SCR ในวงจรนี้ระเบิด - ทำไม?

บอร์ดบางส่วนของเรามี SCR ที่เสียหาย ฉันเพิ่งเห็นคนคนหนึ่งในวันนี้ SCR ระเบิดได้จริงเมื่อเปิดเครื่อง ส่วนหนึ่งของวัสดุบรรจุภัณฑ์ของมันเพิ่งบินออกไปพร้อมกับเสียงระเบิด ผลลัพธ์ของศพที่ตายตัวของ SCR แสดงอยู่ที่นี่:

ฉันมีคำถามสองสามข้อเกี่ยวกับวงจร:

Q1 ( S6020L ) เป็น SCR ที่เป็นปัญหา ได้รับการจัดอันดับ 600V, 20A อินพุต AC คือ 220V สิ่งที่ฉันทำคือ:

1. ถอด AC / ปิดไฟ
2. ปลดประจำการ C5
3. เปิดเครื่อง. ในขณะเดียวกัน Q1 ก็ระเบิดเป็นชิ้น ๆ

ถ้าเปิด SCR เมื่อสัญญาณ AC ที่แก้ไขอยู่ใกล้จุดสูงสุดและแรงดันไฟฟ้าที่ C5 ใกล้กับศูนย์ฉันจะจินตนาการว่ามีกระแสไฟไหลเข้าขนาดใหญ่เพื่อชาร์จตัวเก็บประจุขนาดใหญ่

คำถามที่ฉันมีคือ:

1. ฉันจะคำนวณขนาดและระยะเวลาของการไหลเข้าของกระแสไฟฟ้านี้ได้อย่างไร
2. กระแสที่ไหลเข้านี้มีค่าเกินข้อกำหนดของ SCR นี้โดยเฉพาะหรือไม่?

บริดจ์ที่แก้ไข, GBJ2006จะไม่ได้รับความเสียหายในกรณีนี้

เราได้ผลิตและจำหน่ายกระดานไม่กี่ร้อยแผ่น มีปัญหาบางอย่างเกิดขึ้น ฉันสงสัยว่าถ้าเราควรเปลี่ยนการออกแบบ (ฉันไม่ใช่คนฮาร์ดแวร์)

SCR ที่เป็นปัญหานั้นไม่ได้มาจาก Littelfuse แต่มันตรงกับ S6020L ในสเปคดังที่ฉันได้ยินจากนักออกแบบฮาร์ดแวร์ของเรา ฉันไม่ทราบว่าผู้ผลิตนั้นมาจากไหนและพยายามระบุว่าเป็นปัญหาการออกแบบหรือปัญหาคุณภาพชิ้นส่วน

MCU (ไม่ได้อยู่ใน schematics ที่แนบมา) จะเห็นสัญญาณ SYNC และทริกเกอร์ SCR ในเวลาที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มแรงดันที่ C5 วิธีนี้กระแสการไหลเข้าจะลดลงอย่างมาก ปัญหาคือก่อนที่ซอฟต์แวร์ของฉันจะชาร์จอาจมีข้อผิดพลาดที่ทำให้ MOC3052M ทำงานเมื่อเปิดเครื่อง นี่เป็นสิ่งเดียวและหลังจากนั้นซอฟต์แวร์ก็ควบคุมได้อย่างสมบูรณ์ ฉันมีข้อสงสัยเกี่ยวกับคุณภาพของชิ้นส่วน SCR เพราะกระแสการไหลเข้านี้ไม่ได้เกิดซ้ำ ช่วงเวลาที่ฉันเห็นการระเบิดของ SCR นั้นไม่มีโหลดและอยู่ที่สวิตช์เปิด / ปิด ฉันรู้ว่าทางออกที่ชัดเจนคือการกำจัดความผิดพลาด; อย่างไรก็ตามฉันแค่อยากรู้ว่าส่วนนี้เป็นความผิดพลาดหรือไม่

HV_Bus (C5) เชื่อมต่อกับมอเตอร์ 1.25 HP ซึ่งมีเทอร์มินัลอื่นเชื่อมต่อกับ MOSFET MCU จะเปิดและปิด MOSFET ด้วยสัญญาณ PWM และ C5 ถูกปล่อยออกมาพร้อมกับโหลดนี้ เมื่อสัญญาณ PWM ทำงานอยู่ MCU จะทริกเกอร์ SCR ด้วยความถี่ 2kHz และเก็บประจุ C5 ไว้

อันตรายจากไฟกระแสสลับ:

ข้อ จำกัด ที่แน่นอนเพียงอย่างเดียวของกระแสไฟฟ้าคือโช้คโหมดทั่วไปและการเดินสายภายในของคุณ

