Comment puis-je réduire le risque de brûler les condensateurs?

J'ai un circuit d'alimentation AC / DC adapté à de nombreuses machines, qui fonctionnent toutes bien dans la capacité de puissance nominale des alimentations. Cependant, ceux-ci continuent à échouer, chacun brûlant un (grand) condensateur électrolytique (après disons 1 an de service). Curieusement, ces planches varient légèrement, certaines ont un capuchon, d'autres 2, mais c'est invariablement la ou les pièces qui échouent.

Les cartes avec 1 capuchon ont une tension nominale de 22µF 450v et 2 avec une puissance nominale de 47µF 450v.

Alors, que puis-je faire pour réduire le stress de ce composant? exécuter plusieurs en parallèle?

MISE À JOUR: Après avoir bien regardé les blocs d'alimentation, ils sont en effet étranges! les moteurs des machines (qui sont des déchiqueteuses de carton) sont évalués à 220v DC! donc la partie "grosse" principale de la carte PSU est juste un capuchon de redresseur / filtre (qui est le bit qui brûle) sans transformateur, et le reste est une alimentation CC abaissée séparée plus petite pour des choses comme les lumières, la commutation, protection etc.

L'alimentation à découpage de plage d'entrée universelle typique utilise une topologie de circuit semblable à celle illustrée ici:

Le condensateur haute tension de plus grande valeur (surligné en jaune) a pour fonction de lisser la tension CC rectifiée de la ligne d'alimentation CA.

Il existe deux modes de défaillance principaux pour ce condensateur. L'une est des pointes de haute tension à l'entrée de l'alimentation qui la font passer par la self de mode commun. Des pointes supérieures à la tension nominale du condensateur peuvent endommager la couche diélectrique isolante du condensateur et entraîner des courts-circuits internes. Il est préférable de résoudre les problèmes de haute tension en trouvant la source de ces pointes dans le système d'alimentation et en prenant des mesures pour fixer les pointes là où elles sont générées. Il peut également aider à améliorer le filtre d'entrée de l'alimentation, ajouter des dispositifs d'absorption transitoires tels que des transzorbs ou des MOV à la section d'entrée et augmenter la tension nominale du grand condensateur.

Un autre mode de défaillance est le chauffage interne qui peut se produire lorsque des changements de courant dans le condensateur réagissent avec la résistance série (ESR) du condensateur. Cela génère de la chaleur qui peut sécher les matériaux électrolytiques internes dans le condensateur, ce qui entraîne une diminution de la capacité. Il peut également augmenter la résistance série, provoquant ainsi un échauffement supplémentaire. Dans l'alimentation de type hors ligne, ce condensateur fonctionne à deux fois la fréquence de la ligne et les impulsions de courant dans le condensateur (appelées courant d'ondulation) se produisent lorsque le condensateur est chargé à chaque demi-cycle et déchargé lorsque la tension alternative redressée devient nulle. tandis que le condensateur est invité à continuer de fournir du courant aux sections de sortie de l'alimentation. Plusieurs facteurs peuvent être considérés pour augmenter la fiabilité de ce condensateur. Tout d'abord, il s'agit de calculer ou de mesurer le courant d'ondulation pendant le fonctionnement de l'alimentation et de s'assurer qu'il se situe bien dans la plage de courant d'ondulation du condensateur sélectionné. Un autre paramètre à prendre en compte est la température nominale du condensateur pour s'assurer qu'elle est supérieure à la température de fonctionnement de l'alimentation. Enfin, il peut être utile de trouver des condensateurs qui ont une valeur ESR inférieure, ce qui réduira le chauffage interne pour une amplitude de courant d'ondulation donnée.

L'utilisation de deux condensateurs en parallèle équivaudra à l'utilisation de deux résistances en série, la capacité s'additionnera et cela peut nuire au fonctionnement du circuit (ce n'est peut-être pas le cas, mais en pensant au pire des cas ici).

Une meilleure façon de soulager les contraintes de ces composants, sans aucune connaissance du circuit lui-même, serait d'utiliser un condensateur avec une tension nominale plus élevée. Cela se traduira par un composant plus grand et plus cher, mais cela stressera moins. Une autre façon serait d'obtenir un condensateur de «qualité» auprès d'un fournisseur de marque. Il existe des condensateurs audiophiles qui sont connus pour leur qualité, mais je ne connais pas les noms de marque exacts.

Si cela était possible (compte tenu des contraintes de taille que vous avez), je réduirais votre condensateur (utilisez une tension nominale supérieure à celle requise) et mettrais également un plus petit condensateur en céramique en parallèle. Celles-ci sont plus tolérantes aux pointes de haute tension courtes et aideront à réduire les contraintes sur l'électrolyse.

Sparkfun a récemment publié une vidéo à ce sujet, je vous recommande de la consulter .

S'ils brûlent rapidement, il y a sûrement un problème avec le circuit. les casquettes meurent finalement, mais elles devraient durer des années si tout est bien conçu. Cela dit, un bouchon de haute qualité à haute tension sera moins susceptible de exploser. selon le but, vous pouvez même en mettre un avec une capacité plus élevée pour éviter qu'il ne se décharge et se recharge complètement. Ce n'est qu'une bonne idée avec des bouchons destinés à lisser l'alimentation, ou autre chose où la capacité réelle n'est pas très importante.