สิ่งที่ทำลายหมวก X2 เหล่านี้


24

ไม่กี่ปีที่ผ่านมาฉันได้ออกแบบตัวหรี่ที่ควบคุมโดย MCU ขับหลอดฮาโลเจนไฟขนาด 150 วัตต์ นี่คือในยุโรปตะวันตก; 50Hz 230VAC ใช้ตัวเก็บประจุ X2 ที่ได้รับการจัดอันดับเป็นตัวเก็บประจุแบบ capacitive สำหรับแหล่งจ่ายไฟและตัวเก็บประจุ X2 ที่ได้รับการจัดอันดับอื่นสำหรับการปราบปรามการรบกวน:

วงจรไดอะแกรมของตัวตัดเฟสหรี่นำขอบควบคุม

สวิตช์หรี่ไฟเริ่มทำงานผิดปกติและในการดีบักฉันพบว่าตัวพิมพ์ใหญ่ X2 ทั้งหมดเสียชีวิต (หมายถึงพวกเขามีความจุน้อยกว่า 10% ของความจุที่เหลืออยู่):

รูปภาพของ C1, C2, C5, Cnew

หมวกในภาพ:

  • C1 , ตัวต้านทานแบบหยดควรเป็น 100nF, วัดแบบ 6.4nF
  • C2 , ตัวต้านทานแบบหยดควรเป็น 100nF, วัดได้ 6.9nF
  • C5 , การยับยั้งสัญญาณรบกวนควรเป็น 100nF, วัด 1.4nF
  • Cnewหมวกสด ish จากถังขยะของฉันมีขนาด 93nF

พวกเขาทั้งหมดวัดวงจรเปิด (> 40MΩ) กับความต้านทาน

C1 , C2และCnewมีป้ายกำกับMEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; 275VAC จัดอันดับเล็กน้อย (ทนต่อแรงดันไฟฟ้าได้สูงขึ้นอย่างมากแผ่นข้อมูลที่นี่ ) พวกเขามาจากชุดเดียวกันซื้อในเดือนกันยายน 2016 ฉันสงสัยว่า01-14เป็นรหัสวันดังนั้นพวกเขาจะมาจากต้นปี 2014

C5มาจากยี่ห้อเดียวกัน มันมีเครื่องหมายเหมือนกัน (ยกเว้นEN 132400) แต่มีขนาดใหญ่กว่า ฉันได้รับมันเป็นส่วนหนึ่งของชุด Velleman เมื่อหลายปีก่อนซึ่งมันถูกใช้เป็นฝาปิดปราบปรามด้วย ไม่มีแผ่นข้อมูล

อะไรทำให้แคปเหล่านี้สูญเสียความสามารถ

  • นี่เป็นพฤติกรรมปกติของหมวก X2 หรือไม่ เครื่องหรี่ไฟนั้นเห็นการใช้งานมากมายถูกขับเคลื่อนโดยประมาณ 7000 ชั่วโมง
  • ฉันควรดูถูกตัวพิมพ์ใหญ่เพิ่มเติมหรือไม่ ฉันเห็นด้วย 230VAC นั้นค่อนข้างใกล้เคียงกับ 275VAC แต่เมื่อฉันเข้าใจว่านั่นคือการให้คะแนนเล็กน้อยและพวกเขาควรจะสามารถจัดการกับภาวะชั่วครู่เหนือกว่านั้นได้ นอกจากนี้ 275VAC ยังได้รับการจัดอันดับโดยทั่วไปใน Digikey และสิ่งที่คล้ายคลึง
  • ฉันใช้ตัวเก็บประจุผิดหรือเปล่า?
  • ตัวเก็บประจุเหล่านี้มาจากแบรนด์ / ซีรี่ส์ / แบทช์ที่ไม่ดีหรือไม่?

อัปเดต:อาจเกี่ยวข้อง: สวิตช์หรี่ไฟทำงานผ่านสวิตช์เชิงกลและได้เห็นวงจรสวิตช์เปิด / ปิดประมาณ 1,000 รอบตลอดอายุการใช้งาน บางทีการเปลี่ยนจากการสลับเชิงกลมีบทบาทหรือไม่?


2
ยุโรปตะวันตกคือ 50 Hz ไม่ใช่ 60 Hz
ทรานซิสเตอร์

@Transistor แน่นอน! ฉันไม่แน่ใจว่าสิ่งที่ฉันคิดเมื่อฉันพิมพ์ 60Hz ... ขอบคุณและแก้ไข!
marcelm

1
230VAC เป็น RMS ตัวเก็บประจุทนต่อข้อกำหนดสูงสุด 275VAC หรือ RMS หรือไม่ คุณกำลังแสดงสิ่งเหล่านี้สู่จุดสูงสุดที่วัฏจักร 325V ไม่เป็นไรไม่ผิดปกติ
Ben Voigt

2
@BenVoigt ดูแผ่นข้อมูลที่ฉันเชื่อมโยง พวกเขากำลังจัดอันดับสำหรับการใช้ไฟ 275VAC; ทนต่อแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับเป็น 1183VDC เป็นเวลา 60 วินาที + 2000VDC เป็นเวลา 1 วินาที
marcelm