S6020L (หาก SCR ของคุณตรงกับข้อกำหนด ) สามารถวัดชีพจรครั้งเดียวที่ 0.01 วินาทีและ 255A ที่อุณหภูมิห้อง ดังนั้นหากการเดินสาย + CM โช๊คของคุณมีค่าน้อยกว่าโอห์ม (และจะไม่เป็น) จะไม่มีการรับประกันว่าคุณจะไม่เกินข้อกำหนดสูงสุด (และควรสังเกตว่าคุณควรอยู่ห่างจากสิ่งเหล่านี้จริงๆ - ชีพจรเวลาที่ขีด จำกัด อุณหภูมิห้อง - อาจร้อนกว่าอุณหภูมิห้องและไฟกระชากซ้ำอาจฆ่า SCR ในที่สุด)

$\omega$$\pi$

ความล้มเหลวนั้นบางทีคุณสามารถเปลี่ยน opto-triac สำหรับเครื่องที่มีการตรวจจับข้ามศูนย์ในตัว (เช่นMOC3063 ) แต่ฉันไม่ได้ดูอย่างรอบคอบเพื่อดูว่ามันจะทำงานกับการติดตั้งไดโอดของคุณหรือไม่ ตัวอย่างเช่นตัวต้านทานทั่ว C1

คุณอาจต้องการทริกเกอร์การข้ามศูนย์สำหรับ SCR

MOC3052ไม่เป็นศูนย์ข้ามและคุณสามารถเรียกได้ทุกที่ในวงจรไฟ ทำใกล้กับจุดสูงสุดของวงจรด้วยหมวกที่ปล่อยออกมาและคุณคาดหวังว่าจะได้รับสิ่งที่คุณกำลังจะได้รับ

คุณสามารถรับตัวแยกสัญญาณข้ามศูนย์ได้ในซีรีย์เดียวกันซึ่งเป็นการแทนที่สำหรับ MOC3052

เช่นMOC3063ดูเหมือนว่าเพียงพอ - 600V Vmax (เหมือนกับ MOC3052) และ 5 mA maq ทริกเกอร์กระแสกับ 10 mA การจับคู่ที่ใกล้ชิดจะสามารถพบได้หากต้องการ

หากคุณทริกเกอร์ SCR ที่ศูนย์การข้าม SCR จะส่งต่อความประพฤติเมื่อ V_DC_Rectified เกิน V_C5 และมีค่าศูนย์การไหลเข้าเริ่มต้นเป็นศูนย์

อาจไม่จำเป็นต้องใช้ D1
ถ้าฉันใช้สิ่งนี้จริง ๆ แล้วฉันจะอ่านแผ่นข้อมูลที่เกี่ยวข้องเพื่อให้แน่ใจว่าขั้วและแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดนั้นใช้ได้ตลอดเวลา แต่ดูเหมือนว่าจะใช้ได้ทันที

ดูเหมือนว่าคุณจะวิเคราะห์ปัญหาได้ดี คุณมีอุปกรณ์ที่ล้มเหลวอย่างเห็นได้ชัดเนื่องจากมีความร้อนสูงเกินไปและเส้นทางเดียวที่ชัดเจนสำหรับกระแสการไหลผ่าน SCR คือจาก rectifier เป็น C5

คุณมีสองทางเลือก หนึ่งคือการใช้ SCR ที่ใหญ่กว่าเช่นคุณแนะนำ น่าเสียดายที่กระแสใน SCR ในกรณีนั้นยากที่จะคาดการณ์เพราะคุณไม่รู้ความต้านทานของแหล่งที่มา

อย่างไรก็ตามสำหรับคำถามที่ลึกกว่านั้นฉันไม่แน่ใจว่า SCR ทำอะไรในวงจรนี้ ดูเหมือนว่าอาจมีจุดประสงค์เพื่อเป็นการเติมเงิน แต่ไม่มีเส้นทางการเติมเงินจริง ตัวเลือกที่ดีกว่าอาจใส่ตัวต้านทานรอบ SCR นั้นและเลื่อนการยิงออกไปเป็นระยะเวลาหนึ่งหลังจากเริ่มทำงาน คุณเพียงแค่ต้องหน่วงเวลาโดยอาจเป็นค่าคงที่สามครั้ง (R ของตัวต้านทานใหม่ของคุณคูณ 560 ยูเอฟ) ดังนั้นหากคุณรู้ว่าวงจรการหน่วงเวลาการยิงของวงจรที่มีอยู่คืออะไรคุณสามารถเลือก R อย่างเหมาะสม

ฉันเชื่อว่าปัญหาคือคุณกำลังใช้พื้นดินที่ "ไม่โดดเดี่ยว"กับตะกั่วด้านล่างของ SCR ใช้แรงดันไฟฟ้าเต็มทั่ว SCR ทำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและระเบิด! เป็นไปได้มากว่าเป็นมอเตอร์ที่ไม่ได้แยกออกมาความร้อนและความเป็นกลางกลับด้าน ฯลฯ

ปัญหาคือ C1 เมื่อเปิดระบบ C1 จะให้แรงดัน "+" ไปที่เกตชั่วครู่หนึ่งเมื่อขั้วบวกถูกผูกเข้ากับ V _CCและ C5 นั้นจะลัดวงจรในขั้นต้นแคโทดจะต่อลงดินดังนั้นจึงเป็นสาเหตุ ระเบิด SCR ฉันแนะนำให้กำจัด C1