Cái gì đã giết những cái mũ X2 này?


24

Vài năm trước, tôi đã thiết kế một bộ điều chỉnh độ sáng điều khiển MCU điều khiển đèn halogen chính 150W. Đây là ở Tây Âu; 50Hz 230VAC. Nó sử dụng các tụ điện được xếp hạng X2 làm bộ phân phối điện dung cho nguồn điện và một tụ điện khác được xếp hạng X2 để triệt nhiễu:

Sơ đồ mạch của bộ điều chỉnh pha cắt cạnh hàng đầu do MCU điều khiển

Bộ điều chỉnh độ sáng đã dần bắt đầu hoạt động sai và khi gỡ lỗi tôi thấy rằng tất cả các nắp X2 đã chết (có nghĩa là chúng còn ít hơn 10% điện dung định mức của chúng):

Hình ảnh của C1, C2, C5, Cnew

Các mũ trong hình:

  • C1 , ống nhỏ giọt điện dung, nên là 100nF, số đo 6.4nF
  • C 2 , ống nhỏ giọt điện dung, nên là 100nF, số đo 6,9nF
  • C5 , triệt nhiễu, nên là 100nF, biện pháp 1,4nF
  • Cnew , nắp tươi từ thùng rác của tôi, đo 93nF

Tất cả đều đo mạch hở (> 40MΩ) trên điện trở.

C1 , C2Cnew được dán nhãn MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Xếp hạng danh nghĩa 275VAC (điện áp chịu được cao hơn đáng kể, biểu dữ liệu ở đây ). Tất cả chúng đều từ cùng một đợt, được mua vào tháng 9 năm 2016. Tôi nghi ngờ đó 01-14là mã ngày, vì vậy chúng sẽ có từ đầu năm 2014.

C5 là từ cùng một thương hiệu; nó hầu như có cùng dấu (trừ EN 132400), nhưng lớn hơn về mặt vật lý. Tôi đã nhận nó như là một phần của một số bộ Velleman năm trước, nơi nó cũng được sử dụng như một nắp đàn áp. Không có bảng dữ liệu.

Điều gì khiến những chiếc mũ này bị mất điện dung?

  • Đây có phải là hành vi bình thường xấu đi cho mũ X2? Bộ điều chỉnh độ sáng nhìn thấy rất nhiều công dụng, được cung cấp năng lượng trong khoảng 7000 giờ.
  • Tôi có nên giảm mũ hơn? Tôi đồng ý 230VAC khá gần với 275VAC, nhưng theo tôi hiểu thì đó là xếp hạng danh nghĩa của họ và họ có thể xử lý tạm thời theo cách đó. Ngoài ra, cho đến nay, 275VAC dường như là xếp hạng phổ biến nhất có sẵn trên Digikey và tương tự.
  • Tôi đang sử dụng các tụ điện sai cách nào đó?
  • Là những tụ điện từ một thương hiệu / loạt / lô xấu?

Cập nhật: Có thể có liên quan: bộ điều chỉnh độ sáng được cung cấp thông qua một công tắc cơ học và đã thấy khoảng 1000 chu kỳ công tắc bật / tắt ước tính trong suốt vòng đời của nó. Có lẽ thoáng qua từ chuyển đổi cơ học đóng một vai trò?


2
Tây Âu là 50 Hz, không phải 60 Hz.
Transitor

@Transistor Tất nhiên rồi! Tôi không chắc mình đã nghĩ gì khi gõ 60Hz ... Cảm ơn và đã sửa!
marcelm

1
230VAC là RMS, tụ điện có thể chịu được thông số kỹ thuật của đỉnh 275VAC hay RMS không? Bạn đang phơi bày những thứ này với mức cực đại là 325V, không bao giờ gặp phải tình trạng bất thường.
Ben Voigt

2
@BenVoigt Xem bảng dữ liệu tôi đã liên kết; chúng được đánh giá cho việc sử dụng nguồn điện chính 275VAC; điện áp chịu được được đưa ra là 1183VDC trong 60 giây + 2000VDC trong 1 giây.
marcelm

Câu trả lời:


32

Đây là các tụ ức chế giao thoa và có các đặc tính tuyệt vời của khả năng chống cháy, tự phục hồi, diệt tia lửa nhưng chúng KHÔNG được dùng để sạc xung nối tiếp liên tục vì chúng được sử dụng trong trường hợp này với Triac trong tải tăng halogen mờ.

