Дохнут симисторы. Подскажите возможную причину., Странно дохнут, парами. Опции

[Artem_Petrik]

Вернули на ремонт несколько наших плат. Вышли из строя симисторы. Причем несколько необычно. Во первых, на плате два канала с разными нагрузками: ТЭН и насос, типа аквариумного. На всех платах вышли из строя _оба_ симистора, примерно с одинаковыми симптомами. У симисторов звонится gate на MT1, тестер показывает 60 – 80 Ом. MT1-MT2 не звонятся, дорожки на плате целые, все остальные детали целые.

Симисторы BTB06-600B управляются при помощи MOC3063, схема стандартная. В качестве ТЭН-а иногда, для мощностей до 150 Вт используют лампы накаливания, на 300Вт – нормальный ТЭН, горят вроде и такие и такие, но 100% уверенности нет, информация через пятые руки приходит, нам шлют только платы.

Насос ватт 20-50, по идее для такого симистора вообще не нагрузка. На симисторе для насоса стоит снаббер 39Ом+22нФ. На ТЭН снаббера нет (нагрузка резистивная, да и симистор типа «snubberless», пэтому решили что можно не ставить).

На всякий случай схему прикрепляю.


Почему горят _оба_ симистора? Если бы по одному, и вопроса не было бы, прекрасно понимаю, что лампы нагрузка мерзкая, особенно в момент перегорания, да и КЗ могли устроить вполне. Но каким боком тут второй симистор? Ему то должно быть все равно.

Был бы один раз, можно было бы списать на совпадение (ну там, коротнули сразу оба выхода), но пришло 5 плат, которые выходили в разное время, у разных пользователей.

Ну и почему может пробиваться gate? При том что резистор, ограничивающий ток гейта (360 Ом) жив, MOC тоже, значит такого уж жутко большого тока там протекать не могло. MOC опять же с переходом через ноль, по идее должен исключать огромные dI/dt.

[Guest_TSerg_*]

Скорее всего все более и более гадкие сети с еще более гадкими девайсами минус понижение качества деталей.
P.S.
Не так давно тоже кто-то прибегал сюда с похожими проблемами.

[Artem_Petrik]

Из гадостей, сделанных сетью, приходит в голову только быстрый выброс напряжения, превышающий Vdrm (600 вольт!) триака -> триак открывается, напряжение прикладывается к нагрузке с огроным dI/dt -> выгорание кристалла в области гейта. Но ведь во втором канале нагрузка индуктивная (насос), с ним такой номер пройти не должен. Да и 600 вольт в сети наверно палили бы не только мои платы.

[K-Volodja]

Учитывая характер выхода из строя симистора, похоже что выходят по перенапряжению, вызванному коммутацией индуктивной нагрузки, при которой, выключение симистора происходит не в нуле напряжения и прикладывается ноль - фаза. Другие устройства на это не реагируют, поскольку есть фильтр за счет проводов. Я бы поставил варисторы параллельно симисторам или ноль - фаза. Может емкость, ту да же. Хотя может и другой процесс: Один выходит по току (коммутация лампочки), а другой по перенапряжению, которой возникает следом. Но защита та же.

[Artem_Petrik]

Один выходит по току (коммутация лампочки), а другой по перенапряжению, которой возникает следом. Но защита та же.

Похоже на правду, вроде при выходе из строя лапмы перегорали, как минимум у одного пользователя. Но непонятен сам принцип выхода из строя по перенапряжению, ведь от перенапряжения тиристор должен просто открыться, а опасные последствия (кроме dI/dt я других не знаю) вроде как должны исключаться индуктивным характером нагрузки. Да и нагрузка в несколько десятков ватт для 6 амперного симистора - мелочь, даже при повышенном напряжении.

[Александр Козлов]

Пару раз попадался на BT. Вы смело оперируете данными из pdf. но не проверили реальных параметров симисторов.
Легко взять пластины с забракованными чипами, разрезать, поставить их в корпус и заказать нужную маркировку.
После этого отстой отправляется в россию, как фирменные.

