Noworoczne eksperymenty

Korzystając z przerwy świąteczno-noworocznej postanowiłem przeprowadzić kilka eksperymentów z elementami mocy, co od dawna chodziło mi po głowie. Wyniki są dośc ciekawe, więc poniżej ich opis.

Eksperyment 1: triak 1635/600G, stale włączony. Płytki 4x5cm z FR4 i IMS. Obciążenie: czajnik elektryczny 2,2kW. Z FR4 triak wylutował się sam po kilku sekundach. Na IMS wytrzymuje, choć płytka jest bardzo gorąca. Wniosek: IMS to naprawdę dobry laminat.

Eksperyment 2: ten sam triak (na IMS), obciążenie = zwarcie, rezystancja pętli zwarcia = 0,37oma, zabezpieczenie B6, wyzwalanie w pobliżu szczytu napięcia. Efekt: uszkodzenie triaka bez otwarcia obudowy, brak połączenia między anodami. Bezpiecznik wybiło, ale triak padł pierwszy. Szczytowy prąd zwarciowy musiał być rzędu

800A, a wg pdf I_TSM triaka to 160A w jednym cyklu 50Hz. Wniosek: triaki muszą być dobezpieczone dedykowanymi obwodami, jeżeli mają przeżyć -- bezpieczniki energetyczne są zdecydowanie za wolne. Tylko co to właściwie znaczy?

  1. Bezpiecznik topikowy szybki/bardzo szybki. Tak to zwyczajowo załatwiano, ale w XXI wieku uważam to za straszne druciarstwo. Zabezpieczenie jest jednorazowe i kłopotliwe w naprawie, jeżeli użytkownik jest mało techniczny i zabezpieczonych tak kanałów jest wiele. A jeśli jest techniczny, to wymiana triaka THT nie jest aż tak znacznie bardziej skomplikowana od wymiany bezpiecznika.

  2. Jeśli ma nie być jednorazowo, to może bezpiecznik polimerowy? Niestety nie mam na odpowiedni prąd do przetestowania, ale z samej zasady jego działania wynika, że za szybki to on nie jest i do triaków się nie nada. Mylę się?

  1. Skoro i tak powodem awarii triaka jest duży prąd, to trzeba mu ten prąd ograniczyć w razie awarii. IXTH16N50D2 x2, źródło do źródła, bramki razem i też do źródła i mamy ogranicznik prądowy AC na 16A. Triak nigdy nie dostanie dzięki temu więcej niż 16A, więc warunki pracy nawet w zwarciu będzie miał komfortowe. Jeden taki układ może zabezpieczać wiele kanałów i jest wielorazowy. Potencjalny problem: czy prąd 16A jest wystarczający do *gwarantowanego* szybkiego wybicia B6? Bo jeśli nie, to cała energia zwarcia wydzieli się na tych MOSFETach i uzyskamy efekt "płonie ognisko w lesie"...

Kolejne eksperymenty: w roli głównej MOSFET AUIRFS8409 na starej (zawierającej błąd układowy) płytce IMS, pokrytej lakierem PLASTIK 70. Zasilacz: transformator 480W 12V, zabezpieczenie B6 na pierwotnym, prostownik na dużej diodzie w obudowie metalowej, oznaczenia zatarte.

Eksperyment 3: grzanie krótkiego odcinka drutu oporowego. Wniosek: pokrycie lakierem praktycznie nie wpływa na oddawanie ciepła przez MOSFET, IMS znów pokazał, co potrafi.

Eksperyment 4: zwarcie. :) No i tu się zaczyna włos jeżyć: MOSFET pękł, szczelina na oko ~1/4mm, widać było przez nie iskrę wyładowania, wybiło B6. Włączam bezpiecznik, znów widać iskrę w pęknięciu, bezpiecznik wybija. Jeszcze raz: to samo. Jeszcze raz: tranzystor zaczyna świecić się na żółto, po krótkiej chwili widać wyraźny płomień, bezpiecznika NIE wybija. Wyłączam go ręcznie, płomień gaśnie. Włączam -- wraca, bezpieczika dalej nie wybija. Wniosek: prawdopodobnie utworzył się kanał z węgla i to on rozpalał tranzystor, ale prąd był daleko w granicach zabezpieczenia. Nie wiem, co się paliło: obudowa tranzystora, czy pokrycie z PLASTIK 70. I tu się zacząłem bać elektroniki, bo albo ja mam wyjątkowe szczęście do prowokowania takich efektów, albo niemal wszystkie układy mocy to bomba zegarowa.

