Опять предохранитель, или друое решение? Опции

[ValeriyM]

Суть такова, есть небольшое устройство, на несколько каналов, монтаж SMD. Каждый канал имеет свой стабилизатор на основе 78L06 и на входе каждого стабилизатора стоит свой кондер, танталовый на 10 мкф 16 в корпус С. Т.е. несколько кондеров в параллель. Но и это не все. Этот устройство ставиться в крейт. Куда одновременно могут вставляться до нескольких устройств таких же или других по функциональному назначению. Получается, что в целом, в параллель может стоять до нескольких десятков танталовых конденсаторов. Крейт питается от стабилизированного источника 12В. Когда собираем, прогоняем проблем нет. Годами у нас выставочные экземпляры стоят под питанием, все нипочем. Другое дело, когда изделие стоит на объекте. Онлайновские АБП не спасают от перепадов напряжений и др. проблем с сетью. В результате имеем за последний год 3 случая пробоя одного из конденсаторов. А т.к. они получаются по питанию в параллель, то при срабатывании защиты на блоке питания 12В все изделие останавливается.
Хуже того, мы пока заложники этой схемы – разработчик не я, досталось по наследству. Новые серии изделия исправлю, в последствии, но в производстве то целая серия. Я, конечно, предпринял определенные шаги, как-то заменил один из конденсаторов на 47 мкф 25 В, но уже корпус D, т.к. в корпусе С на это напряжение не нашли. Он на посадочное место с трудом, но становиться. И в место остальных кондеров в устройстве, поставил керамические по 1 мкф 100В в корпусе 2220. Для защиты от КЗ установил самовосстанавливающийся предохранитель. Но тут возникло но. Предохранитель не успевает сработать, защита БП срабатывает быстрее. Делать сейчас самопальную схему защиты от КЗ по питанию не вижу смысла, появится какая-то надставка над основной платой. На основной плате установить, нет места.
Хотелось бы найти что-то на подобии TBU-CA025-ХХХWH, но более доступное. Может, что другое. Или другое решение. Но надо вписаться в старую концепцию.

[=AK=]

кондер, танталовый на 10 мкф 16 в корпус С.

Надеюсь, что вы в курсе, что танталовые конденсаторы пробиваются от перегрузки по току. И потому их не рекомендуется использовать в цепях, где возможны большие импульсные токи. То есть, именно там, где они у вас использованы. Замена маленького танталового кондера на больший проблему не решает, а только отодвигает. Для решения вашей проблемы существуют специальные варианты танталовых кондеров, в частности, со встроенными предохранителями, но все это - не решения, а заплатки.

Выбрасывайте танталовые кондеры и заменяйте их на SMD алюминиевые электролиты подходящего размера, это полностью решит ваши проблемы. Можно и керамические вместо танталовых поставить, по нынешним временам 10 мкф на 16 В это не бог весть что. Однако керамика имеет низкое ESR, вследствие чего возможны проблемы со стабильностью того БП, на выходе которого они окажутся. Так что, все-таки, рекомендую старый добрый люментий.

[ValeriyM]

Выбрасывайте танталовые кондеры и заменяйте их на SMD алюминиевые электролиты подходящего размера, это полностью решит ваши проблемы.

Я бы рад, но уже писал выше - заложник ранее принятых, не мной, решений

[=AK=]

Я бы рад, но уже писал выше - заложник ранее принятых, не мной, решений

Что вам мешает поставить алюминиевый SMD кондер на посадочное место сase C ?

Вот, навскиидку, два посадочных места из моей либы, одно - CASE C, второе - SMD алюминий с корпусом диаметром 5мм. Наверняка ведь алюминий с корпусом диаметром 4 мм встанет на место CАSE C без проблем.

[ValeriyM]

Что вам мешает поставить алюминиевый SMD кондер на посадочное место сase C ?

Все равно это (вспомнились ЭТО-2) не решит проблему. Суть в том, что любое КЗ или перегруз в устройстве, садит по питанию все изделие. Надо защиту на каждое устройство. Предохранитель не подходит, просто не успевает за защитой БП. Поэтому нужна своя защита, встроенная. Для модернизации это не проблема. А сейчас? Что делать?

