SCR in dieser Schaltung explodierte - warum?

Einige unserer Boards haben einen beschädigten SCR. Ich habe heute gerade einen persönlich gesehen. Der SCR explodierte beim Einschalten tatsächlich. Ein Teil des Verpackungsmaterials flog zusammen mit einem explodierenden Geräusch davon. Der resultierende tote Körper des SCR wird hier gezeigt:

Ich habe ein paar Fragen zur Strecke:

Q1 ( S6020L ) ist der betreffende SCR. Es ist für 600 V, 20 A ausgelegt. Der AC-Eingang beträgt 220V. Was ich getan habe ist:

1. AC / Power off entfernen.
2. Entladung C5
3. Ein. Im selben Moment explodierte Q1 in Stücke.

Wenn der SCR eingeschaltet wird, wenn das gleichgerichtete Wechselstromsignal genau in der Nähe seiner Spitze liegt und die Spannung an C5 nahe Null ist, würde ich mir vorstellen, dass ein großer Einschaltstrom zum Aufladen des großen Kondensators vorhanden ist.

Die Fragen, die ich habe, sind:

1. Wie berechne ich die Größe und Dauer dieses Einschaltstroms?
2. Überschreitet dieser Einschaltstrom die Spezifikation dieses speziellen SCR?

Die Gleichrichtungsbrücke GBJ2006 ist in diesem Fall nicht beschädigt.

Wir haben einige hundert Bretter hergestellt und verkauft. Dieses Problem ist in einigen Fällen aufgetreten. Ich frage mich, ob wir das Design irgendwie ändern sollten (ich bin kein Hardware-Typ).

Der fragliche SCR stammt nicht wirklich von Littelfuse, entspricht jedoch in der Spezifikation dem S6020L, wie ich von unserem Hardware-Designer gehört habe. Ich habe keine Ahnung, von welchem ​​Hersteller es stammt, und versuche festzustellen, ob es sich um ein Designproblem oder ein Teilqualitätsproblem handelt.

Die MCU (nicht in den beigefügten Schaltplänen) sieht das SYNC-Signal und löst den SCR zu geeigneten Zeiten aus, um die Spannung an C5 hochzufahren. Auf diese Weise würde der Einschaltstrom erheblich reduziert. Das Problem ist, dass vor dem Aufladen meiner Software möglicherweise ein Fehler auftritt, der beim Einschalten MOC3052M auslöst. Dies ist eine einmalige Sache und danach übernimmt die Software die volle Kontrolle. Ich habe Zweifel an der Qualität des SCR-Teils, da sich dieser Einschaltstrom nicht wiederholt. Der Moment, in dem ich die SCR-Explosion miterlebt habe, ist ohne Last und direkt beim Einschalten des Netzschalters. Ich weiß, dass die offensichtliche Lösung darin besteht, die Panne loszuwerden. Ich möchte jedoch nur wissen, ob dieser Teil fehlerhaft ist.

HV_Bus (C5) ist mit einem 1,25-PS-Motor verbunden, dessen anderer Anschluss mit einem MOSFET verbunden ist. Die MCU schaltet den MOSFET mit einem PWM-Signal ein und aus und C5 wird mit dieser Last entladen. Wenn das PWM-Signal aktiv ist, löst die MCU den SCR mit einer Frequenz von 2 kHz aus und hält C5 geladen.

Gefahren durch Wechselstromnetz:

Die einzig sichere Begrenzung des Stroms ist Ihre Gleichtaktdrossel und Ihre interne Verkabelung.

Der S6020L (wenn Ihr SCR wirklich den Spezifikationen entspricht ) kann bei Raumtemperatur einen einmaligen Impuls von 0,01 Sekunden und 255 A erzeugen. Wenn Ihre Verkabelung + CM-Drossel weniger als etwa ein Ohm beträgt (und dies auch nicht sein wird), gibt es keine Garantie dafür, dass Sie die maximalen Spezifikationen nicht überschreiten (und es sollte beachtet werden, dass Sie sich wirklich einigermaßen von diesen fernhalten sollten - Zeitimpuls bei Raumtemperaturgrenzen - Er kann heißer als Raumtemperatur sein und wiederholte Spannungsspitzen können den SCR eventuell töten.