Spytam więc wprost: jak się zabezpieczacie przeciwpożarowo?

Mam nadzieję, że powyższe się komuś przyda. :-)

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski
Loading thread data ...

W dniu 2015-01-03 o 11:40, Piotr Wyderski pisze:

wystarczy porównać rezystancje termiczne FR4 (0.25 W/mK) i IMS (1..6 W/mK)

nie mylisz, są za wolne

popatrz na charakterystyki zabezpieczeń, masz tam wykresy mówiące o czasie zadziałania przy jakiej klasie zabezpieczenia przy danej krotności prądu znamionowego

patrz wzór na rezystancję termiczną - jest tam i długość drogi przewodzenia ciepła (grubość lakieru - mała) i powierzchnia oddawania ciepła (duża)

Reply to
Michał Baszyński

W dniu 2015-01-03 o 12:18, Michał Baszyński pisze:

Potwierdzam, do przerywania prądów zwarciowych toto nadaje się średnio, co najwyżej gdy w obwodzie nie ma półprzewodników.

Reply to
PeJot

W dniu 2015-01-03 o 11:40, Piotr Wyderski pisze:

Ja się boję odkąd spory kawałek obudowy z tranzystora IGBT wbił mi się w ścianę i nie był to karton-gips.... :-)

Reply to
Andrzej W.

użytkownik Piotr Wyderski napisał:

Jakos nic mi do glowy nie przychodzi co mialoby sie zapalic.

W wersji ekonomicznej jest rezystor ograniczajacy prad, w takiej stacji 500 watowej PTxxx w szereg z grzalka

90-100ohm siedzi rezystor cos ok 1-2R.

Wersja lepsza to bocznik, pomiar pradu i odciecie zasilania. Przemysl - przkladnik pradowy, izolacja galwaniczna, sterowanie itd.

Rozwiazanie na kazda kieszen:) Wg. zasobnosci portfela:)

Reply to
szklanynocnik

Ja również wielokrotnie zastanawiałem się nad różnymi sposobami zabezpieczenia elektroniki i zazwyczaj kończy się na szeregowym rezystorze

1R lub coś koło tego. Można budować źródełka prądowe o wartościach pradu umożliwiających spalenie bezpiecznika a umoąliwiających zachowanie elektroniki przy życiu, tylko że to podraża koszt urządzenia. Do elektroniki najbardziej nadawałby się element zbudowany z połączonych szeregowo termistora NTC i bezpiecznika polimerowego o wypadkowej parabolicznej charakterystyce (rezystancja powinna spadać ze wzrostem termperatury do np 40 st C, po przekroczeniu np 100 st C powinna zacząć rosnąć ponownie. Nie wiem tylko czy takie elementy są dostępne o odpowiednich mocach? Byłoby to idealne rozwiązanie. Element zimny po włączeniu przez ułamek sekundy miałby rezystansję kiladziesiąt omów co zabezpieczałoby elektronike przez szokiem prądowym przy początkowym zwarciu zwłaszcza po właczeniu w szczycie sinusoidy, a po zwaciu w obwodzie szybko nagrzewałby się do temperatury gwarantującej spadek prądu do bezpiecznej wartości

Zbych

Reply to
Zbino

W dniu 2015-01-03 o 11:40, Piotr Wyderski pisze:

Ale drogi, wystarczy dać radiator za parę zł i efekt uzyskasz taki sam a sumaryczny koszt mniejszy.

Jak chcesz zabezpieczać triak takim bezpiecznikiem to musisz dać mocniejszy aby wytrzymał impuls + dławik aby zwolnił narastanie prądu i dał szanse triakowi.

Nie, są za wolne, sam się nad nimi poważnie zastanawiam ale jak na razie mają więcej wad niż zalet.