[=AK=]

что любое КЗ или перегруз в устройстве, садит по питанию все изделие.

Это проблема танталов, и она хорошо известна. Но не надо частную танталовую проблему воспринимать как закон природы и ставить предохранители даже если вы полностью изживете танталы из устройства. Люментий при перегрузе уходит в обрыв а потому не требует никаких ухищрений.

[ValeriyM]

Надеюсь, что вы в курсе, что танталовые конденсаторы пробиваются от перегрузки по току. И потому их не рекомендуется использовать в цепях, где возможны большие импульсные токи.

Уважаемый =АК=, а как быть с этим

Танталовые ЧИП конденсаторы превосходят привычные алюминиевые по стабильности параметров,особенно при снижении окружающей температуры, поэтому их используют в "серьезной" аппаратуре.

В качестве основных плюсов танталов основной: отличное ESR - эквивалентное проходное сопротивление. У танталовых конденсаторов (в отличии от традиционных алюминиевых) этот параметр достигает десятка мОм, что позволяет достичь больших пиковых токов.

Этот параметр является определяющим для расчета емкости конденсаторов фильтров питания. Применение танталов позволяет сократить, в большинстве случаев, емкость конденсаторов фильтра в десятки раз.

Стабильность параметров особенно важна в стабилизаторах напряжения для обеспечения качественного регулирования.

ПРИМЕНЕНИЕ:
- военная аппаратура;
- медицинская аппаратура;
- промышленная электроника (блоки питания);
- телекоммуникационное оборудование;
- измерительные и контрольные системы

[Microwatt]

Выбрасывайте тантал. Это тут совершенно излишне.

[=AK=]

как быть с этим

Информация там правильная, но неполная и несколько устаревшая. К сожалению, они там забыли написать, что танталы пробиваются от токовой перегрузки и потому должны использоваться там, где величина тока через кондер ограничена. Например, стоит у меня в схеме маломощный линейный регулятор с макс. током 200мА и с защитой от кз - и я с чистой совестью ставлю ему на выход тантал. А на вход - алюминий или керамику.

А когда на выход, скажем, крейтового БП с нагрузочной способностью ампер в 10 навешиваются хлипкие 10мкФ или 47мкФ танталы в каждом модуле - это чистое самоубийство. Особенно хреново если в такой системе кто-то втыкает модуль при включенном питании, тогда танталу точно хана.

А устарело это потому, что с тех пор, как написаны красивые слова, появилась керамика большой емкости и полимерные электролиты.

[ValeriyM]

А устарело это потому, что с тех пор, как написаны красивые слова, появилась керамика большой емкости и полимерные электролиты.

И разрабатывалось это тогда же. Говорю Вам, наследство. Выбросить ничего не могу, в производстве все. Могу только ручками доделать.

А когда на выход, скажем, крейтового БП с нагрузочной способностью ампер в 10 навешиваются хлипкие 10мкФ или 47мкФ танталы в каждом модуле - это чистое самоубийство. Особенно хреново если в такой системе кто-то втыкает модуль при включенном питании, тогда танталу точно хана.

В тот то и проблема, что БП другой, внешний, на 1А. 12 каналов. Потому и предохранитель не успевает сгореть.
Можно конечно все 12 каналов задействовать, но это опять передел, новые корсс платы в крейт, заказ новых кабелей. Все старое на выброс. Короче, выброшенные на ветер деньги. Как Вы думаете, верхние пойдут на это?

Выбрасывайте тантал. Это тут совершенно излишне.

Может быть Вы и правы, в параллель 8 кондеров по 1мкф будет достаточно.





Ну, а как все же TBU-CA025-ХХХWH. Есть ли еще что подобное.

Посмотрел еще раз описание разных типов электролитических кондеров. Ну не катит алюминий по ресурсу.
Видимо разработчик и исходил из этого при выборе типа.

Может быть Вы и правы, в параллель 8 кондеров по 1мкф будет достаточно.

Посмотрел еще раз описание стабилизатора. Производитель рекомендует обычные керамические конденсаторы на 0,33 мкф. Вот теперь понятно, что не надо городить огород.

Но все же как на счет TBU-CA025-ХХХWH?

