La RCS dans ce circuit a explosé - pourquoi?

Certaines de nos cartes ont un SCR endommagé. Je viens d'en voir un en personne aujourd'hui. Le SCR a explosé lors de la mise sous tension. Une partie de son matériau d'emballage vient de s'envoler avec un bruit d'explosion. Le corps mort résultant du SCR est montré ici:

J'ai quelques questions sur le circuit:

Q1 ( S6020L ) est le SCR en question. Il est évalué à 600V, 20A. L'entrée AC est de 220V. Ce que j'ai fait c'est:

1. Retirez AC / Power off.
2. Décharge C5
3. Allumer. Au même moment, Q1 explose en morceaux.

Si le SCR est activé lorsque le signal CA redressé est juste à côté de son pic et que la tension à C5 est proche de zéro, j'imagine qu'il y a un énorme courant d'appel pour charger le gros condensateur.

Les questions que je me pose sont:

1. Comment calculer l'amplitude et la durée de ce courant d'appel.
2. Ce courant d'appel dépasse-t-il les spécifications de ce SCR particulier?

Le pont redresseur, GBJ2006 , n'est pas endommagé dans ce cas.

Nous avons produit et vendu quelques centaines de planches. Il y a eu quelques occurrences de ce problème. Je me demande si nous devrions en quelque sorte changer la conception (je ne suis pas un gars du matériel).

Le SCR en question n'est pas vraiment de Littelfuse, mais il correspond au S6020L dans les spécifications, comme j'ai entendu notre concepteur de matériel. Je n'ai aucune idée de quel fabricant il s'agit et j'essaie de déterminer s'il s'agit d'un problème de conception ou d'un problème de qualité des pièces.

Le MCU (pas dans les schémas ci-joints) voit le signal SYNC et déclenche le SCR aux moments appropriés pour augmenter la tension à C5. De cette façon, le courant d'appel serait considérablement réduit. Le problème est qu'avant que mon logiciel ne prenne en charge, il peut y avoir un problème qui déclenche le MOC3052M à la mise sous tension. C'est une chose unique et après cela, le logiciel prend le contrôle total. J'ai un doute sur la qualité de la pièce SCR car ce courant d'appel n'est pas répétitif. Le moment où j'ai été témoin de l'explosion du SCR est sans aucune charge et juste à la mise sous tension de l'interrupteur d'alimentation. Je sais que la solution évidente est de se débarrasser du pépin; cependant, je veux juste savoir si cette partie est défectueuse.

HV_Bus (C5) est connecté à un moteur de 1,25 HP, dont l'autre borne est connectée à un MOSFET. Le MCU allumera et éteindra le MOSFET avec un signal PWM et C5 sera déchargé avec cette charge. Lorsque le signal PWM est actif, le MCU déclenche le SCR avec une fréquence de 2 kHz et maintient C5 chargé.

Dangers liés au secteur CA:

La seule limitation sûre du courant est votre self de mode commun et votre câblage interne.

Le S6020L (si votre SCR correspond vraiment aux spécifications ) est capable d'une impulsion unique de 0,01 seconde et 255 A à température ambiante. Donc, si votre câblage + starter CM est inférieur à environ un ohm (et ce ne sera pas le cas), il n'y a aucune garantie que vous ne dépasserez pas les spécifications maximales (et il convient de noter que vous devriez vraiment rester raisonnablement loin de celui-ci). - impulsion de temps aux limites de température ambiante - elle peut être plus chaude que la température ambiante et des surtensions répétitives peuvent éventuellement tuer le SCR).

Puisque vous avez un signal de synchronisation, et probablement un processeur qui lit cela, je pense que la meilleure solution pourrait être un changement de firmware qui déclenche le SCR uniquement au passage par zéro. Le courant serait alors limité par le dv / dt de la ligne principale au passage à zéro. À 220V RMS, et = 2 50 = environ 0,1V / usec, le courant sera donc limité à 56A, bien dans les limites des spécifications.$\omega$$\pi$

À défaut, vous pourriez peut-être changer l'opto-triac par un qui possède une détection de passage à zéro intégrée (par exemple, MOC3063 ), mais je n'ai pas regardé attentivement pour voir si cela fonctionnera avec votre configuration de diode - vous devrez peut-être mettre un résistance sur C1, par exemple.

Vous avez probablement besoin d'un déclencheur de passage à zéro pour le SCR

Le MOC3052 ne traverse pas zéro et vous pouvez le déclencher n'importe où dans le cycle d'alimentation. Faites-le près du pic du cycle avec un bouchon déchargé et vous vous attendez à obtenir ce que vous obtenez.

Vous pouvez obtenir des isolateurs de passage à zéro dans la même série qui remplacent le MOC3052.

Par exemple, le MOC3063 semble plus que suffisant - 600 V Vmax (identique au MOC3052) et un courant de déclenchement maq de 5 mA contre 10 mA. Une correspondance plus étroite pourra être trouvée si vous le souhaitez.

Si vous déclenchez le SCR au passage par zéro, le SCR transmettra la conduite lorsque V_DC_Rectified dépasse V_C5 et aura un courant d'appel initial nul.

D1 n'est probablement pas nécessaire.
SI j'étais en train de mettre en œuvre cela, j'examinerais les fiches techniques pertinentes pour m'assurer que toutes les polarités et tensions étaient OK à tout moment MAIS cela semble OK en un coup d'œil.

Il semble que vous ayez bien analysé le problème. Vous avez un appareil qui échoue clairement en raison d'une surchauffe, et le seul chemin évident pour que le courant passe à travers le SCR est du redresseur au C5.

Vous avez quelques options. La première consiste à utiliser un SCR plus grand, comme vous le suggérez. Malheureusement, le courant traversant le SCR dans ce cas sera difficile à prévoir, car vous ne connaissez pas l'impédance de votre source.

En tant que question plus profonde, cependant, je ne suis pas sûr de ce que ce SCR fait dans ce circuit. Il semble que cela puisse être conçu comme une précharge, mais il n'y a pas de chemin de précharge réel. Une meilleure option peut être de placer une résistance autour de ce SCR et de retarder son déclenchement pendant une certaine période après le démarrage. Vous avez juste besoin de retarder de peut-être trois constantes de temps (R de votre nouvelle résistance fois 560 uF), donc si vous savez quel est le retard de tir de votre circuit existant, vous pouvez choisir R de manière appropriée.

Je crois que le problème est que vous appliquez une masse "non isolée" au fil inférieur du SCR, appliquant la pleine tension aux bornes du SCR, provoquant un énorme courant qui le traverse, le faisant surchauffer et exploser! C'est très probablement le moteur qui n'est pas isolé, le chaud et le neutre inversés, etc.

Le problème est C1, lorsque le système est allumé, C1 donne une tension "+" à la grille pendant un certain temps, lorsque l'anode est reliée à V _CC et C5 est initialement court-circuitée, la cathode est mise à la terre, c'est pourquoi le SCR explose, je propose d'éliminer C1.