Jesteś pewien że będą pracować jako źródło prądowe? bo ja na pdf-ie fig2 widzę że przy prawie 30V prąd wynosi 25A i nadal rośnie z napięciem. Poza tym tranzystor dość drogi, może szukać innej drogi, przekażnik wyłącza się w 10ms, jeżeli dasz trafo prądowe i układ wyzwalający to możesz zdążyć wyłączyć przekaźnik zanim triak osiągnie prąd maksymalny, do tego układ podtrzymania wyłączenia na przekaźniku bistabilnym i masz też zabezpieczenie przed pożarem.

Reply to
janusz_k

Dnia Sat, 03 Jan 2015 11:40:17 +0100, Piotr Wyderski napisał(a):

Jesteś pewny, że triak padł prądowo a nie od przepięcia wygenerowanego w momencie wyłączania zwarcia przez eskę? Wątpię w prąd zwarciowy rzędu

800A - rezystancja pętli zwarciowej musiała by być bardzo mała, nie wiem czy do osiągnięcia w domowej instalacji.

Nie jest wystarczający. Dla charakterystyki typu B wyzwalacz zwarciowy (elektromagnetyczny) działa przy prądzie (3-5)xIn.

Eska B6 potrzebuje minimum 18A do zadziałania wyzwalacza elektromagnetycznego. Pytanie ile płynęło w obwodzie skoro prąd znamionowy trafo wynosi około 2A.

Reply to
badworm

W dniu 03-01-15 o 11:40, Piotr Wyderski pisze:

To temat ,który mnie nurtował przed bardzo wielu laty. Niestety. Taniej i prostej metody nie ma. Nie licząc specjalnie wykonywanych specjalnych ultraszybkich bezpieczników do zabezpieczania triaków/tyrystorów, które w czasach gdy się tym zajmowałem były w cenie elementów zabezpieczanych.Jak jest teraz nie wiem, ale prawdę mówiąc nie mam już ochoty wchodzić do tej rzeki po raz kolejny. Owszem. Straszno i nie śmieszno. W elektronice jak w medycynie. Lekarz medycyny ogólnej jest specem od wszystkiego i niczego zarazem. Tak samo jest obecnie w informatyce i elektronice. Co więcej czasy self made manów dobiegają nieodwołalnie końca. Z wielu przyczyn (ogrom i zróżnicowanie elementów, stopień skomplikowania, konkurencja azjatycka, certyfikacje etc.)

również pozdrawiam

z.

Reply to
Dupek Żołędas

W dniu 2015-01-03 o 23:23, badworm pisze:

kiedyś byłem świadkiem mierzenia impedancji pętli zwarcia w budynku mieszkalnym i jeżeli dobrze pamiętam to wynik pomiaru wyszedł na poziomie 0.2 oma. Znalazłem też warunki przyłączenia budynku jednorodzinnego do sieci energetycznej i w nich wyraźnie napisano, że aparaturę instalacyjną w budynku należy dobrać na prąd zwarciowy wynikający z obliczeń, ale nie mniejszy niż 6kA..

Reply to
Michał Baszyński

0,37 oma mam wpisane w protokół pomiarowy instalacji, a człowiek mierzył przy mnie. Napięcie 236V, więc prąd szczytowy to 902A. A ja się specjalnie starałem trafić z włączeniem blisko szczytu. Co go zabiło, to oczywiście z całą pewnością nie wiem.

Dzięki, to eliminuje ogranicznik na 16A.

"Na ucho", to nawet nie zauważył, a jego brzmienie jest dość czułe na prąd obciążenia. Stawiam na kilka amperów po wtórnej, to naprawdę wyglądało jak pożar "powierzchniowy", a nie "objętościowy".

Zamierzam kiedyś wrócić do przeciążania elementów spryskanym PLASTIKiem, bo mi coś intuicja mówi, że to tu leży przyczyna.

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski

Bierzcie jeszcze pod uwagę dI/dT. To też dla większości elementów parametr krytyczny.

Reply to
Dupek Żołędas

Dnia Sun, 04 Jan 2015 00:22:44 +0100, Michał Baszyński napisał(a):

Ale to taki wielomieszkaniowy ? Bo jak sobie kiedys szacowalem rezystancje kabli, to mi calkiem spore wartosci wychodzily ... nie wiem jak ta energetyka dziala :-)

A to nie jest na wypadek uderzenia pioruna ? Bo jesli zwarcie, to chyba z gornej polki ...