[Artem_Petrik]

Пока что все вылетевшие тиристоры были одного типа, с одинаковой датой, так что подозрение на некачественность не лишено смысла.
Вобщем буду думать куда впихнуть варистор на имеющиеся платы, пока наверно один общий на вход 220. Результаты будут ясны только через годик (пришедшие платы все старше полугода, большей части почти год), так что о результатах отписаться обещать не буду.
Всем спасибо за помощь.

[jartsev]

Из гадостей, сделанных сетью, приходит в голову только быстрый выброс напряжения, превышающий Vdrm (600 вольт!) триака -> триак открывается, напряжение прикладывается к нагрузке с огроным dI/dt -> выгорание кристалла в области гейта. Но ведь во втором канале нагрузка индуктивная (насос), с ним такой номер пройти не должен. Да и 600 вольт в сети наверно палили бы не только мои платы.

Вообще то в сети бывают выбросы до 1 кВ. Фильтры по питанию в БП ставят не от хорошей жизни.

[bayguzov]

Пока что все вылетевшие тиристоры были одного типа, с одинаковой датой, так что подозрение на некачественность не лишено смысла.
Вобщем буду думать куда впихнуть варистор на имеющиеся платы, пока наверно один общий на вход 220. Результаты будут ясны только через годик (пришедшие платы все старше полугода, большей части почти год), так что о результатах отписаться обещать не буду.
Всем спасибо за помощь.

Есть очень хорошие тиристоры MAC9, напряжения до 800 вольт. Попробуйте на замену вашим. Надежнее этих только реле ставить.

[Herz]

Вообще то в сети бывают выбросы до 1 кВ. Фильтры по питанию в БП ставят не от хорошей жизни.

Вообще то такую сеть уже трудно считать сетью. А фильтры в источниках обычно не от такой нехорошей жизни ставят.

[wim]

Вообще то в сети бывают выбросы до 1 кВ.

В сети может быть и больше, смотря куда она подключена. А для бытовой аппаратуры допускаются перенапряжения категории II по МЭК 60664-1 - это 1,5 кВ.

[dinam]

...ведь от перенапряжения тиристор должен просто открыться...

Откуда вы это взяли? Симистор может окрыться от превышения dV/dt. Больше 10 лет назад имел дело с плохими сетями - дачи, деревни. Нагрузка резистивная, 600В симистор никак не защищал. Порядка 100 тыс. изделий в год. Проблем с выходом из-за молний не было, а перенапряжения там часто случались.

[Oxygen Power]

Симисторы в вашем случае выходят из строя из-за недостаточного тока открывания.
Уберите резисторы R2 и R5, которые 510 Ом. Часть полезного тока они оттягивают на себя.
Ссылка на похожую проблему: http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t45070.html

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jan 27 2014, 02:53

[Artem_Petrik]

Есть очень хорошие тиристоры MAC9, напряжения до 800 вольт. Попробуйте на замену вашим. Надежнее этих только реле ставить.

Это из личного опыта? По даташиту радикальных отличий от, скажем BTB08 я не вижу, за исключением макс. напряжения. Но по напряжению, казалось бы, и 600 вольт за глаза. Не спорю, качество у маков возможно ощутимо выше, они все же и дороже стоят.

Откуда вы это взяли? Симистор может окрыться от превышения dV/dt. Больше 10 лет назад имел дело с плохими сетями - дачи, деревни. Нагрузка резистивная, 600В симистор никак не защищал. Порядка 100 тыс. изделий в год. Проблем с выходом из-за молний не было, а перенапряжения там часто случались.

Да, может из-за dV/dt, может из-за превышения Vrrm. Даже как-то даже и не помню откуда взял, из детства . По графикам ВАХ это вроде как видно. Скажем в http://www.onsemi.ru.com/pub_link/Collateral/MAC9-D.PDF страница 3 вверху график. Четко видно что после достижения макс напряжения идет переход по пунктирной линии на участок соответсвующий открытому состоянию.