$\omega$$\pi$

Andernfalls könnten Sie möglicherweise den Opto-Triac gegen einen mit integrierter Nulldurchgangserkennung (z. B. MOC3063 ) austauschen. Ich habe jedoch nicht sorgfältig geprüft , ob dies mit Ihrem Dioden-Setup funktioniert. Möglicherweise müssen Sie einen Opto-Triac verwenden Widerstand über C1 zum Beispiel.

Sie benötigen wahrscheinlich einen Nulldurchgangsauslöser für den SCR

Der MOC3052 ist kein Nulldurchgang und kann überall im Netzzyklus ausgelöst werden. Wenn Sie dies in der Nähe der Fahrradspitze mit einer entladenen Kappe tun, erwarten Sie, dass Sie das bekommen, was Sie bekommen.

Sie können Nulldurchgangsisolatoren in derselben Serie erhalten, die den MOC3052 ersetzen.

zB Der MOC3063 scheint mehr als ausreichend zu sein - 600 V Vmax (wie MOC3052) und 5 mA maq Triggerstrom gegen 10 mA. Auf Wunsch kann eine engere Übereinstimmung gefunden werden.

Wenn Sie den SCR beim Nulldurchgang auslösen, leitet der SCR das Verhalten weiter, wenn V_DC_Rectified V_C5 überschreitet und einen anfänglichen Einschaltstrom von Null hat.

D1 wird wahrscheinlich nicht benötigt.
Wenn ich dies tatsächlich implementieren würde, würde ich die relevanten Datenblätter durchforsten, um sicherzustellen, dass alle Polaritäten und Spannungen jederzeit in Ordnung sind, ABER es scheint auf einen Blick in Ordnung zu sein.

Es hört sich so an, als hätten Sie das Problem gut analysiert. Sie haben ein Gerät, das aufgrund von Überhitzung ziemlich eindeutig ausfällt, und der einzige offensichtliche Weg für den Stromfluss durch den SCR führt vom Gleichrichter nach C5.

Sie haben ein paar Möglichkeiten. Eine ist, einen größeren SCR zu verwenden, wie Sie vorschlagen. Leider ist der Strom durch den SCR in diesem Fall schwer vorherzusagen, da Sie die Impedanz Ihrer Quelle nicht kennen.

Als tiefere Frage bin ich mir jedoch nicht sicher, was dieser SCR in dieser Schaltung tut. Es sieht so aus, als wäre es als Vorladung gedacht, aber es gibt keinen tatsächlichen Vorladepfad. Eine bessere Option könnte darin bestehen, einen Widerstand um diesen SCR zu legen und ihn nach dem Start für einige Zeit zu verzögern. Sie müssen nur um drei Zeitkonstanten verzögern (R Ihres neuen Widerstands mal 560 uF). Wenn Sie also wissen, wie hoch die Zündverzögerung Ihrer vorhandenen Schaltung ist, können Sie R entsprechend auswählen.

Ich glaube, dass das Problem darin besteht, dass Sie eine "nicht isolierte" Masse an die untere Leitung des SCR anlegen, die volle Spannung über den SCR anlegen und einen großen Strom durch ihn fließen lassen, der überhitzt und explodiert! Höchstwahrscheinlich ist der Motor nicht isoliert, der heiße und der neutrale Motor sind umgekehrt usw.

Das Problem ist C1, wenn das System eingeschaltet ist, C1 dem Gate für eine Weile "+" Spannung gibt, wenn die Anode an V _CC gebunden ist und C5 anfänglich kurzgeschlossen ist, ist die Kathode geerdet, deshalb Der SCR explodiert, ich schlage vor, C1 zu eliminieren.