이 X2 캡을 죽인 것은 무엇입니까?


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몇 년 전, 150W 주 할로겐 램프를 구동하는 MCU 제어 조광기를 설계했습니다. 이것은 서유럽에 있습니다. 50Hz 230VAC. X2 정격 커패시터를 전원 공급 장치의 용량 성 드롭퍼로 사용하고 다른 X2 정격 커패시터를 간섭 억제 용으로 사용합니다.

MCU로 제어되는 최첨단 위상 절단 디머의 회로도

디 머는 점차 오작동을 시작했으며 디버깅시 모든 X2 캡이 죽었다는 것을 알았습니다 (정격 커패시턴스의 10 % 미만이 남아 있음을 의미합니다).

C1, C2, C5, Cnew의 사진

그림의 모자 :

  • 용량 성 점 적기 C1 은 100nF 여야하며 6.4nF가됩니다
  • 용량 성 스포이드 C2 는 100nF 여야하며 6.9nF
  • C5 , 간섭 억제는 100nF이어야하며 1.4nF를 측정해야합니다.
  • Cnew , 내 쓰레기 빈에서 신선한 틱 캡, 93nF을 측정

모두 저항에서 개방 회로 (> 40MΩ)를 측정합니다.

C1 , C2Cnew 는 레이블이 붙어 있습니다 MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC. 275VAC 공칭 정격 (상당히 더 높은 내전압, 데이터 시트는 여기 ) 그것들은 모두 같은 배치에서 왔으며 2016 년 9 월에 샀습니다. 01-14날짜 코드 인 것 같습니다. 그래서 그들은 2014 년 초부터 왔습니다.

C5 는 동일한 브랜드입니다. 실제로 동일한 표시 (제외 EN 132400)가 있지만 실제로는 더 큽니다. 나는 그것을 몇 년 전에 Velleman 키트의 일부로 얻었으며 억제 캡으로도 사용되었습니다. 데이터 시트가 없습니다.

이 캡의 정전 용량이 어떻게 되었습니까?

  • 이 성능 저하가 X2 캡의 정상적인 동작입니까? 조광기는 약 7000 시간 동안 전력이 공급되는 많은 사용을 보았습니다.
  • 모자 한도를 더 낮추어야합니까? 나는 230VAC가 275VAC에 거의 가깝다는 것을 동의하지만, 그것이 정격 정격임을 이해하면 과도 전류를 처리 할 수 ​​있어야합니다. 또한 275VAC는 Digikey 등에서 사용 가능한 가장 일반적인 정격으로 보입니다.
  • 어떻게 든 커패시터를 잘못 사용하고 있습니까?
  • 이 커패시터는 나쁜 브랜드 / 시리즈 / 배치에서 나온 것입니까?

업데이트 : 아마도 관련성 : 조광기는 기계식 스위치를 통해 전원이 공급되며 수명 동안 약 1000 번의 켜기 / 끄기 스위치주기가 나타났습니다. 기계식 스위칭의 과도 현상이 중요한 역할을했을까요?


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서유럽은 60Hz가 아닌 50Hz입니다.
트랜지스터

@ 트랜지스터 물론! 60Hz를 입력했을 때 무슨 생각을했는지 잘 모르겠습니다 ... 감사합니다.
marcelm

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230VAC는 RMS이며, 커패시터는 275VAC 피크 또는 RMS 사양을 견딜 수 있습니까? 비정상적인 조건을 염두에 두지 않고 325V의 주기적 피크에 노출시킵니다.
Ben Voigt

2
@BenVoigt 데이터 시트보기 275VAC 주전원 사용 등급입니다. 내전압은 60 초 동안 1183VDC, 1 초 동안 2000VDC로 제공됩니다.
marcelm

답변:


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이들은 간섭 억제 커패시터이며 난연성,자가 치유, 스파크 킬러의 탁월한 특성을 갖지만 희미한 할로겐 서지 부하에서 Triac과 함께 사용되므로 연속적인 직렬 펄스 충전에는 적합하지 않습니다.

그들이 데이터 시트에 나와서 말하지는 않지만 비슷한 MEX-X2 캡에서 얻은 경험은 이전 경험에서 나에게 이것을 알려주고 Vishay-Roederstein 유사한 MKP X2 데이터 시트에 의해 백업됩니다.

정밀 인쇄에서 TENTA 사양은 최대 상승 시간 250Vac : 120V / 마이크로 초를 나타냅니다. 이는 최대 120V / us에서 dV / dt 정격의 Ic = CdV / dt를 사용하여 처리 할 수있는 최대 전류를 의미합니다.

이 설계에서 펄스 전류는 어떻습니까? Triac의 C5는 피크 전압에서 90도 위상 제어로 전구를 작동 할 때 약 1A의 연속 전류 스파이크를 볼 수 있습니다.

이것은 커패시터의 수명을 크게 줄입니다.

Triac의 90도 위상에서 240Vrms 340Vp로 작동하는 150W 텅스텐 램프의 경우 전구는 약 100W를 소비하고 Triac를 가로 지르는 R = 240 Ohms 및 C5 및 1.5mH 인덕터로 350Vp 캡 전압을 방전하여 약 1200W까지 냉각됩니다. 초크와 트라이 액의 저항

Vishay Roederstein AC 커패시터, 억제 커패시터 애플리케이션 노트 Class X2 AC 275 V (MKT)

• 최대 주 전압이 275V (AC) 인 라인 애플리케이션 (50 / 60Hz)에서 X2 전자기 간섭 억제 용. •이 커패시터는 연속 펄스 애플리케이션 용이 아닙니다. 이러한 상황에서는 AC 및 펄스 프로그램의 커패시터를 사용해야합니다 .