Симисторы в вашем случае выходят из строя из-за недостаточного тока открывания.
Уберите резисторы R2 и R5, которые 510 Ом. Часть полезного тока они оттягивают на себя.
Ссылка на похожую проблему: http://electronix.ru/forum/lofiversion/index.php/t45070.html

На резисторы вы зря грешите, они и в даташите на мок есть, даже более низкоомные (360 Ом), и 10 golden rules их рекомендуют ставить. Тут можно бы грешить на недостаточность тока через светодиод MOC-а. У меня конечно больше, чем требуется по даташиту, но, опять же, MOC может быть или перемаркированным 3062 вместо честного 3063, или еще чего. MOC-и стоят производства cosmo, надо будет глянуть на всех ли платах одинаковые.

Но все же, ИМХО, недостаточноть тока приводила бы к тому, что тиристор не открывался бы вовсе. В моем случае такого вроде как не наблюдается.


По проиведенной вами ссылке я не нашел ничего похожего ни на мою проблему, там вроде как обсуждаются другие вещи, и на выход из строя тиристоров вроде как никто не жалуется. Правда есть упоминание некого "эффекта шнурования тока", но данная тема не развивается, а гугл по данному эффекту как-то ничего относящегося к тиристорам не выдает. Может вы уточните, что вы имели в виду?

[Oxygen Power]

Я хотел обратить Ваше внимание на эффект шнурования тока. Т.е. при недостаточном токе управления тиристор или симистор открывается не полностью. Через кристалл ток течет частично. Происходит перегрев кристалла даже при малой мощности нагрузки и выход его из строя. Похоже в Вашем случае именно эта проблема.
Обратите внимание на схему управления. Необходимо производить включение симистора не в нуле напряжения, а немного позже, когда это напряжение достигнет 20-30 В.

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jan 27 2014, 16:16

[Artem_Petrik]

Oxygen Power Во первых совету включать тиристор немного позже я последовать ну никак не смогу: оптосимистор у меня с переходом через ноль, и "немного позже" он может уже и не включиться.
Что касается недостаточности тока. Предположим что MOC работает как положено. Достаточным для тиристора является ток 50мА, т.е. при резисторе 390 Ом последовательно с MOC-ом недостаточный ток может течь только при напряжении на тиристоре меньше 20 вольт. Ток через тиристор при этом также большим быть не может, так как если ток превышает ток удержания, то пофиг какой там ток гейта. Ток удержания у данного тиристора тоже 50мА, тоесть в худшем случае на тиристоре рассеивается 20В*50мА = 1Вт. Не копейки конечно, но и не настолько много чтобы однозначно утверждать, что причина именно в этом. Особенно учитывая то, что такое состояние может иметь место довольно ограниченное время: какой бы хреновой ни была сеть, меньше 20 вольт в ней может быть от силы микросекунд 500 после перехода через 0.
Конечно если оно все сконцентрировано в пригейтовой области кристалла... хрен его знает, я не настолько разбираюсь в данном вопросе, чтобы однозначно что-то утверждать.
Но все же, если вы правы, то это ставит под вопрос использование симисторов в паре с zero cross MOC-ами глобально, а не только в моем случае. А это уже как-то черезчур неправдоподобно.

[Oxygen Power]

Все зависит от схемы управления. В данном случае желательно отключать оптосимистор в районе нуля и вновь его включать при напряжении на симисторе около 20 В. Как вы правильно говорите спустя 500 мкс после перехода через нуль. Или ничего не делать и продолжать менять симисторы парами...

Сообщение отредактировал Oxygen Power - Jan 28 2014, 02:43

[Dimmix]

Дело не в токе управления, а в том что тиристор как то критически нагружен при включении, т.е при задержке включения основного тиристора, базовый тиристор перегружается и плавно начинает накрываться.

http://www.ru.nxp.com/products/thyristors/...on/#description

[Oxygen Power]

Интересное предположение. Как может силовой тиристор открыться раньше управляющего?