[=AK=]

Говорю Вам, наследство. Выбросить ничего не могу, в производстве все. Могу только ручками доделать.

И я говорю вам: доделайте ручками документацию для производства. Выпустите извещение об изменении, замените танталовые конденсаторы на алюминиевые. Задел доработать, поступающие в ремонт изделия тоже дорабатывать. Для изделий, отгруженных пользователям, но еще не успевших сдохнуть, составить план постепенной замены танталов. Вы что, первый раз на свет родились, что ли?

Пользователям отправить депешу о недопустимости втыкания модулей при включенном питании, с угрозой лишить гарантии буде такое обнаружится. Факт сдыхания танталов третировать как нарушение требований депеши, поскольку при 1А источнике других причин для кз танталов быть не может (никакие "перепады напряжений и др. проблемы с сетью" здесь не при чем, они не могут создать требуемых для пробоя импульсных токов). Проведите эксперименты и убедитесь в этом сами, "верхним" представьте докладную с описанием результатов опытов.

Городить никому не нужный огород с предохранителями можете, а сделать нужное дело и заменить кондеры не можете...

[ValeriyM]

Городить никому не нужный огород с предохранителями можете, а сделать нужное дело и заменить кондеры не можете...

Кондеры как раз и заменяю. От танталов уже отказался, решение принято вчера однозначно и окончательно. Но и ставить алюминь не планирую.
Предусмотреть защиту в новой партии - будет однозначно, не убедите меня здесь. Слишком дорога цена выхода из строя всей системы одновременно (охрана оъекта).

И я говорю вам: доделайте ручками документацию для производства. Выпустите извещение об изменении, замените танталовые конденсаторы на алюминиевые. Задел доработать, поступающие в ремонт изделия тоже дорабатывать. Для изделий, отгруженных пользователям, но еще не успевших сдохнуть, составить план постепенной замены танталов. Вы что, первый раз на свет родились, что ли?

Не будем об этом, у каждой организации свои тараканы и скелеты в шкафу. Априори никто блоки не дергает, все закрыто. Последний выход точно связан с питанием. Было полное обесточивание, ИБП разрядился. Почему не запустили аварийную ДЭС, пока работало от ИБП, вопрос не ко мне. По включении система не запустилась, пробил кондер.

[Hoodwin]

=AK=

А позвольте задать несколько вопросов:
1. Как я понял, читая английский вариант википедии про электролиты, физической причиной взрыва танталового конденсатора называется поглощение энергии, выделяемой омическим сопротивлением обкладок от переменных составляющих тока (ripple current). Я так понял, что явление состоит именно в продолжительном поглощении энергии, вследствие чего он сначала перегревается, а уже потом взрывается.

Tantalum electrolytic capacitors are limited by ripple current and generally have the highest ESR ratings in the capacitor family. Exceeding their ripple limits tends to result in explosive failure.

Как это увязать с тезисом о том, что

А когда на выход, скажем, крейтового БП с нагрузочной способностью ампер в 10 навешиваются хлипкие 10мкФ или 47мкФ танталы в каждом модуле - это чистое самоубийство. Особенно хреново если в такой системе кто-то втыкает модуль при включенном питании, тогда танталу точно хана.

Я не верю, что однократный цикл заряда холодного конденсатора приведет к его разрушению.

2. На чем основано следующее утверждение по очистке совести?

Например, стоит у меня в схеме маломощный линейный регулятор с макс. током 200мА и с защитой от кз - и я с чистой совестью ставлю ему на выход тантал. А на вход - алюминий или керамику.

Ведь спрашивается, как влияет факт наличия стабилизатора на то, что он может питать нагрузку с высоким уровнем импульсных токов, скажем, цифровые схемы или какие-нибудь ключи? То, что стабилизатор имеет защиту от превышения среднего тока (опять же, по причине того же ограничения по рассеиваемому теплу), вообще никак не спасает тантал от высоких импульсных токов. Больше того, если типовая схема импульсного вторичного ИП на плате понижает напряжение, то пульсации в выходных конденсаторах выше пульсации во входных, и по входу их ставить даже лучше.

