SCR в этой цепи взорвался - почему?

Некоторые из наших плат имеют поврежденную SCR. Я только что стал свидетелем одного из них сегодня. SCR фактически взорвался при включении питания. Часть его упаковочного материала просто взлетела вместе со взрывным звуком. Результирующее мертвое тело SCR показано здесь:

У меня есть несколько вопросов о схеме:

Q1 ( S6020L ) - это рассматриваемый SCR. Он рассчитан на 600В, 20А. Вход переменного тока 220В. Что я сделал, это:

1. Удалить AC / Power Off.
2. Разряд C5
3. Включить. В тот же момент Q1 взорвался на куски.

Если SCR включается, когда выпрямленный сигнал переменного тока находится прямо возле своего пика, а напряжение на C5 близко к нулю, я мог бы предположить, что существует огромный бросок тока для зарядки большого конденсатора.

У меня есть следующие вопросы:

1. Как рассчитать величину и длительность этого пускового тока.
2. Превышает ли этот бросок тока спецификацию данного конкретного SCR?

В этом случае выпрямительный мост GBJ2006 не поврежден.

Мы изготовили и продали несколько сотен досок. Там были некоторые случаи этой проблемы. Мне интересно, если мы должны как-то изменить дизайн (я не аппаратный парень).

Рассматриваемый SCR на самом деле не от Littelfuse, но соответствует спецификации S6020L, как я слышал от нашего разработчика оборудования. Я понятия не имею, от какого производителя, и пытаюсь определить, является ли это проблемой дизайна или проблемой качества детали.

MCU (не в прилагаемой схеме) видит сигнал SYNC и запускает SCR в соответствующие моменты времени, чтобы увеличить напряжение на C5. Таким образом, пусковой ток будет значительно уменьшен. Проблема в том, что до того, как мое программное обеспечение берет на себя ответственность, может возникнуть сбой, который вызывает MOC3052M при включении питания. Это единовременная вещь, и после этого программное обеспечение получает полный контроль. У меня есть сомнения по поводу качества детали SCR, потому что этот бросок тока не повторяется. В тот момент, когда я засвидетельствовал взрыв SCR без нагрузки и прямо при включении выключателя питания. Я знаю, что очевидное решение состоит в том, чтобы избавиться от сбоев; Тем не менее, я просто хочу знать, если эта часть неисправна.

HV_Bus (C5) подключен к двигателю мощностью 1,25 л.с., другой терминал которого подключен к MOSFET. MCU включает и выключает MOSFET с помощью сигнала ШИМ, и C5 разряжается с этой нагрузкой. Когда сигнал ШИМ активен, MCU запускает SCR с частотой 2 кГц и поддерживает заряд C5.

Опасность от сети переменного тока:

Единственным надежным ограничением тока является синфазный дроссель и внутренняя проводка.

S6020L (если ваш SCR действительно соответствует спецификациям ) способен одноразовый импульс 0,01 секунды и 255A при комнатной температуре. Поэтому, если ваша проводка + дроссель CM меньше, чем около Ом (и не будет), нет никакой гарантии, что вы не превысите максимальные характеристики (и следует отметить, что вы действительно должны оставаться достаточно далеко от этих - время импульса при комнатной температуре - оно может быть горячее, чем комнатная температура, и повторяющиеся скачки могут в конечном итоге убить SCR).

Поскольку у вас есть сигнал синхронизации, и, вероятно, процессор читает его, я думаю, что лучшим решением может быть изменение прошивки, которое запускает SCR только при пересечении нуля. Затем ток будет ограничен dv / dt линии электропередачи при пересечении нуля. При среднеквадратичном значении 220 В и = 2 50 = около 0,1 В / мкс, поэтому ток будет ограничен до 56 А, что вполне соответствует техническим требованиям.$\omega$$\pi$

В противном случае, возможно, вы могли бы изменить опто-триак на тот, который имеет встроенное обнаружение пересечения нуля (например, MOC3063 ), но я не стал тщательно проверять, будет ли это работать с вашей настройкой диода - вам может потребоваться установить резистор через С1, например.

Вероятно, вам нужен триггер для пересечения нуля для SCR

MOC3052 не является пересечением нуля , и вы можете запустить его в любом месте в цикле питания. Делайте так около пика цикла с разряженной крышкой, и вы ожидаете получить то, что вы получаете.

Вы можете получить изоляторы пересечения нуля из той же серии, которые заменят MOC3052.

Например, MOC3063 кажется более чем достаточным - 600 В Vmax (то же самое, что и MOC3052) и 5 ​​мА пусковой ток при 10 мА. При желании можно найти более близкое совпадение.

Если вы активируете SCR при пересечении нуля, SCR будет переадресовывать, когда V_DC_Rectified превышает V_C5 и имеет нулевой начальный пусковой ток.

D1, вероятно, не нужен.
Если бы я на самом деле реализовывал это, я бы изучил соответствующие таблицы данных, чтобы убедиться, что все полярности и напряжения всегда были в порядке, НО, кажется, все в порядке с первого взгляда.

Похоже, вы хорошо проанализировали проблему. У вас есть устройство, которое довольно явно выходит из строя из-за перегрева, и единственный очевидный путь прохождения тока через SCR - от выпрямителя в C5.

У вас есть пара вариантов. Одним из них является использование большего SCR, как вы предлагаете. К сожалению, ток в SCR в этом случае будет трудно предсказать, потому что вы не знаете импеданс вашего источника.

В качестве более глубокого вопроса, однако, я не уверен, что этот SCR делает в этой схеме. Похоже, что он может быть задуман как предварительная зарядка, но нет фактического пути предварительной зарядки. Лучшим вариантом может быть установка резистора вокруг этого SCR и задержка его срабатывания на некоторое время после запуска. Вам просто нужно задержать, возможно, на три постоянные времени (R вашего нового резистора, умноженного на 560 мкФ), поэтому, если вы знаете, какова задержка срабатывания вашей существующей цепи, вы можете выбрать R соответствующим образом.

Я полагаю, что проблема заключается в том, что вы прикладываете «неизолированное» заземление к нижнему выводу SCR, прикладываете полное напряжение на SCR, заставляя протекать через него огромный ток, вызывая его перегрев и взрыв! Скорее всего, это двигатель, который не изолирован, реверс горячего и нейтрального и т. Д.

Проблема в том, что C1, когда система включена, C1 некоторое время подает напряжение «+» на затвор, когда анод привязан к V _CC, а C5 изначально замкнут, катод заземлен, поэтому SCR взрывается, предлагаю устранить С1.