Kilka lat temu zaprojektowałem ściemniacz sterowany MCU zasilający lampę halogenową o mocy 150 W. Tak jest w Europie Zachodniej; 50Hz 230VAC. Wykorzystuje kondensatory o oznaczeniu X2 jako kondensatory pojemnościowe do zasilania, a także inny kondensator o oznaczeniu X2 do tłumienia zakłóceń:

Ściemniacz stopniowo zaczął źle się zachowywać, a po debugowaniu odkryłem, że wszystkie czapki X2 zginęły (co oznacza, że ​​pozostały mniej niż 10% ich pojemności znamionowej):

Czapki na zdjęciu:

• C1 , zakraplacz pojemnościowy, powinien wynosić 100nF, mierzy 6,4nF
• C2 , zakraplacz pojemnościowy, powinien wynosić 100nF, mierzy 6,9nF
• C5 , tłumienie zakłóceń, powinno wynosić 100nF, mierzy 1,4nF
• Świeża , świeża czapka z mojego śmiecia, mierzy 93nF

Wszystkie mierzą obwód otwarty (> 40 MΩ) pod względem rezystancji.

C1 , C2 i Cnew są oznaczone MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Znamionowa wartość znamionowa 275 V prądu przemiennego (znacznie wyższa wytrzymałość na napięcie, arkusz danych tutaj ). Wszystkie pochodzą z tej samej partii, kupionej we wrześniu 2016 r. Podejrzewam, że 01-14to kod daty, więc będą z początku 2014 r.

C5 pochodzi od tej samej marki; ma praktycznie takie same oznaczenia (oprócz EN 132400), ale jest fizycznie większy. Dostałem go jako część zestawu Velleman wiele lat temu, gdzie był również używany jako czapka tłumiąca. Brak arkusza danych.

Co spowodowało, że te czapki straciły swoją pojemność?

• Czy to pogorszenie jest normalnym zachowaniem dla czapek X2? Ściemniacz miał wiele zastosowań, ponieważ był zasilany przez około 7000 godzin.
• Czy powinienem bardziej obniżać wartości graniczne? Zgadzam się, że 230 V prądu przemiennego jest zbliżone do 275 V prądu przemiennego, ale rozumiem, że jest to ich nominalna ocena i powinni być w stanie poradzić sobie z stanami nieustalonymi znacznie powyżej tego. Również 275VAC wydaje się zdecydowanie najczęstszą oceną dostępną w Digikey i tym podobnych.
• Czy jakoś źle wykorzystuję kondensatory?
• Czy to kondensatory złej marki / serii / partii?

Aktualizacja: Być może istotne: ściemniacz jest zasilany za pomocą mechanicznego przełącznika i widział około 1000 cykli włączania / wyłączania w ciągu jego życia. Być może przejściowy od mechanicznego przełączania odegrał jakąś rolę?

Są to kondensatory przeciwzakłóceniowe i mają doskonałe właściwości zmniejszania palności, samoleczenia, iskierniki, ale NIE są one przeznaczone do ciągłego szeregowego ładowania impulsowego, ponieważ są one stosowane w tym przypadku z triakiem przy słabym obciążeniu udarowym halogenowym.

Chociaż nie ujawniają tego w arkuszu danych, moje doświadczenia z podobnymi czapkami MEX-X2 mówią mi o tym z wcześniejszych doświadczeń i poparte podobnymi arkuszami danych MKP X2 Vishay-Roederstein.

W drobnym drukiem specyfikacje TENTA wskazują MAKSYMALNY CZAS WYBUCHU 250 V prądu przemiennego: 120 V / mikrosekundę. To implikuje maksymalny prąd, który może obsłużyć stosując Ic = CdV / dt przy dV / dt o wartości znamionowej 120 V / us max.

Więc jaki jest prąd pulsacyjny w tym projekcie? C5 w poprzek triaka może widzieć ciągłe skoki prądu o wartości około 1 A podczas pracy żarówki przy 90-stopniowej kontroli fazy przy szczytowym napięciu.

To znacznie skróci żywotność kondensatora.

W przypadku lampy wolframowej o mocy 150 W pracującej przy 240 V rms 340 Vp przy fazie 90 ° na triaku żarówka pobiera około 100 W i ostygła do dim 1200'K przy R = 240 omów i C5 na triaku, a cewka indukcyjna 1,5 mH rozładowuje napięcie trzonka 350 Vp z odporność dławika i triaka

Kondensatory AC Vishay Roederstein, kondensatory przeciwzakłóceniowe UWAGI DOTYCZĄCE APLIKACJI Klasa X2 AC 275 V (MKT)

• Do tłumienia zakłóceń elektromagnetycznych X2 we wszystkich zastosowaniach liniowych (50/60 Hz) przy maksymalnym napięciu sieciowym 275 V (AC). • Te kondensatory nie są przeznaczone do zastosowań z ciągłym impulsem. W takich sytuacjach należy zastosować kondensatory programów prądu przemiennego i impulsowego .

• Te kondensatory nie są przeznaczone do impedancji szeregowej. W takich sytuacjach, w przypadku gdy wymagane są zatwierdzenia bezpieczeństwa, zapoznaj się z naszymi specjalnymi kondensatorami serii 1772 z wewnętrznym połączeniem szeregowym.

Arkusze danych F1772 nie są znacznie lepsze.

• Kondensatory te nie są przeznaczone do zastosowań z ciągłym impulsem. W takich sytuacjach należy zastosować kondensatory programów prądu przemiennego i impulsowego. • Kondensatory te można stosować do impedancji szeregowej w przypadku, gdy wymagane są zatwierdzenia bezpieczeństwa. Do F1772 czapki serii dają również ostrzeżenia

Z mojego doświadczenia wynika, że ​​jeśli arkusz danych nie zawiera 1 z poniższych {specyfikacji ESR lub znamionowego prądu tętnienia {rms}, to nie jest przeznaczony do pracy z wysokim impulsem i niskim ESR. Na przykład, czapki rozruchu / uruchomienia silnika nigdy nie zawierają żadnej z {powyższych} i wiadomo, że mają gorszą charakterystykę ESR, ponieważ działają w obwodach o wyższej rezystancji, w przeciwieństwie do czapek przełączających offline SMPS lub diody AC / Triaka.

Wniosek

• Niewiarygodna moc przyciemniona z topologii wysokiego obciążenia i wyboru nieznacznie niedopuszczalnych nakładek.

• Mógłbym zasugerować lepsze zasilanie AC-DC.

  

Kondensatory foliowe mają być „samonaprawiające się”, co oznacza po prostu, że gdy rozwiną zwarcie z powodu nadużycia, obszar wokół zwarcia zostanie zdmuchnięty, co zmniejsza pojemność.

Wygląda na to, że Twoja aplikacja ma częste stany przejściowe, zarówno z wewnątrz, jak i bez nich, przekraczające możliwości projektowe kondensatorów. Możesz spróbować wyśledzić je u źródła, spróbować przetoczyć je czapkami typu bipolarnego TVS przez zaślepki lub kupić lepsze (o wyższym napięciu) kondensatory.