.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

> 600W tepe noktası nereden geliyor? ESR * I² = ESR = 10mΩ için 10mW, I = 1A ...
marcelm

23

Film kapasitörleri "kendi kendine iyileşme" olarak yapılır, bu sadece kısa yoldan kötüye kullanım nedeniyle kısa bir süre içinde geliştiklerinde, kapasitansı azaltıyor demektir.

Uygulamanızın, içeriden veya içeriden, kapasitörlerin tasarım kapasitesini aşan sık geçici olaylar olduğu anlaşılıyor. Onları kaynağında izlemeyi deneyebilir, kapaklar boyunca iki kutuplu TVS gibi bir şeyle bağlamayı deneyebilir veya daha iyi (daha yüksek voltaj dereceli) kapasitörler satın alabilirsiniz.


Veya eğer uygunsa X1.
Robert Endl

4
Bu kapakların Puls şarj / deşarj uygulamaları için derecelendirildiğinden emin misiniz? RF kuplajı veya RFI bastırması için olduğunu düşünüyorum,% 10 dalgalanma için 10x pik / avg akım çeken Triac'lardan veya Offline diyot darbe regülatörlerinden 150W yük değiştirmiyor.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
Açıkçası, parçalar bu uygulamaya tahammül edemez ve hepsi hasarlıdır. Kendi kendine iyileşme sadece her döngüde 1 ~ 2A darbeleri emmeyen rastgele yıldırım olayları içindir.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Burada daha yüksek voltaj dereceli bir başlık bile yeterli değildir, çünkü sorun başlığın kullanabileceği maksimum akımdır (1A sırasına göre). Hasarsız böyle bir akımla başa çıkabilecek bir kapağa ihtiyacınız vardır.
xryl669

1
CM endüktanslı bir Hat filtre vardır yardımcı olur, böylece C5 0.01uF, C1 daha az stresli olur, C2 yüksek akımlarla 1kV geçici için zener ve diyot paralel kapasitans etkilenir
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.