Що вбило цих кришок X2?


24

Кілька років тому я розробив диммер, керований MCU, керуючи мережевою галогенною лампою потужністю 150 Вт. Це в Західній Європі; 50 Гц 230 В постійного струму. Він використовує конденсатори, що мають X2, як ємнісні краплі для живлення, а інший конденсатор X2 для придушення перешкод:

Схема схеми регулювального димеру, що регулюється MCU, переднього краю

Диммер поступово почав недоброзичливо, і при налагодженні я виявив, що всі кришки X2 загинули (це означає, що у них залишилося менше 10% від номінальної ємності):

Фотографії C1, C2, C5, Cnew

Кришки на малюнку:

  • С1 , ємнісна крапельниця, повинна бути 100nF, вимірює 6,4nF
  • С2 , ємнісна крапельниця, повинна бути 100nF, вимірює 6,9nF
  • С5 , придушення перешкод, має бути 100nF, вимірює 1,4nF
  • Новий , свіжий ковпачок з мого сміттєвого відростка, вимірює 93nF

Всі вони вимірюють відкритий ланцюг (> 40MΩ) на опір.

С1 , С2 і Cnew позначені міткою MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Номінальна номінальна напруга 275В переменного струму (значно вище, витримуючи напругу, таблиця даних тут ). Всі вони з тієї ж партії, купленої у вересні 2016 року. Я підозрюю 01-14, що це код дати, тому вони будуть з початку 2014 року.

C5 - від тієї ж марки; він має практично однакові маркування (крім EN 132400), але фізично більший. Я отримав це як частину набору Velleman років тому, де він також використовувався як ковпак для придушення. Немає даних.

Що змусило ці ковпачки втратити свою ємність?

  • Це нормальне поводження для кришок X2? Діммер бачив багато користі, працюючи протягом приблизно 7000 годин.
  • Чи варто було б зменшити ковпачки більше? Я погоджуюсь, що 230VAC досить близький до 275VAC, але, як я розумію, це їх номінальний рейтинг, і вони повинні мати можливість обробляти перехідні способи вище цього. Крім того, 275VAC здається найпоширенішим рейтингом, доступним для Digikey тощо.
  • Чи я неправильно використовую конденсатори?
  • Це конденсатори з поганої марки / серії / партії?

Оновлення: Можливо, актуально: диммер працює від механічного вимикача, і за час його експлуатації спостерігається приблизно 1000 циклів перемикання включення / вимикання. Можливо, перехідний від механічного перемикання зіграв свою роль?


2
Західна Європа - 50 Гц, а не 60 Гц.
Транзистор

@Transistor Звичайно! Я не впевнений, що я думав, коли набрав 60Гц ... Дякую і виправив!
marcelm

1
230VAC - це RMS, чи витримує конденсатор специфікація піку 275VAC або RMS? Ви піддаєте їх циклічному піку 325 В, не маючи на увазі аномальних умов.
Бен Войгт

2
@BenVoigt Дивіться таблицю даних, яку я пов’язав; вони розраховані на використання мережі 275VAC; витримка напруги задається як 1183В постійного струму протягом 60 секунд + 2000В постійного струму протягом 1 секунди.
marcelm

Відповіді:


32

Це конденсатори пригнічення перешкод і мають чудові властивості сповільнення полум'я, самозагоювання, іскри, але вони НЕ призначені для безперервної серії зарядки імпульсів, оскільки вони використовуються в Triac при низькому галогенному навантаженні.

Незважаючи на те, що вони не виходять і говорять про це у таблиці, мій досвід подібних кришок MEX-X2 говорить мені про це з попереднього досвіду і підкріплений Vishay-Roederstein подібними таблицями MKP X2.

У тонкому шрифті специфікації TENTA вказують МАКСИМАЛЬНЕ ВРЕМЕННЕ ВРЕМУ 250 Вac : 120 В / мікросекунда. Це означає, що максимальний струм, з яким він може працювати, використовуючи Ic = CdV / dt з dV / dt з номінальним значенням 120 V / us.

То як у цій конструкції імпульсний струм? C5 по всій Triac може бачити безперервні спливи струму близько 1 A при роботі лампочки при фазовому регулюванні 90 градусів на піковій напрузі.

Це значно скоротить термін служби конденсатора.

Для вольфрамової лампи потужністю 150 Вт, яка працює на 240Врм 340Вп при 90-градусній фазі на Triac, лампочка складає близько 100 Вт і охолола до тьмяного 1200'К з R = 240 Ом і С5 через індуктор Triac і 1,5мГ розряджає напругу в кришці 350Вп з опір чока і тріаку

Vishay Roederstein AC-конденсатори, конденсатори придушення Примітки щодо застосування Класс X2 AC 275 V (MKT)

• Для придушення електромагнітних перешкод X2 в додатках по лінії (50/60 Гц) з максимальною напругою мережі 275 В (змінного струму). • Т ес конденсатори не призначені для безперервного застосування імпульсів. Для цих ситуацій необхідно використовувати конденсатори змінного та імпульсного програм .