Mặc dù họ không xuất hiện và nói điều này trong bảng dữ liệu, nhưng trải nghiệm của tôi từ các mũ MEX-X2 tương tự cho tôi biết điều này từ kinh nghiệm trước đó và được hỗ trợ bởi các bảng dữ liệu MKP X2 tương tự của Vishay-Roederstein.

Trong bản in đẹp, thông số kỹ thuật TENTA chỉ ra MAXIMUM RISE TIME 250Vac: 120V / micro giây. Điều này ngụ ý dòng điện tối đa mà nó có thể xử lý bằng cách sử dụng Ic = CdV / dt với dV / dt được đánh giá ở mức tối đa 120V / us.

Vậy làm thế nào là dòng xung trong thiết kế này? C5 trên Triac có thể thấy các xung dòng liên tục khoảng 1 A khi vận hành bóng đèn ở điều khiển pha 90 độ trên điện áp cực đại.

Điều này sẽ làm giảm đáng kể tuổi thọ của tụ điện.

Đối với đèn Vonfram 150W hoạt động ở 240Vrms 340Vp ở pha 90 độ trên Triac, bóng đèn rút ra khoảng 100W và đã hạ nhiệt xuống mức 1200'K mờ với R = 240 Ohms và C5 trên Triac và cuộn cảm 1,5mH xả điện áp nắp 350Vp với sức đề kháng của Choke và triac

Vishay Roederstein Tụ điện AC, Tụ bù ỨNG DỤNG LƯU Ý Lớp X2 AC 275 V (MKT)

• Để triệt nhiễu nhiễu điện từ X2 trong các ứng dụng trên đường dây (50/60 Hz) với điện áp nguồn tối đa là 275 V (AC). • T hese tụ không dành cho các ứng dụng xung liên tục. Đối với những tình huống này, các tụ điện của chương trình AC và xung phải được sử dụng .

Những tụ điện này không dành cho ứng dụng trở kháng nối tiếp. Đối với những tình huống này trong trường hợp phê duyệt an toàn được yêu cầu, vui lòng tham khảo các tụ điện đặc biệt của dòng 1772 của chúng tôi với kết nối loạt bên trong.


Các datasheets F1772 không tốt hơn nhiều.

Những tụ điện này không dành cho các ứng dụng xung liên tục. Đối với những tình huống này, các tụ điện của chương trình AC và xung phải được sử dụng. • Những tụ điện này có thể được sử dụng cho ứng dụng trở kháng nối tiếp trong trường hợp phê duyệt an toàn được yêu cầu. Các F1772 mũ series cũng đưa ra cảnh báo

Theo kinh nghiệm của tôi nếu một biểu dữ liệu không bao gồm 1 trong số {ESR thông số kỹ thuật sau đây hoặc dòng điện gợn được xếp hạng {rms}, thì nó không dành cho hoạt động ESR xung cao, thấp. Ví dụ: Mũ khởi động / Chạy động cơ không bao giờ bao gồm bất kỳ {trên} nào và được biết là có các đặc tính ESR kém hơn vì chúng hoạt động trong các mạch có điện trở cao hơn không giống như nắp công tắc ngoại tuyến SMPS hoặc AC diode / Triac.