3. Почему же сразу нужно выбрасывать танталы? Вообще любое электро-техническое изделие имеет Absolute Maximum Ratings - предельно допустимые воздействия, превышение которых может привести к его разрушению. Танталовые конденсаторы не являются исключением, просто нужно правильно их применять. Алюминиевые конденсаторы имеют свои недостатки перед танталовыми, кроме срока службы, который теперь стал у них получше с внедрением полимерного электролита.

Вот перепугали человека, вместо того, чтобы проанализировать от чего на самом деле дохнут конденсаторы. Причин может быть, как минимум, три:
1. Превышение напряжение выше номинального (помеха по питанию) и как следствие - пробой. Лечится защитой входа от повышенного напряжения.
2. Изменение полярности питания (индуктивный выброс тока при выключении внешнего ИП) - также пробой. лечится защитой от неправильной полярности источника.
3. Перегрев вследствие рассеяния тепла от импульсных токов на высокой частоте - разрушение конструкции. Лечится правильно выбором характеристик необходимого тантала.

[ValeriyM]

Вот перепугали человека, вместо того, чтобы проанализировать от чего на самом деле дохнут конденсаторы.

Спасибо, никто не пугался. Вопрос в общем то был не о кондесаторах. Еще с прошлого года в новых разработках его нет, а в старых хотелось обеспечить токовую защиту в SMD исполнении. Что-то на подобии TBU-CA025-ХХХWH.

1. Превышение напряжение выше номинального (помеха по питанию) и как следствие - пробой. Лечится защитой входа от повышенного напряжения.

По логике, такого быть не должно. Это обеспечивает источник питания 12В. Но..., опять но. Очень похоже на то, что в момент катаклизмов с сетью 220В на входе устройства по питанию дейсвительно появляется кратковеременный импульс повышенного напряжения. Цепь "ИБП - БП 12В" дает сбой, с начала ИБП, а за ним 12В. К большому моему сожелению, на объектах нет хорошего промышленного питания.

Hoodwin, а какое решение предложили бы Вы, при условии, что плату переделать на готовых изделиях не возможно, конденсаторы заменены, есть возможность установить SMD предохранитель, разрезав шину 12 вольт.

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 8 2011, 14:32

[Hoodwin]

Я пока не знаю, что Вам предложить. Прежде всего я бы задумался о том, что за сбой, собственно, происходит. Потому что меры могут быть прямо противоположные.
Вот Вы написали о том, что заменили конденсаторы с 10 мкФ на 47 мкФ. Так как модулей много, то суммарная емкость может быть достаточно большой.
Вот обратите внимание, например, на этот даташит от TRACO. А конкретно, в разделе Output specification указана максимальная емкостная нагрузка. Я так понимаю, что для импульсных источников питания чрезмерная емкостная нагрузка сдвигает фазу обратной связи таким образом, что она из отрицательной начинает двигаться в сторону положительной, и это чревато возбуждением колебаний. Но это если обратная связь совсем станет положительной. А при промежуточных значениях будут просто наблюдаться долгие осцилляции выходного напряжения вокруг номинального значения. И любая импульсная помеха во входной цепи ИП будет приводить к ударному возбуждению. Я даже как-то такое наблюдал живьем на одном вторичном источнике на плате источнике на 1.5В. Тоже думал, что чем больше емкость на выходе, тем стабильнее питание, а фиг.

Как Вы понимаете, если принять такую гипотезу объяснения пробоя конденсатора, то из нее вряд ли будет следовать, что емкость нужно увеличивать с 10 до 47 мкФ. Даже больше того, замена тантала на алюминий может помочь не решить проблему плохого питания, а зарыть, потому что обратная связь не исправится и осцилляции по питанию скорее всего сохранятся. Если Вы уполномочены отвечать только за свои схемы и не можете повлиять на качество питания, то остается просто повышать номинальное напряжение конденсаторов до хорошего запаса, и/или вешать между питанием и общим проводом защиту от перенапряжения, ставить во входу питания диод для защиты от неправильной полярности питания.

Но в любом случае я бы присмотрелся к самому ИП в системе и поглядел бы осциллограммы вторичного питания при пульсациях входного напряжения.

Сообщение отредактировал Hoodwin - Sep 8 2011, 16:10

[ValeriyM]

Вот Вы написали о том, что заменили конденсаторы с 10 мкФ на 47 мкФ. Так как модулей много, то суммарная емкость может быть достаточно большой.

