Vor einigen Jahren habe ich einen MCU-gesteuerten Dimmer entwickelt, der eine 150-W-Halogen-Hauptlampe antreibt. Das ist in Westeuropa; 50Hz 230VAC. Es werden Kondensatoren mit X2-Nennleistung als kapazitive Tropfer für die Stromversorgung und ein weiterer Kondensator mit X2-Nennleistung zur Entstörung verwendet:

Der Dimmer hat sich allmählich schlecht benommen, und beim Debuggen stellte ich fest, dass alle X2-Kappen abgestorben sind (was bedeutet, dass sie weniger als 10% ihrer verbleibenden Nennkapazität haben):

Die Kappen im Bild:

• C1 , kapazitiver Dropper, sollte 100 nF betragen, misst 6,4 nF
• C2 , kapazitiver Dropper, sollte 100 nF betragen und 6,9 nF messen
• C5 , Interferenzunterdrückung, sollte 100 nF betragen, misst 1,4 nF
• Ein neuer , frischer Deckel aus meiner Mülltonne misst 93nF

Alle von ihnen messen den Leerlauf (> 40 MΩ) am Widerstand.

C1 , C2 und Cnew sind markiert MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Nennspannung 275 VAC (deutlich höhere Spannungsfestigkeit, Datenblatt hier ). Sie stammen alle aus der gleichen Charge, die im September 2016 gekauft wurde. Ich vermute, es 01-14handelt sich um einen Datumscode, daher wären sie ab Anfang 2014 erhältlich.

C5 ist von derselben Marke; Es hat praktisch die gleichen Markierungen (außer EN 132400), ist aber physisch größer. Ich habe es vor Jahren als Teil eines Velleman-Kits bekommen, wo es auch als Unterdrückungskappe verwendet wurde. Kein Datenblatt.

Was hat dazu geführt, dass diese Kappen ihre Kapazität verloren haben?

• Ist diese Verschlechterung für X2-Caps normal? Der Dimmer war viel im Einsatz und wurde schätzungsweise 7000 Stunden lang mit Strom versorgt.
• Hätte ich die Caps mehr herabsetzen sollen? Ich bin damit einverstanden, dass 230 VAC ziemlich nahe an 275 VAC liegen, aber nach meinem Verständnis ist dies ihre Nennleistung und sie sollten in der Lage sein, Transienten weit darüber zu verarbeiten. Außerdem scheint 275VAC die bei Digikey und ähnlichen Geräten mit Abstand am häufigsten verwendete Bewertung zu sein.
• Benutze ich die Kondensatoren irgendwie falsch?
• Sind diese Kondensatoren von einer schlechten Marke / Serie / Charge?

Update: Möglicherweise relevant: Der Dimmer wird über einen mechanischen Schalter mit Strom versorgt und hat im Laufe seiner Lebensdauer schätzungsweise 1000 Ein- / Ausschaltzyklen erlebt. Vielleicht spielte der Übergang vom mechanischen Schalten eine Rolle?

Dies sind Entstörkondensatoren mit hervorragenden Flammschutz-, Selbstheilungs- und Funkenlöschereigenschaften. Sie sind jedoch NICHT für die kontinuierliche Reihenimpulsladung vorgesehen, da sie in diesem Fall mit einem Triac bei schwacher Halogenstoßlast verwendet werden.

Obwohl sie nicht herauskommen und dies im Datenblatt angeben, lassen meine Erfahrungen mit ähnlichen MEX-X2-Verschlüssen auf frühere Erfahrungen schließen, die von ähnlichen MKP X2-Datenblättern von Vishay-Roederstein gestützt wurden.

Im Kleingedruckten geben die TENTA- Spezifikationen eine MAXIMALE Anstiegszeit von 250 Vac: 120 V / Mikrosekunde an. Dies impliziert den maximalen Strom, der mit Ic = CdV / dt mit dV / dt bei 120 V / us max verarbeitet werden kann.

Wie ist der Impulsstrom in diesem Design? C5 über Triac kann kontinuierliche Stromspitzen von etwa 1 A aufweisen, wenn die Lampe bei 90 ° -Phasenregelung bei Spitzenspannung betrieben wird.

Dies verringert die Lebensdauer des Kondensators erheblich.

Für eine 150-W-Wolframlampe, die mit 240 Vrms und 340 Vp bei einer 90-Grad-Phase an Triac betrieben wird, verbraucht die Glühlampe etwa 100 W und ist über Triac auf schwache 1200 K mit R = 240 Ohm und C5 abgekühlt. Ein 1,5-mH-Induktor entlädt die Spannung mit 350 Vp der Widerstand von Choke und Triac

Vishay Roederstein AC-Kondensatoren, Entstörkondensatoren ANWENDUNGSHINWEISE Klasse X2 AC 275 V (MKT)

• Zur Unterdrückung von elektromagnetischen Störungen X2 in leitungsübergreifenden Anwendungen (50/60 Hz) mit einer maximalen Netzspannung von 275 V (AC). • Diese Kondensatoren sind nicht für Dauerpulsanwendungen vorgesehen. In diesen Situationen müssen Kondensatoren des Wechselstrom- und des Impulsprogramms verwendet werden .

• Diese Kondensatoren sind nicht für Reihenimpedanzanwendungen vorgesehen. In diesen Situationen, in denen Sicherheitszulassungen erforderlich sind, beachten Sie bitte unsere Spezialkondensatoren der Serie 1772 mit interner Reihenschaltung.

Die F1772-Datenblätter sind nicht viel besser.

• Diese Kondensatoren sind nicht für Dauerpulsanwendungen vorgesehen. In diesen Situationen müssen Kondensatoren des Wechselstrom- und des Impulsprogramms verwendet werden. • Diese Kondensatoren können für Serienimpedanzanwendungen verwendet werden, wenn Sicherheitszulassungen angefordert werden. Die Kappen der Serie F1772 geben ebenfalls Warnungen aus

Nach meiner Erfahrung ist ein Datenblatt nicht für den Betrieb mit hohem Puls und niedrigem ESR vorgesehen, wenn es keine der folgenden {ESR-Spezifikationen oder den Nennwelligkeitsstrom {rms} enthält. Beispielsweise enthalten die Start / Run-Kappen des Motors keines der oben genannten Elemente und weisen bekanntermaßen schlechtere ESR-Eigenschaften auf, da sie im Gegensatz zu SMPS- oder AC-Dioden / Triac-Offline-Schaltkappen in Schaltkreisen mit höherem Widerstand arbeiten.

Fazit

• Unzuverlässiges Power-Dim-Design aufgrund hoher Belastungstopologie und Auswahl geringfügig inakzeptabler Kappen.

• Ich könnte eine bessere AC-DC-Versorgung vorschlagen.

  

Die Folienkondensatoren sind "selbstheilend", was nur bedeutet, dass, wenn sie aufgrund von Missbrauch einen Kurzschluss entwickeln, der Bereich um den Kurzschluss herum weggeblasen wird, wodurch die Kapazität verringert wird.

Es scheint, dass Ihre Anwendung häufige Transienten von innen oder außen aufweist, die die Entwurfsfähigkeit der Kondensatoren überschreiten. Sie können versuchen, sie an der Quelle aufzuspüren, sie mit einem bipolaren Fernsehgerät über die Kappen zu leiten oder bessere Kondensatoren (mit höherer Nennspannung) zu kaufen.