Phần kết luận

  • Thiết kế mờ điện không đáng tin cậy từ cấu trúc liên kết ứng suất cao và lựa chọn mũ không chấp nhận được.
  • Tôi có thể đề nghị cung cấp AC-DC tốt hơn.

    nhập mô tả hình ảnh ở đây


Thật thú vị, cảm ơn câu trả lời công phu! Có vẻ như tôi đã quá lạc quan về khả năng lạm dụng của mũ. Đối với mũ nhỏ giọt điện dung; dòng điện thiết kế là 5mA RMS, vì vậy tôi sẽ thất vọng nếu điều đó làm chết các mũ, nhưng có lẽ các công tắc bật / tắt đã thực hiện chúng (tôi sẽ kiểm tra điều đó). Tôi nên suy nghĩ lại về phần triệt tiêu của mạch mặc dù ...
marcelm

"Điều này ngụ ý dòng điện tối đa mà nó có thể xử lý bằng cách sử dụng Ic = CdV / dt với dV / dt được định mức ở mức tối đa 120V / us." - Tôi hơi bối rối mặc dù; Việc cắm dV / dt vào phương trình tụ điện, cùng với 100nF, gợi ý cho tôi dòng điện tối đa 12A; tính toán của bạn (và các phép đo của tôi, tôi sẽ đăng cập nhật sau) cho thấy dòng điện cực đại chỉ bằng ~ 10% trong số đó ...
marcelm

@marcelm nó phụ thuộc vào trở kháng mạng cho các nắp với R, diode Cap. và năng lượng là sản phẩm của ESR * I ^ 2 * t được hấp thụ trong các nắp. Chúng cũng được đánh giá cho dòng điện gợn sẽ quá mức với các halogen được điều khiển bởi Triac .. Tính toán của bạn cho rằng không có phần R giới hạn hiện tại nào khác. vâng, các mũ vẫn thất bại và các tổn thất có thể được tính toán trong từng cái để chứng minh tại sao chúng thất bại.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Lưu ý ESR giới hạn 10m tiêu tan> đỉnh 600W chỉ trong vài micro giây.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Trường hợp đỉnh> 600W đến từ đâu? ESR * I² = 10mW cho ESR = 10mΩ, I = 1A ...
marcelm

23

Các tụ điện được chế tạo để "tự phục hồi", điều đó chỉ có nghĩa là khi chúng phát triển ngắn do lạm dụng, khu vực xung quanh ngắn bị thổi bay, làm giảm điện dung.

Dường như ứng dụng của bạn có các quá độ thường xuyên từ bên trong hoặc không vượt quá khả năng thiết kế của các tụ điện. Bạn có thể cố gắng theo dõi chúng tại nguồn, cố gắng tắt chúng bằng một cái gì đó như TVS lưỡng cực trên các nắp hoặc mua tụ điện tốt hơn (xếp hạng điện áp cao hơn).


Hoặc X1 nếu chúng sẽ phù hợp.
Robert Endl

4
Bạn có chắc chắn những nắp này được xếp hạng cho các ứng dụng sạc / xả Pulse không? Tôi nghĩ rằng nó là để ghép RF hoặc triệt tiêu RFI KHÔNG chuyển đổi tải 150W từ Triacs hoặc bộ điều chỉnh xung diode ngoại tuyến, tạo ra dòng điện cực đại 10 lần / avg cho gợn 10%.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
Rõ ràng các bộ phận không thể chịu đựng được ứng dụng này và đều bị hỏng. Tự phục hồi chỉ dành cho các sự kiện sét ngẫu nhiên không hấp thụ xung 1 ~ 2A mỗi chu kỳ.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

Ngay cả một nắp định mức điện áp cao hơn là không đủ ở đây, vì vấn đề là dòng điện tối đa mà nắp có thể xử lý (theo thứ tự 1A). Bạn cần một nắp có thể đối phó với hiện tại như vậy mà không bị hư hại.
xryl669

1
C5 sẽ ít căng thẳng hơn với 0,01uF, C1, C2 bị ảnh hưởng bởi điện dung shunt zener và diode cho các transitor 1kV với dòng điện lớn nên bộ lọc Line có độ tự cảm CM sẽ giúp ở đó
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.