[Dimmix]

Где такое предположение.... управляющий открывается первым и накрывается. Но в зависимости от типа тиристора.

[Oxygen Power]

Вы внимательно читали проблему ТС?

[Dimmix]

проблему ТС?

Вроде нет проблемы. Плата без защиты, LC фильтров, варистора, разрядника.

[Artem_Petrik]

Дело не в токе управления, а в том что тиристор как то критически нагружен при включении, т.е при задержке включения основного тиристора, базовый тиристор перегружается и плавно начинает накрываться.

http://www.ru.nxp.com/products/thyristors/...on/#description

Где такое предположение.... управляющий открывается первым и накрывается. Но в зависимости от типа тиристора.

Не понимаю что вы имеете в виду. Если под управляющим тиристором имеется в виду MOC, то он не накрывается, он, сволочь, живой. Что касается критической нагруженности, то там же многократный запас везде. Если по каналу с лампой еще можно грешить (холодная спираль там, дуга в момент перегорания лампы), то второй канал, нагруженный на насос 20-50Вт, вообще считай ничем не нагружен. А летят оба канала, причем, по всей видимости, синхронно!

По ссылке... не понимаю, что я там должен увидеть. Типа читать весь сайт начиная отсюда ? Уточните что вы имели в виду.

Вроде нет проблемы. Плата без защиты, LC фильтров, варистора, разрядника.

Действительно, ничего этого нет.

И все же, хотелось бы увидеть объяснение того, какой процесс происходит, что он приводит к выходу из строя тиристоров, что важно, обоих одновременно, и таким странным образом (пробой затвора, без пробоя MT1-MT2).

Варистор мне поставить не жалко, но для уверенности в том, что это поможет, хотелось бы понимать суть имеющейся проблемы. Иначе придется ждать результатов как минимум год, прежде чем заявлять, что да, установка варисторов помогла. Напомню, пришедшие на ремонт платы работали как минимум пол года, прежде чем вернуться.

[Dimmix]

Речь про эквивалентную схему тиристора, это два транзистора или управляющий маломощный и силовой тиристор. Т.к. тиристор на заданную мощность не сразу выходит, есть вероятность что при каких то условиях возникают перегрузки, Статика, влажность, лампочка, индуктивный выброс....
Возможно луче BTB06 заменить на http://www.chipdip.ru/product/bta208-600b/

[Abell]

Вернули на ремонт несколько наших плат. Вышли из строя симисторы.
...информация через пятые руки приходит, нам шлют только платы.
...Был бы один раз, можно было бы списать на совпадение (ну там, коротнули сразу оба выхода), но пришло 5 плат, которые выходили в разное время, у разных пользователей.

Начинка кофейных автоматов, что ли? Как насчет монтажа, условий эксплуатации? Перепад температур, конденсат? Непроверенная партия симисторов? Какая-то закономерность все равно есть, или при общем количестве плат это небольшой процент отказов?
По схеме, конечно, можно много нагадать, но в реальных условиях рулит не схема, а монтаж Многие разработчики об этой стороне дела как-то не задумываются, и потом мы - ремонтники - вспоминаем их добрым словом

[Artem_Petrik]

Начинка кофейных автоматов, что ли? Как насчет монтажа, условий эксплуатации? Перепад температур, конденсат? Непроверенная партия симисторов? Какая-то закономерность все равно есть, или при общем количестве плат это небольшой процент отказов?
По схеме, конечно, можно много нагадать, но в реальных условиях рулит не схема, а монтаж Многие разработчики об этой стороне дела как-то не задумываются, и потом мы - ремонтники - вспоминаем их добрым словом

Нет, не кофе, инкубатор.
Конденсат на данный момент на мой взгляд наиболее вероятная причина. Я уже пару дней собираюсь провести эксперимент на этот счет, чтоб посмотреть как именно будут дохнуть тиристоры от конденсата (и будут ли вообще). К сожалению навалилось тут много всего, на этой неделе точно не получится.
На монтаж я не грешу, там все в порядке. Сам перед отправкой проверяю каждую плату. Процент пока небольшой, это 5шт из двух сотен, правда еще некоторое количество чинили на месте, но вроде тоже не очень много.
Партию тиристоров никак особо не проверяли, но собранные платы прогоняются на стенде с нагрузками близкими к реальным.
Ну а закономерность только такая, что если летят, то сразу оба тиристора, по одному вроде пока не встречались.