J.

Reply to
J.F.

U mnie tak właśnie jest: transformator w komorze koło piwnicy, WLZ to 35m przewodu 5x6mm^2, mój na wyłączność.

Pozdrawiam, Piotr

Reply to
Piotr Wyderski

I z tego wychodzi faktycznie 0.2ohm, plus rezystancja trafa i transformowana rezystancja uzwojenia pierwotnego i linii WN.

Ale to maja powiedziec ci, co maja do transformatora 500m ? Kabelek owszem, grubszy, ale wspoldzielony.

Dobrze, ze u nas w przerwie meczu, nie pije sie herbaty :-)

J.

Reply to
J.F.

W dniu 2015-01-04 o 21:28, J.F. pisze:

tak, wielomieszkalny - kamienica przy Skłodowskiej, Wrocław

Reply to
Michał Baszyński

w warunkach przyłącza domu jednorodzinnego który cytowałem (podkrakowska wieś) przyłącze do skrzynki z bezpiecznikiem w płocie ma być 4x120mm^2. A zapotrzebowanie było zgłoszone tylko na 11kW, zabezpieczenia w skrzynce mają być 20A.

Reply to
Michał Baszyński

Dnia Mon, 05 Jan 2015 20:48:10 +0100, Michał Baszyński napisał(a):

Nie ma tu jakiejs pomylki ? Moze to mialo byc 12.0mm, moze sie wydawalo 110kW ?

Aluminium moze a nie miedz ... ale to nadal wielokrotnie za duzo.

Gniazda/koncowki bezpiecznikow w ogole odpowiednie przylacza maja ? Przeciez to ponad 10mm srednicy zyly.

No chyba ze to w druga strone - skrzynka na plocie ma umozliwic podlaczenie 4x120mm^2, bo taki kabel zamierza energetyka podciagnac.

J.

Reply to
J.F.

W dniu 2015-01-05 o 22:55, J.F. pisze:

nie, nie ma pomyłki Ale też usiadłem z wrażenia jak to pierwszy raz przeczytałem, czy nie pomylili zasilania jednego domu jednorodzinnego z połową wsi

dokładnie tak - do skrzynki z licznikiem i zabezpieczeniami 20A w płocie energetyka ma podciągnąć ze słupa te 4x120mm^2, a dalej to już mniej. A skrzynka ma być ca 6m od słupa. Ale pytałeś skąd biorą te 0.2 oma impedancji pętli zwarcia i czy te 6kA prądu zwarcia to realne - teraz już wiesz że tak ;-)

Reply to
Michał Baszyński

Dnia Mon, 05 Jan 2015 23:22:32 +0100, Michał Baszyński napisał(a):

No, to do pewnego stopnia zrozumiale, na slupie maja 120, to i podlaczenie takie ... ale chyba mogloby byc mniej ?

Zaraz zaraz - a transformator gdzie ?

Bo taka zyla aluminiowa ma 0.25ohm/km, jak do trafa jest 500m, a zyly sa dwie, to owszem - ~0.25 ohm. Ale to tylko 1kA, a nie 6. No chyba ze tu akurat do trafa blizej, i tych 6kA naprawde grozi.

No ale co oni - zycza sobie doprowadzenia 2*120mm^2 do kazdego gniazdka w scianie? czy tylko zycza sobie przeliczenia wszystkiego na szczytowy prad 6kA, zeby po przepaleniu bezpiecznika pozaru nie bylo.

Ale nawet jak do trafa blisko, to powatpiewam w te 6kA.

Z tym, ze mnie jeszcze cos zastanawia. Te 0.2ohm przy poborze 20A to spadek 4V. Niewiele ... ale do linii wiecej domow przylaczonych. Jak 10 sasiadow tez wlaczy po 20A, to jakie bedzie napiecie ?

J.

Reply to
J.F.

ElectronDepot website is not affiliated with any of the manufacturers or service providers discussed here. All logos and trade names are the property of their respective owners.