Estoy usando un condensador electrolítico de aluminio grande (400V / 470uF / 105 ° C) después de un puente rectificador de 220VAC en una aplicación de motor.
Durante la prueba de quemado (180VCC, 6A vista por el motor) con un dispositivo generador de par constante, la parte superior de la tapa se hinchó debido al aumento de la temperatura de la tapa en solo 30 minutos. Posteriormente reemplazamos la tapa con el mismo tipo y registramos su temperatura. Estaba aumentando y aparentemente no alcanzó un estado estable y detuvimos la prueba tan pronto como alcanzamos los 100 ° C.
Luego lo reemplazamos con otro tapón (450V / 470uF / 105 ° C). Tiene el mismo diámetro pero un poco más alto. La prueba de quemado se realizó sin problemas y la temperatura de la tapa alcanzó un estado estable de ~ 85/90 ° C después de una hora.
El fallido es un gorro de Nichicon: enlace
El que se aprobó es un límite de UUcap (lamento que el enlace esté en chino, ya que no pude encontrar la versión en inglés): enlace
Leí las hojas de datos de ambas tapas y las encontré bastante comparables con respecto al factor de disipación (0,15 frente a 0,20) y los parámetros de la corriente de ondulación (1900 mA frente a 1850 mA). Sin embargo, hay algunas variables:
- voltaje nominal
- Error: 400V
- aprobado: 450V
- Área de tamaño (DxL) de los condensadores.
- Error: 35 mm x 40 mm
- aprobado: 35 mm x 50 mm
- apariencia
- Fallido: la parte superior de la lata es de aluminio / metálico
- Aprobado: la parte superior de la lata es de algún tipo de poliéster (no tengo idea de lo que es)
Sin embargo, solo soy consciente de que la superficie más grande puede disipar el calor un poco mejor. En cuanto a lo que ayuda, no tengo ni idea. Leí en alguna parte que para una capacitancia fija, los topes con un voltaje nominal mayor son de ESR más bajos; sin embargo, no tengo ni idea de si es verdad o no.
¿Hay algo que pasé por alto en la hoja de datos que contribuye a una diferencia tan grande con respecto a las temperaturas de los condensadores en la prueba?
Gracias de antemano.
P.S. El circuito es el siguiente. El condensador en cuestión es C5. T2, el estrangulador común, se reemplaza con un par de cables gruesos en el tablero bajo prueba. HV_Bus se mantiene activando el SCR continuamente. El voltaje visto por el motor es un promedio debido al PWM para encender y apagar un MOSFET de potencia del lado bajo.
Mediciones LCR
Capacitancia, DF / Q / ESR / θ
- Nichicon 400V / 470uF - > 392 uF, 0.211 / 4.71 / 0.08 / -77.8 °
- UUcap 450V / 470uF - > 446 uF, 0.440 / 2.27 / 0.15 / -66.2 °
Claramente, la medición de la tapa de Nichicon coincide con sus especificaciones, mientras que UUcap está de alguna manera fuera de las especificaciones. La gran diferencia aquí parece ser la capacitancia. Las tapas de Nichicon parecen apuntar al límite inferior de ± 20% de la capacitancia. He medido otros cinco tapones de Nichicon del mismo tipo y todos ellos están alrededor de 400uF ~ 410uF mientras que están clasificados en 470uF ± 20% ...
Los únicos parámetros de la tapa de Nichicon en cuestión que son inferiores a UUcap son la capacitancia y la tensión nominal . ¿Es .it la capacitancia el papel principal en el aumento de la temperatura de la tapa? Si bien tiene sentido que un límite de capacitancia inferior pase por ciclos de carga / descarga más drásticos, ¿marca una diferencia tan grande?
Mediciones de corriente de ondulación
Puse una pinza de CA de verdadero valor eficaz alrededor de la pata de la tapa en el circuito y realicé algunas mediciones. La tensión vista por el motor se controla apagando un MOSFET de potencia. La carga es sólo un cinturón de una cinta de correr. I cap se mide con la pinza de CA y I motor se observa con un medidor de corriente analógico.
- V motor = 50V, I cap = 0.4A, I motor = 1.0A
- V motor = 100V, I cap = 0.8A, I motor = 1.5A
- V motor = 150V, I cap = 1.4A, I motor = 1.5A
También observé la ondulación de voltaje de los condensadores. Con UUcap, la fluctuación del voltaje es un poco más pequeña que la tapa Nichicon. Eso se espera debido a su mayor capacidad. Las medidas de cap parecen estar de alguna manera a la par con las gorras UUcap y Nichicon.
Y sí, la corriente de rizado fácilmente supera la corriente de rizado nominal para los límites máximos cuando aumenta la carga.
Dado que UUcap está muy lejos de sus especificaciones, supongo que no puedo confiar en su parámetro de corriente de rizado. ¿Hay alguna forma de medir la capacidad de la tapa para manejar la corriente de rizado?
¿Un capacitor de voltaje nominal más alto es más tolerante a la ondulación de la corriente que un capacitor con la misma capacitancia?