Да не так немного все.
Представьте 8-и канальное устройство. На входе по питанию каждого 10мкф. Их всех, т.е. 80мкф, меняю на один 47мкф. Остальные керамика на 1мкф на 100В. Но это было на момент открытия темы. Впоследствии, в результате обсуждения здесь, 47мкф убрал совсем, таким образом, осталось 8 мкф. Надежность возросла однозначно. Подобных устройств может быть включено в параллель до 4 шт., итого 32 мкф. При наличии стабилизированного внешнего блока питания на 12В, считаю вполне оправдано.
Самая главная проблема не в этом, а в том, что при выходе одного устройства из-за кондера по питанию, остальные 3 оказываются неработоспособными. Потому и стала задача найти решение защиты по току, что-то на уровне SMD. Самовосстанавливающийся предохранитель на 200мА, если стоит только одно устройство (ток потребления в районе 140-160 мА) успевает сработать, 12В не пропадает. При наличии второго устройства, защита блока питания срабатывает быстрее и оба устройства обесточены. В следующей серии я эту проблему уберу. Ну а если б решение было бы удачным для этого варианта, то его можно было б перенести и в новую серию.
Облазив интернет пару дней, ничего кроме BOURNS TBU-CA025-200-WH не нашел. Потому-то и хотелось узнать, может, кто знает другие средства защиты.

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 8 2011, 19:29

[Hoodwin]

Ну, самовосстанавливающийся предохранитель по принципу действия тоже тепловой прибор. Поэтому превышение тока выше порогового приведет к отключению, но это может произойти через минуты. В общем, чем больше превышение, тем быстрее произойдет. например тот же Bourns дает график, в котором приводится время срабатывания как функция тока через предохранитель. Чтобы срабатывание было в доли секунды, номинальный пороговый ток должен быть превышен в 2-3 раза.

Что касается серии TBU-CA, то тут тоже не все гладко. Например, написано, что Vreset = 16V, то есть предохранитель не будет держать схему полностью отключенной. Скорее всего, будут какие-то попытки включения/выключения нагрузки (автоколебательный процесс). Так что это тоже неудачный вариант. Вот было бы напряжение питания 24В, было бы ничего.

А ничего не полевом транзисторе сочинить нельзя? У меня вот получается, что можно было бы поставить один полевой транзистор, два резистора и один конденсатор.

[ValeriyM]

Ну, самовосстанавливающийся предохранитель по принципу действия тоже тепловой прибор. Поэтому превышение тока выше порогового приведет к отключению, но это может произойти через минуты. В общем, чем больше превышение, тем быстрее произойдет. например тот же Bourns дает график, в котором приводится время срабатывания как функция тока через предохранитель. Чтобы срабатывание было в доли секунды, номинальный пороговый ток должен быть превышен в 2-3 раза.

Да здесь все понятно, была надежда... Электроника работает быстрее. Ну а ток при пробое конденсатора достаточен.

А ничего не полевом транзисторе сочинить нельзя? У меня вот получается, что можно было бы поставить один полевой транзистор, два резистора и один конденсатор.

Как выглядит ваша схема, если можно, конечно? В новой серии что-то подобное будет, из отпуска выйду, сварганю. А здесь, кроме как разрезать шину и прицепить какой-нибудь сверхбыстрый предохранитель smd, места нет. Но я такой не нашел.

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 9 2011, 08:17

[Hoodwin]

Да там идея в целом примитивная. нужно взять полевой транзистор со статической индукцией, нормально открытый. И вокруг него навесить резисторы и конденсаторы, чтобы он а) закрылся сам, б) не сделал этого при старте, пока идет заряд емкостей на плате.

К сожалению, не смог быстро найти в инете конкретные примеры нормально открытых транзисторов. Поэтому заодно приделал вариант с нормально открытым твердотельным реле. Идеи те же, правда.