Ці конденсатори не призначені для застосування серії імпедансу. Для цих ситуацій, якщо вимагається дозволу на безпеку, зверніться до наших спеціальних конденсаторів серії 1772 з внутрішнім послідовним підключенням.


Таблиці даних F1772 не набагато кращі.

Ці конденсатори не призначені для безперервного застосування імпульсів. Для цих ситуацій необхідно використовувати конденсатори змінного та імпульсного програм. • Ці конденсатори можуть бути використані для застосування серії імпедансу на випадок, коли вимагається затвердження безпеки. В F1772 ковпачках серії також дають попередження

На мій досвід, якщо таблиця даних не включає 1 з наведених нижче {специфікацій ESR або номінального пульсаційного струму {rms}, він не призначений для роботи з високим імпульсом та низькою ШОЕ. Наприклад, кришки для запуску / запуску двигуна ніколи не містять жодного з наведених вище і, як відомо, мають більш низькі характеристики ШОЕ, оскільки вони працюють у схемах з більшим опором на відміну від SMPS або діод / триад змінного струму.

Висновок

  • Ненадійна потужність тьмяної конструкції від високої топології напруги та вибору гранично неприйнятних ковпачків.
  • Я міг би запропонувати кращу подачу змінного струму.

    введіть тут опис зображення


Цікаво, дякую за детальну відповідь! Схоже, я був надто оптимістичним щодо толерантності шапки до зловживань. Що стосується ємнісних ковпачків крапельниці; струм дизайну становить 5 мА RMS, тому я був би розчарований, якби це вбило ковпачки, але, можливо, тимчасові включення / вимкнення це зробили (я перевіряю це). Я повинен переосмислити частину придушення ланцюга, хоча ...
marcelm

"Це означає, що максимальний струм, з яким він може працювати, використовуючи Ic = CdV / dt з dV / dt, розрахованим на 120 V / us max." - Хоч я трохи розгублений; підключення dV / dt до рівняння конденсатора разом із 100nF пропонує мені максимальний струм 12А; ваші розрахунки (а мої вимірювання я опублікую оновлення пізніше) припускають, що піковий струм становить лише ~ 10% від цього ...
marcelm

@marcelm це залежить від мережевого опору, що подає ковпачки з R, діодним ковпаком. і енергія є продуктом ESR * I ^ 2 * t, що поглинається в ковпаках. Вони також оцінюються за пульсаційний струм, який буде надмірним з контрольованим Triac галогенами. Ваш розрахунок передбачає жодну з інших частин обмеження струму R. так, обмеження все ще не вдалося, і втрати можуть бути обчислені в кожному, щоб довести, чому вони не вдалися.
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

Зверніть увагу, що коефіцієнт ШОЕ у 10 м розсіявся> пік 600 Вт лише кілька мікросекунд.
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75

Звідки береться пік> 600 Вт? ШОЕ * I² = 10мВт для ШОЕ = 10mΩ, I = 1A ...
marcelm

23

Плівкові конденсатори зроблені як «самозагоюються», а це означає, що коли вони розвиваються коротко, через зловживання, область навколо коротких здувається, зменшуючи ємність.

Схоже, у вашої програми є часті перехідні процеси зсередини або без цього, що перевищує конструктивні можливості конденсаторів. Ви можете спробувати відстежити їх у джерела, спробувати перемістити їх чимось на зразок біполярного телевізора через ковпачки або придбати кращі конденсатори з більш високою напругою.


Або X1, якщо вони підходять.
Роберт Ендл

4
Ви впевнені, що ці ковпачки встановлені для імпульсних програм для зарядки / розряду? Я думаю, що це для зв'язку RF або придушення RFI НЕ перемикання навантажень 150 Вт від триаків або офлайн-діодних імпульсних регуляторів, які проводять пік / середній струм 10x для 10% пульсацій.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
Очевидно, що деталі не переносять цю програму, і всі вони пошкоджені. Самолікування відбувається лише для випадкових подій блискавки, що не поглинають 1 ~ 2А імпульси кожного циклу.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Навіть більш високої напруги, що відповідає номінальній напрузі, тут недостатньо, оскільки питання полягає у максимальному струмі, з яким може спрацювати кришка (порядку 1А). Вам потрібна кришка, яка може справляти такий струм без пошкоджень.
xryl669

1
С5 буде менш напруженим, коли 0,01 мкФ, С1, С2 впливає на ємність змійлера і діода для перехідних процесорів 1 кВ з великими струмами, тож лінійний фільтр з індуктивністю CM допоможе там
Тоні Стюарт Сунніскігуй EE75
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.