[Александр Козлов]

Может, если в сети идут мощные короткие импульсы. Для борьбы с этим достаточно поставить емкость 1000-2000 пФ параллельно управлению силового тиристора.

[Artem_Petrik]

Сорри за долгое отсутствие.

Наконец получилось выделить немного времени на эксперименты. Вобщем чисто ради интереса, без претензий на методологическую правильность.

- Конденсат. Сигнал с входа оптосимистора снят, нагрузка подключена. Создание конденсата на поверхности платы - наиболее прогрессивным способом: надышал . Получил достаточно крупные капли на поверхности платы, но достичь проводимости между MT2 и gate, достаточной для открывания тиристора так и не удалось. Когда дышать надоело, решил посадить каплю шприцом. Тиристор открылся, капля стала разогреваться током, и свкоре высохла. В момент когда ток через высыхающую каплю снизился ниже порога открывания тиристора, тиристор вышел из строя точно с такими симптомами как и в полученных на ремонт платах: gate-MT2 пробит, MT1-MT2 нет. Если бы удалось достичь такого результата без шприца, конденсатом, можно было бы утверждать что причина найдена. Но раз не удалось, то все же есть сомнения. Конденсат был уже не слабый, а затопление все же намного менее вероятное событие, не верю я что у всех пяти такое могло быть.

- Проверка гипотезы Oxygen Power о недостаточности тока гейта. На одной из сгоревших плат установлен живой тиристор, резистор от мока к гейту (360 Ом) увеличен на 1кОм (последовательно добавлен). Теперь все неприятности, которые могли быть из-за недостаточности тока, должны вырасти достаточно, чтобы проявить себя. За пол часа использования тиристор из стороя не вышел. Пик напряжения на тиристоре (после перехода через ноль, перед открыванием) не прревышал 20 вольт. Считаю что данную гипотезу можно отмести.

- Ну и напоследок решил посмотреть что будет при недостаточном токе через светодиод оптосимистора. Подал ток на оптосимистор и начал его постепенно снижать до тех пор, пока лампа, служившая нагрузкой, не начала мигать. Считаю что данное состояние можно считать наихудшим случаем. Оставил все в таком виде на некоторое время, тоже с полчаса примерно. Выхода тиристора из строя не произошло. Что вобщем логично, схема детектора нуля в оптосимисторе не должна давать ток в гейт силового симистора при наличии ощутимого напряжения, что и предотвращает неприятные последствия. Если бы оптосимистор был random phase, результат, скорее всего, был бы иной.

Зато хоть своими глазами увидел что симисторы могут так странно гореть. Однозначных выводов делать не стану, эксперимент не серьезный, так, поиграться. Критиковать не стоит, сам знаю, просто решил поделиться, вдруг кому интересно.

Что ставить на платы в дальнейшем пока думаем. Наверно варисторы ставить таки начнем, уж на те что помощнее (и подороже) так точно. Лаком покрывать (от конденсата чтоб защитится) наверно врядли, уж больно не технологично. Может когда нибудь потом.

[Abell]

Artem_Petrik, кто и как Ваши платы монтирует в готовое устройство? Своего корпуса для платы нет, она никак не защищена? Как установлена плата в устройстве, силовая часть внизу (если ручейки потекут)? В каких условиях работает устройство, есть внутри корпуса утеплители, сильно греющиеся элементы, принудительная вентиляция или хотя бы вентиляционные отверстия?

[Oxygen Power]

Получается что в вашем устройстве все работает нормально. Тема была создана для того, чтобы пообщаться.

[MALLOY2]

Попробуйте заменить семистор на семистор технологии 3Q, к примеру серия BTA у nxp;