คำตอบ:


32

เหล่านี้เป็นตัวเก็บประจุปราบปรามการรบกวนและมีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของสารหน่วงไฟ, การรักษาด้วยตนเอง, นักฆ่าประกายไฟ แต่สิ่งเหล่านี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการชาร์จชีพจรแบบต่อเนื่องตามที่พวกเขาใช้กับ Triac ในปริมาณไฟกระชากฮาโลเจนสลัว

แม้ว่าพวกเขาจะไม่ออกมาและพูดสิ่งนี้ในแผ่นข้อมูลประสบการณ์ของฉันจากแคป MEX-X2 ที่คล้ายคลึงกันบอกฉันจากประสบการณ์ก่อนหน้านี้และได้รับการสนับสนุนจาก Vishay-Roederstein ที่คล้ายกัน MKP X2 เอกสารข้อมูลทางเทคนิค

ใน ข้อกำหนดการพิมพ์TENTA ที่ละเอียดแสดงถึงเวลาสูงสุด 250Vac: 120V / ไมโครวินาที นี่หมายถึงกระแสสูงสุดที่สามารถจัดการได้โดยใช้ Ic = CdV / dt โดยมีค่า dV / dt ที่ 120V / us max

ดังนั้นกระแสพัลส์ในการออกแบบนี้เป็นอย่างไร C5 ใน Triac อาจเห็นหนามแหลมต่อเนื่องประมาณ 1 A เมื่อใช้งานหลอดไฟที่การควบคุมเฟส 90 องศาบนแรงดันไฟฟ้าสูงสุด

สิ่งนี้จะลดอายุของตัวเก็บประจุอย่างมาก

สำหรับหลอดไฟทังสเตน 150W ทำงานที่ 240Vrms 340Vp ที่ 90 องศาเฟสที่ Triac หลอดไฟจะดึงประมาณ 100W และระบายความร้อนลงไปที่ 1200'K สลัวด้วย R = 240 Ohms และ C5 ใน Triac และ 1.5mH inductor ที่ปล่อยแรงดัน 350Vp ด้วย ความต้านทานของ Choke และ triac

Vishay Roederstein AC- ตัวเก็บประจุ, ตัวเก็บประจุปราบปราม, ใบสมัครหมายเหตุ Class X2 AC 275 V (MKT)

•สำหรับการยับยั้งสัญญาณรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า X2 ในแอพพลิเคชั่นไลน์ (50/60 Hz) ที่มีแรงดันไฟสูงสุดสูงสุด 275 V (AC) • ตัวเก็บประจุ hese t ไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานพัลส์อย่างต่อเนื่อง สำหรับสถานการณ์เหล่านี้เก็บประจุของ AC และชีพจรโปรแกรมจะต้องใช้

ตัวเก็บประจุเหล่านี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการประยุกต์ความต้านทานแบบอนุกรม สำหรับสถานการณ์เหล่านี้ในกรณีที่ได้รับการร้องขอความปลอดภัยโปรดอ้างอิงตัวเก็บประจุพิเศษของซีรี่ส์ 1772 พร้อมการเชื่อมต่อภายใน


เอกสารข้อมูลทางเทคนิคของ F1772 ไม่ได้ดีไปกว่านี้แล้ว

ตัวเก็บประจุเหล่านี้ไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานพัลส์อย่างต่อเนื่อง สำหรับสถานการณ์เหล่านี้ต้องใช้ตัวเก็บประจุของ AC และโปรแกรมพัลส์ •ตัวเก็บประจุเหล่านี้สามารถใช้สำหรับการประยุกต์ความต้านทานแบบอนุกรมในกรณีที่ได้รับการอนุมัติความปลอดภัย F1772หมวกชุดยังให้คำเตือน

จากประสบการณ์ของฉันถ้าแผ่นข้อมูลไม่รวม 1 ข้อกำหนด {ESR ต่อไปนี้หรืออันดับปัจจุบันระลอก {rms} แล้วมันไม่ได้มีไว้สำหรับชีพจรสูงการดำเนินงาน ESR ต่ำ ตัวอย่างเช่นมอเตอร์สตาร์ท / รันแคปไม่รวม {ข้างต้น} ใด ๆ และเป็นที่รู้กันว่ามีลักษณะ ESR ที่ต่ำกว่าเนื่องจากทำงานในวงจรที่มีความต้านทานสูงกว่าซึ่งแตกต่างจาก SMPS หรือ AC diode / Triac สวิตช์ออฟไลน์แบบออฟไลน์

ข้อสรุป

  • การออกแบบสลัวพลังงานที่ไม่น่าเชื่อถือจากโทโพโลยีความเครียดสูงและการเลือกตัวพิมพ์ใหญ่ที่ไม่สามารถยอมรับได้
  • ฉันสามารถแนะนำแหล่งจ่ายไฟ AC-DC ที่ดีขึ้น

    ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


น่าสนใจขอบคุณสำหรับคำตอบที่ซับซ้อน! ดูเหมือนว่าฉันจะมองโลกในแง่ดีเกินไปเกี่ยวกับความทนทานต่อการถูกละเมิด ในฐานะที่เป็นสำหรับหมวกหยด capacitive; การออกแบบปัจจุบันคือ 5mA RMS ดังนั้นฉันจะผิดหวังถ้ามันฆ่าแคป แต่บางทีสวิทช์เปิด - ปิด / ปิดทำได้ใน (ฉันจะทดสอบมัน) ฉันควรคิดใหม่ส่วนการปราบปรามของวงจรแม้ว่า ...
marcelm

"นี่หมายถึงกระแสสูงสุดที่สามารถจัดการได้โดยใช้ Ic = CdV / dt โดยมีค่า dV / dt ที่ 120V / us max" - ฉันสับสนเล็กน้อย เสียบ dV / dt ลงในสมการตัวเก็บประจุพร้อมกับ 100nF แนะนำให้ฉันกระแสสูงสุด 12A; การคำนวณของคุณ (และการวัดของฉันฉันจะโพสต์การปรับปรุงในภายหลัง) แนะนำกระแสสูงสุดเพียง ~ 10% ของที่ ...
marcelm

@marcelm มันขึ้นอยู่กับความต้านทานเครือข่ายให้อาหารหมวกด้วย R, diode Cap และพลังงานเป็นผลิตภัณฑ์ของ ESR * I ^ 2 * t ดูดซึมในหมวก พวกเขายังได้รับการจัดอันดับสำหรับกระแสกระเพื่อมซึ่งจะมากเกินไปกับฮาโลเจนที่ควบคุมโดย Triac .. การคำนวณของคุณไม่ถือว่าส่วน R จำกัด ปัจจุบันอื่น ๆ ใช่แคปยังคงล้มเหลวและอาจคำนวณการสูญเสียในแต่ละครั้งเพื่อพิสูจน์ว่าทำไมพวกเขาถึงล้มเหลว
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

สังเกตว่า ESR ของหมวกมีค่าสูงสุด 10m กระจาย> 600W สูงสุดเพียงไม่กี่ไมโครวินาที
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

จุดสูงสุด> 600W มาจากไหน ESR * I² = 10mW สำหรับ ESR = 10mΩ, I = 1A ...
marcelm

23

ตัวเก็บประจุฟิล์มถูกทำให้เป็น "การรักษาตัวเอง" ซึ่งก็หมายความว่าเมื่อพวกเขาพัฒนาสั้น ๆ เนื่องจากการละเมิดพื้นที่รอบ ๆ สั้น ๆ จะถูกพัดหายไปลดความจุ

ดูเหมือนว่าแอปพลิเคชันของคุณมี transients บ่อยทั้งจากภายในหรือไม่เกินความสามารถในการออกแบบของตัวเก็บประจุ คุณสามารถลองติดตามพวกเขาได้ที่แหล่งที่มาพยายามที่จะแบ่งพวกเขาด้วยบางสิ่งบางอย่างเช่นทีวีสองขั้วข้ามฝาครอบหรือซื้อตัวเก็บประจุ (แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า) ที่ดีกว่า


หรือ X1 ถ้าพวกเขาจะพอดี
Robert Endl

4
คุณแน่ใจหรือไม่ว่าตัวพิมพ์ใหญ่เหล่านี้ได้รับการจัดอันดับสำหรับแอปพลิเคชันการชาร์จ / ปล่อยประจุชีพจร ฉันคิดว่ามันมีไว้สำหรับการมีเพศสัมพันธ์ RF หรือการปราบปราม RFI ไม่เปลี่ยน 150W โหลดจาก Triacs หรือออฟไลน์ไดโอดควบคุมชีพจรที่วาด 10x สูงสุด / เฉลี่ยในปัจจุบันเป็น 10% ระลอก
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

2
เห็นได้ชัดว่าชิ้นส่วนไม่สามารถทนต่อแอปพลิเคชันนี้และได้รับความเสียหายทั้งหมด การรักษาตัวเองใช้สำหรับเหตุการณ์ฟ้าผ่าแบบสุ่มที่ไม่ดูดซับ 1 ~ 2A พัลส์ทุกรอบ
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

แม้ฝาแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่าจะไม่เพียงพอที่นี่เนื่องจากปัญหาคือกระแสสูงสุดที่ฝาสามารถจัดการได้ (ตามลำดับ 1A) คุณต้องการหมวกที่สามารถจัดการกับกระแสดังกล่าวได้โดยไม่มีความเสียหาย
xryl669

1
C5 จะมีความเครียดน้อยลงด้วย 0.01uF, C1, C2 ได้รับผลกระทบความจุซีเนอร์และไดโอด shunt สำหรับ 1kV transients ที่มีกระแสขนาดใหญ่ดังนั้นตัวกรอง Line ที่มีการเหนี่ยวนำ CM จะช่วยที่นั่น
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.