SCR in questo circuito è esploso - perché?

Alcune delle nostre schede hanno un SCR danneggiato. Ne ho appena visto uno di persona oggi. L'SCR è effettivamente esploso all'accensione. Una parte del suo materiale di imballaggio è volata via insieme a un suono esplosivo. Il corpo morto risultante dell'SCR è mostrato qui:

Ho alcune domande sul circuito:

Q1 ( S6020L ) è l'SCR in questione. È valutato 600 V, 20 A. L'ingresso CA è di 220 V. Quello che ho fatto è:

1. Rimuovere AC / Power off.
2. Scarica C5
3. Accensione. Nello stesso momento, Q1 è esplosa a pezzi.

Se l'SCR è acceso quando il segnale CA rettificato è proprio vicino al suo picco e la tensione a C5 è vicina allo zero, immagino che ci sia un'enorme corrente di spunto per caricare il grande condensatore.

Le domande che sto ponendo sono:

1. Come calcolo l'entità e la durata di questa corrente di spunto.
2. Questa corrente di spunto supera le specifiche di questo particolare SCR?

Il ponte di rettifica, GBJ2006 , non è danneggiato in questo caso.

Abbiamo prodotto e venduto alcune centinaia di tavole. Ci sono state alcune occorrenze di questo problema. Mi chiedo se dovremmo in qualche modo cambiare il design (non sono un ragazzo hardware).

L'SCR in questione non proviene proprio da Littelfuse, ma corrisponde alle specifiche S6020L, come ho sentito dal nostro progettista hardware. Non ho idea di quale produttore provenga e cerco di determinare se si tratta di un problema di progettazione o di qualità della parte.

L'MCU (non negli schemi allegati) vede il segnale SYNC e attiva l'SCR in momenti appropriati per aumentare la tensione a C5. In questo modo la corrente di spunto si ridurrebbe notevolmente. Il problema è che prima che il mio software si carichi, potrebbe esserci un problema tecnico che attiva MOC3052M all'accensione. Questa è una cosa sola e successivamente il software assume il pieno controllo. Sto avendo dei dubbi sulla qualità della parte SCR perché questa corrente di spunto non è ripetitiva. Nel momento in cui ho assistito all'esplosione SCR è senza carico e proprio all'accensione dell'interruttore di alimentazione. So che la soluzione ovvia è eliminare il problema tecnico; tuttavia, voglio solo sapere se questa parte è difettosa.

HV_Bus (C5) è collegato a un motore da 1,25 HP, il cui altro terminale è collegato a un MOSFET. L'MCU accenderà e spegnerà il MOSFET con un segnale PWM e C5 verrà scaricato con questo carico. Quando il segnale PWM è attivo, MCU attiva l'SCR con una frequenza di 2 kHz e mantiene C5 carico.

Rischi connessi alla rete CA:

L'unica limitazione certa della corrente è lo starter di modo comune e il cablaggio interno.

L'S6020L (se il tuo SCR corrisponde davvero alle specifiche ) è in grado di eseguire un impulso una tantum di 0,01 secondi e 255A a temperatura ambiente. Così, se il cablaggio + CM starter è inferiore intorno a un ohm (e sarà non essere), non v'è alcuna garanzia che non sarà superare le specifiche massime (e va notato che realmente dovrebbe rimanere abbastanza lontano da questi uno -impulso temporale ai limiti di temperatura ambiente- potrebbe essere più caldo della temperatura ambiente e eventuali picchi ripetitivi possono eventualmente uccidere l'SCR).

$\omega$$\pi$

In caso contrario, forse potresti cambiare l'opto-triac per uno che ha il rilevamento dello zero crossing incorporato (ad es. MOC3063 ), ma non ho guardato attentamente per vedere se funzionerà con la tua configurazione di diodi - potresti dover mettere un resistenza su C1, per esempio.

Probabilmente hai bisogno di un trigger per l'attraversamento zero per l'SCR

Il MOC3052 non attraversa zero e puoi attivarlo ovunque nel ciclo di rete. Fai così vicino al picco del ciclo con un tappo scaricato e ti aspetti di ottenere quello che stai ottenendo.

È possibile ottenere zero isolatori di attraversamento nella stessa serie che sostituiscono il MOC3052.

ad es. il MOC3063 sembra più che adeguato: 600 V Vmax (uguale al MOC3052) e una corrente di innesco di 5 mA maq contro 10 mA. Se lo si desidera, è possibile trovare una corrispondenza più stretta.

Se si attiva l'SCR allo zero che attraversa, l'SCR farà avanzare la condotta quando V_DC_Recified supera V_C5 e non ha corrente di spunto iniziale zero.

D1 probabilmente non è necessario.
Se in realtà stavo implementando questo, analizzerei le schede tecniche pertinenti per garantire che tutte le polarità e le tensioni fossero sempre OK, ma a prima vista sembra OK.

Sembra che tu abbia analizzato bene il problema. Hai un dispositivo che sta chiaramente fallendo a causa del surriscaldamento e l'unico percorso ovvio per la corrente che scorre attraverso l'SCR è dal raddrizzatore a C5.

Hai un paio di opzioni. Uno è usare un SCR più grande, come suggerisci tu. Sfortunatamente, la corrente nell'SCR in quel caso sarà difficile da prevedere, perché non conosci l'impedenza della tua fonte.

Come domanda più profonda, però, non sono sicuro di cosa stia facendo quel SCR in questo circuito. Sembra che potrebbe essere inteso come precarica, ma non esiste un percorso di precarica effettivo. Un'opzione migliore potrebbe essere quella di mettere un resistore attorno a quel SCR e ritardare l'accensione per un certo periodo dopo l'avvio. Devi solo ritardare di forse tre costanti di tempo (R del tuo nuovo resistore per 560 uF), quindi se sai qual è il ritardo di accensione del tuo circuito esistente, puoi scegliere R in modo appropriato.

Credo che il problema sia che stai applicando una terra "non isolata" al conduttore inferiore dell'SCR, applicando tutta la tensione attraverso l'SCR, causando un flusso di corrente enorme attraverso di esso, provocando il surriscaldamento e l'esplosione! Molto probabilmente è il motore che non è isolato, il caldo e il neutro invertiti, ecc.

Il problema è C1, quando il sistema è acceso, C1 fornisce "+" tensione al gate per un po ', quando l'anodo è legato a V _CC e C5 è inizialmente cortocircuitato, il catodo è messo a terra, quindi è per questo l'SCR esplode, suggerisco di eliminare C1.