SCR en este circuito explotó, ¿por qué?

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Algunas de nuestras tablas tienen un SCR dañado. Acabo de presenciar uno en persona hoy. El SCR realmente explotó en el encendido. Una parte de su material de embalaje simplemente voló junto con un sonido explosivo. El cuerpo muerto resultante del SCR se muestra aquí:

Tengoalgunaspreguntassobreelcircuito:

Q1 ( S6020L ) es el SCR en cuestión. Tiene una clasificación de 600V, 20A. La entrada de CA es de 220V. Lo que hice es:

  1. Eliminar AC / Apagar.
  2. Descarga C5
  3. Encender. En el mismo momento, Q1 explotó en pedazos.

Si el SCR se enciende cuando la señal de CA rectificada está cerca de su pico y el voltaje en C5 es cercano a cero, me imagino que hay una gran corriente de arranque para cargar el capacitor grande.

Las preguntas que tengo son:

  1. ¿Cómo calculo la magnitud y la duración de esta corriente de irrupción?
  2. ¿Esta corriente de entrada excede la especificación de este SCR en particular?

El puente rectificador, GBJ2006 , no está dañado en este caso.

Hemos producido y vendido unos cientos de tablas. Ha habido algunos casos de este problema. Me pregunto si deberíamos cambiar el diseño de alguna manera (no soy un tipo de hardware).

El SCR en cuestión no es realmente de Littelfuse, pero coincide con la especificación S6020L, como he escuchado de nuestro diseñador de hardware. No tengo idea de qué fabricante es y estoy tratando de determinar si se trata de un problema de diseño o de calidad de la pieza.

La MCU (que no se encuentra en los esquemas adjuntos) ve la señal de SINCRONIZACIÓN y dispara el SCR en los momentos adecuados para aumentar el voltaje en C5. De esta manera la corriente de entrada se reduciría considerablemente. El problema es que antes de que mi software se haga cargo, puede haber una falla que active el MOC3052M al encenderse. Esto es una sola cosa y después de eso, el software toma el control total. Tengo dudas sobre la calidad de la pieza de SCR porque esta corriente de irrupción no es repetitiva. El momento en que presencié la explosión del SCR es sin carga y justo en el momento de encender el interruptor de encendido. Sé que la solución obvia es deshacerse de la falla técnica; Sin embargo, solo quiero saber si esta parte es defectuosa.

HV_Bus (C5) está conectado a un motor de 1.25 HP, cuyo otro terminal está conectado a un MOSFET. MCU encenderá y apagará el MOSFET con una señal PWM y C5 se descargará con esta carga. Cuando la señal PWM está activa, MCU activa el SCR con una frecuencia de 2 kHz y mantiene cargado el C5.

Peligros de la red de CA:

    
pregunta Brian Wang

5 respuestas

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La única limitación segura de la corriente es su estrangulador de modo común y su cableado interno.

El S6020L (si su SCR realmente coincide con el especificaciones ) es capaz de una pulso de tiempo de 0.01 segundo y 255 A a temperatura ambiente. Por lo tanto, si su cableado + choke de CM es menor que alrededor de un ohmio (y no será no ), no hay garantía de que no exceda las especificaciones máximas (y se debe tener en cuenta que realmente debería manténgase razonablemente lejos de estos pulsos de una sola vez en los límites de temperatura ambiente; puede ser más caliente que la temperatura ambiente y las oleadas repetitivas pueden acabar con el SCR).

Dadoquetieneunaseñaldesincronización,ypresumiblementeunprocesadorqueleeeso,creoquelamejorsoluciónpodríaseruncambiodefirmwarequeactivelaSCRsoloenelcruceporcero.Lacorrienteestaríaentonceslimitadaporeldv/dtdelalíneaderedenelcruceporcero.A220VRMS,y\$\omega\$=2\$\pi\$50=aproximadamente0.1V/usec,porloquelacorrienteselimitaráa56A,dentrodelasespecificaciones.

Sifalla,talvezpodríacambiarelopto-triacporunoquetengadeteccióndecruceporceroincorporada(porejemplo, MOC3063 ), pero no he mirado detenidamente para ver si eso funcionará con la configuración de diodo. Es posible que deba colocar una resistencia en C1, por ejemplo.

    
respondido por el Spehro Pefhany
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Probablemente necesite un disparador de cruce por cero para el SCR

El MOC3052 no es un cruce por cero y puede activarlo en cualquier parte del ciclo de red. Hágalo cerca del pico del ciclo con una tapa descargada y espera obtener lo que está obteniendo.

Puede obtener aisladores de cruce por cero en la misma serie que son un reemplazo del MOC3052.

por ejemplo, MOC3063 parece más que adecuado: 600V Vmax ( igual que MOC3052) y 5 mA de corriente de disparo maq contra 10 mA. Si se desea, se puede encontrar una coincidencia más cercana.

Si dispara el SCR en cero, el SCR reenviará la conducta cuando V_DC_Rectified exceda de V_C5 y tenga cero corriente de arranque inicial.

D1 probablemente no sea necesario.
Si realmente estuviera implementando esto, estudiaría detenidamente las hojas de datos relevantes para garantizar que todas las polaridades y voltajes estuvieran bien en todo momento, PERO parece estar bien a simple vista.

    
respondido por el Russell McMahon
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Parece que has analizado bien el problema. Tienes un dispositivo que claramente falla debido a un sobrecalentamiento, y el único camino obvio para que la corriente fluya a través del SCR es desde el rectificador a C5.

Tienes un par de opciones. Una es usar un SCR más grande, como usted sugiere. Desafortunadamente, la corriente a través del SCR en ese caso será difícil de predecir, porque no conoce la impedancia de su fuente.

Sin embargo, como una pregunta más profunda, no estoy seguro de qué está haciendo ese SCR en este circuito. Parece que podría ser una precarga, pero no hay una ruta real de precarga. Una mejor opción puede ser colocar una resistencia alrededor de ese SCR y retrasar el encendido durante algún tiempo después de la puesta en marcha. Solo necesita retrasar unas tres constantes de tiempo (R de su nueva resistencia 560 uF), por lo que si sabe cuál es el retardo de activación de su circuito existente, puede elegir R adecuadamente.

    
respondido por el Stephen Collings
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Creo que el problema es que está aplicando una tierra "no aislada" al extremo inferior del SCR, aplicando todo el voltaje a través del SCR, lo que provoca que fluya una gran corriente. ¡Haciendo que se sobrecaliente y explote! Lo más probable es que sea el motor que no está aislado, el calor y el neutro invertidos, etc.

    
respondido por el Guill
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El problema es C1, cuando el sistema está encendido, C1 da "+" voltaje a la compuerta por un tiempo, cuando el ánodo está conectado a V CC y C5 está inicialmente en cortocircuito, el cátodo está conectado a tierra, por lo que es por eso que explota el SCR, sugiero eliminar C1.

    
respondido por el RODFER

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