이 커패시터는 직렬 임피던스 애플리케이션 용이 아닙니다. 안전 승인이 필요한 경우에는 내부 직렬 연결 기능이있는 1772 시리즈의 특수 커패시터를 참조하십시오.


F1772 데이터 시트는 그리 좋지 않습니다.

이 커패시터는 연속 펄스 애플리케이션 용이 아닙니다. 이러한 상황에서는 AC 및 펄스 프로그램의 커패시터를 사용해야합니다. •이 커패시터는 안전 승인이 필요한 경우 직렬 임피던스 애플리케이션에 사용할 수 있습니다. F1772의 시리즈 캡은 경고를 줄

내 경험상 데이터 시트에 다음 {ESR 사양 중 하나 또는 정격 리플 전류 {rms}가 포함되어 있지 않으면 높은 펄스, 낮은 ESR 작동을위한 것이 아닙니다. 예를 들어 모터 스타트 / 런 캡은 {above}를 포함하지 않으며 SMPS 나 AC 다이오드 / Triac 오프라인 스위치 캡과 달리 저항이 더 높은 회로에서 작동하기 때문에 ESR 특성이 좋지 않은 것으로 알려져 있습니다.

결론

  • 높은 응력 토폴로지 및 한계로 허용 할 수없는 캡 선택을 통한 신뢰할 수없는 전력 희미한 디자인.
  • 더 나은 AC-DC 공급을 제안 할 수 있습니다.

    여기에 이미지 설명을 입력하십시오


흥미로운 답변에 감사드립니다! 모자의 남용에 대한 관용에 대해 너무 낙관적 인 것 같습니다. 용량 성 점 적기 캡은; 설계 전류는 5mA RMS이므로 캡이 끊어지면 실망 할 것입니다. 그러나 스위치 온 / 오프 과도 현상이 발생했을 것입니다 (테스트 할 것입니다). 나는 회로의 억제 부분을 다시 생각해야한다 ...
marcelm

"이것은 최대 120V / us의 dV / dt로 Ic = CdV / dt를 사용하여 처리 할 수있는 최대 전류를 의미합니다." -그래도 약간 혼란 스러워요. dV / dt를 커패시터 방정식에 100nF와 함께 연결하면 최대 12A의 전류가 나옵니다. 귀하의 계산 (및 내 측정, 나중에 업데이트를 게시 할 예정)은 피크 전류가 ~의 10 %에 불과하다는 것을 제안합니다 ...
marcelm

@marcelm R, 다이오드 캡으로 캡을 공급하는 네트워크 임피던스에 따라 다릅니다. 에너지는 캡에 흡수 된 ESR * I ^ 2 * t의 생성물이다. 또한 Triac 제어 할로겐에서는 과도한 리플 전류 등급을 갖습니다. 계산시 다른 전류 제한 R 부품은 가정하지 않았습니다. 그렇습니다. 한도는 여전히 실패했으며 손실은 각각 실패한 이유를 증명하기 위해 계산 될 수 있습니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

10m의 캡 ESR은 단지 몇 마이크로 초 동안 600W를 초과하는 피크를 소멸시켰다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

> 600W 피크는 어디에서 오는가? ESR = 10mΩ의 경우 ESR * I² = 10mW, I = 1A ...
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필름 캐패시터는 "자체 치유"로 만들어졌으며, 이는 쇼트 주변을 남용하여 쇼트가 발생하면 커패시턴스가 감소한다는 것을 의미합니다.

애플리케이션이 커패시터의 설계 능력을 초과하거나 초과하지 않는 빈번한 과도 현상이있는 것으로 보입니다. 소스에서 이들을 추적하거나 캡을 가로 지르는 바이폴라 TVS와 같은 것으로 션트하거나 더 나은 (더 높은 전압 정격) 커패시터를 구입할 수 있습니다.


또는 적합하다면 X1.
Robert Endl

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이 캡이 펄스 충전 / 방전 응용 제품에 적합한 지 확인하십시오. RF 커플 링 또는 RFI 억제를위한 것으로 10 % 리플을 위해 10 배의 피크 / 평균 전류를 끌어 오는 Triac 또는 오프라인 다이오드 펄스 레귤레이터의 150W 부하를 스위칭하지 않습니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

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분명히 부품은이 어플리케이션을 견딜 수 없으며 모두 손상되었습니다. 자가 치유는주기마다 1 ~ 2A 펄스를 흡수하지 않는 무작위 번개 이벤트에만 해당됩니다.
Tony Stewart Sunnyskyguy EE75

여기서는 더 높은 전압 정격 캡으로도 충분하지 않습니다. 문제는 캡이 처리 할 수있는 최대 전류 (1A 정도)이기 때문입니다. 손상없이 이러한 전류를 처리 할 수있는 캡이 필요합니다.
xryl669

1
C5는 0.01uF로 스트레스가 적습니다. C1, C2는 큰 전류에서 1kV 과도에 대한 제너 및 다이오드 션트 커패시턴스에 영향을
받으므로
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