Hace unos años, diseñé un atenuador controlado por MCU que maneja una lámpara halógena de 150W. Esto es en Europa occidental; 50Hz 230VAC. Utiliza condensadores con clasificación X2 como goteros capacitivos para la fuente de alimentación, y otro condensador con clasificación X2 para la supresión de interferencias:
El atenuador gradualmente comenzó a comportarse mal y, al depurar, descubrí que todos los casquillos X2 han muerto (lo que significa que les queda menos del 10% de su capacidad nominal):
Las tapas en la imagen:
- C1 , cuentagotas capacitiva, debe ser de 100nF, mide 6.4nF
- C2 , cuentagotas capacitiva, debe ser 100nF, mide 6.9nF
- C5 , supresión de interferencia, debe ser 100nF, mide 1.4nF
- Nuevo , gorro fresco de mi contenedor de basura, mide 93nF
Todos ellos miden circuito abierto (> 40MΩ) en resistencia.
C1 , C2 y Cnew están etiquetados MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Nominal de 275 VCA nominal (voltaje de resistencia significativamente mayor, hoja de datos aquí ). Todos son del mismo lote, comprados en septiembre de 2016. Sospecho que 01-14es un código de fecha, por lo que serían de principios de 2014.
C5 es de la misma marca; Tiene prácticamente las mismas marcas (excepto EN 132400), pero es físicamente más grande. Lo obtuve como parte de un kit Velleman hace años, donde también se usó como una gorra de supresión. No hay hoja de datos.
¿Qué causó que estas tapas perdieran su capacidad?
- ¿Es este deterioro el comportamiento normal de las tapas X2? El dimmer vio mucho uso, se alimentó por un estimado de 7000 horas.
- ¿Debería haber disminuido las tapas más? Estoy de acuerdo en que 230 VCA está bastante cerca de 275 VCA, pero según tengo entendido, esa es su clasificación nominal, y deberían ser capaces de manejar transitorios muy por encima de eso. Además, 275VAC parece, con mucho, la calificación más común disponible en Digikey y similares.
- ¿Estoy usando los condensadores mal de alguna manera?
- ¿Son estos condensadores de una mala marca / serie / lote?
Actualización: posiblemente relevante: el atenuador se alimenta a través de un interruptor mecánico y ha visto un estimado de 1000 ciclos de encendido / apagado durante su vida útil. ¿Quizás el transitorio de la conmutación mecánica jugó un papel?
fuente
Respuestas:
Estos son condensadores de supresión de interferencia y tienen excelentes propiedades de retardante de llama, autocuración, asesinos de chispas, pero NO están destinados a la carga continua de pulsos en serie, ya que se usan en esto con un Triac en una carga de sobretensión de halógeno tenue.
Aunque no salen y dicen esto en la hoja de datos, mi experiencia de las tapas similares de MEX-X2 me dice esto de la experiencia previa y respaldado por las hojas de datos de MKP X2 similares de Vishay-Roederstein.
En la letra pequeña, las especificaciones de TENTA indican un TIEMPO MÁXIMO DE AUMENTO 250Vac : 120V / microsegundo. Esto implica la corriente máxima que puede manejar usando Ic = CdV / dt con dV / dt con un valor nominal de 120V / us máx.
Entonces, ¿cómo es la corriente de pulso en este diseño? C5 a través de Triac puede ver picos de corriente continua de aproximadamente 1 A cuando se opera la bombilla a un control de fase de 90 grados en el voltaje máximo.
Esto reducirá significativamente la vida útil del condensador.
Para una lámpara de tungsteno de 150W que funciona a 240Vrms y 340Vp a una fase de 90 grados en Triac, la bombilla consume aproximadamente 100W y se ha enfriado a un tenue 1200'K con R = 240 Ohms y C5 a través de Triac y el inductor de 1.5mH descarga el voltaje de la tapa de 350Vp con La resistencia del Choke y Triac
Vishay Roederstein Condensadores de CA, condensadores de supresión NOTAS DE APLICACIÓN Clase X2 CA 275 V (MKT)
• Para la supresión de interferencias electromagnéticas X2 en aplicaciones a través de la línea (50/60 Hz) con una tensión de red máxima de 275 V (CA). • Estos condensadores no están diseñados para aplicaciones de pulso continuo. Para estas situaciones, se deben utilizar condensadores de los programas de CA y pulso .
• Estos condensadores no están destinados a la aplicación de impedancia en serie. Para estas situaciones en caso de que se soliciten aprobaciones de seguridad, consulte nuestros condensadores especiales de la serie 1772 con conexión de serie interna.
Las hojas de datos F1772 no son mucho mejores.
• Estos condensadores no están diseñados para aplicaciones de pulso continuo. Para estas situaciones, se deben utilizar condensadores de los programas de CA y pulso. • Estos condensadores se pueden usar para la aplicación de impedancia en serie en caso de que se soliciten aprobaciones de seguridad. Las tapas de la serie F1772 también dan advertencias
En mi experiencia, si una hoja de datos no incluye 1 de las siguientes {especificaciones de ESR, o corriente de ondulación nominal {rms}, entonces no está destinada para la operación de alto pulso y baja ESR. Por ejemplo, las tapas de arranque / funcionamiento del motor nunca incluyen ninguna de las {anteriores} y se sabe que tienen características ESR más pobres, ya que operan en circuitos con mayor resistencia a diferencia de SMPS o tapas de interruptor fuera de línea del diodo de CA / Triac.
Conclusión
Podría sugerir un mejor suministro de AC-DC.
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Los condensadores de película están hechos para "autocuración", lo que significa que cuando se desarrollan un corto debido al abuso, el área alrededor del corto se vuela, reduciendo la capacitancia.
Parece que su aplicación tiene transitorios frecuentes, ya sea desde dentro o fuera, que exceden la capacidad de diseño de los condensadores. Puede intentar rastrearlos en la fuente, intentar derivarlos con algo como un televisor bipolar a través de las tapas, o comprar mejores condensadores (de mayor voltaje nominal).
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