Сообщение отредактировал Hoodwin - Sep 9 2011, 09:27

Эскизы прикрепленных изображений

 

[ValeriyM]

Ну, у меня идея почти таже, только на паре транзисторов. Не хочется применять дефицит. На старой плате это не воткнуть к сожалению

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 9 2011, 10:15

[Ruslan1]

Еще один момент во время включения, может для большинства и очевидный, но я в свое время нарвался, хорошо до серии обнаружили и устранили.
Если на плате стоит DC-DC с широким диапазоном входных напряжений, то ток при низком входном напряжении больше чем при высоком. Как результат- при возрастании напряжения во время включения ток потребления сильно выше чем при устоявшемся режиме.
Жестко и грубо проявилось когда двадцать устройств посадил на 200-метровый кабель, через который они и запитаны. Питание поднялось до напряжения запуска DCDC, устройство начало жрать, ток вырос, падение на кабеле увеличилось, напряжение доходящее до устройств осталось маленьким, ток остался большим. Система стабилизируется и продолжает жить в этом непредусмотренном режиме. Медвежуть с подогревом кабеля и перегрузкой группового источника питания по току.
Лечилось увеличением порога включения DCDC и размывкой момента запуска наплатной железяки (в зависимости от сетевого адреса контроллер начинает работать через разное количество сотен миллисекунд от ресета).

[ValeriyM]

Не много не по моей теме, но интересное замечание. Да уж "И опыт, сын ошибок трудных" ...
Спасибо.

[maksimp]

А такой вариант:

Для 78L06 нужно около 8 В минимум на входе. То есть питании 12 В, 4 вольта можно потярять. Ставим резистор последовательно в питание каждого модуля, 4 В/160 мА = 25 Ом (из ряда E24 берём номинал 22 Ом например). В норме на нём 0,55 Вт. Бывают для поверхностного монтажа резисторы на 1 Вт и на 2 Вт. При замыкании ток модуля ограничен 550 мА.

Ещё эффективнее поставить отдельный резистор перед каждой отдельной 78L06 - тогда номинал его можно взять больше и ток при замыкании будет меньше.

При замыкании резистор может сгореть - ничего страшного, при сгорании он превращается в обрыв.

Сообщение отредактировал maksimp - Sep 11 2011, 17:35

[Alexashka]

Странный вообщето подход -боротся с симптомами болезни, а не лечить её причину. Наверно правильней поставить ограничитель выходного напряжения на самом БП и тогда проблем с выгоранием кондеров не будет вообще, чем ставить защиту от выгорания на каждой плате
Признаться еще не сталкивался с выгоранием танталов на своих платах...хотя они стоят всюду.

[ValeriyM]

Странный вообщето подход -боротся с симптомами болезни, а не лечить её причину. Наверно правильней поставить ограничитель выходного напряжения на самом БП и тогда проблем с выгоранием кондеров не будет вообще, чем ставить защиту от выгорания на каждой плате
Признаться еще не сталкивался с выгоранием танталов на своих платах...хотя они стоят всюду.

Нельзя сделать того, чего нельзя. Хорошо в Москве, хорошо в Костроме - напряжение стабильное. Приходилось мне служить на дальнем востоке. Что за сеть в поселках знаю очень хорошо. Как горят в подъезде шкафы электрические - тоже. И какая сеть на военных объектах, не понаслышке.

везде, где были отказы - изначально были проблемы с сетью.
Не могу я вскрывать гарантийный, стоечный блок

Признаться еще не сталкивался с выгоранием танталов на своих платах...хотя они стоят всюду.

А я сталкивался. На военной технике, разработки конца 60 и принятой в начале 70, сплошь и рядом стояли кондеры типа "ЭТО", тогда на них делалась большая ставка. Но по результатам эксплуатации, при модернизации, от них отказались.
Alexashka, если Вы заметели, горят они не везде, а только по входному питанию. В остальных цепях ведут себя адекватно. Но это уже не вопрос - нет их там больше.

[Alexashka]

Не могу я вскрывать гарантийный, стоечный блок

Я конечно всей кухни не понимаю, так что это только имхо. В данном случае это конечно проблема плохой сети....ну и блока питания . Все-таки правильней заменить БП на более надежный, чем городить неизвестный огород с кондерами. Вот Вы заменили кондеры, вроде проблема ушла, а если после.. потом начнут выгорать 78L06? Ведь проблема перенапряжения осталась. Перерасчитать входные цепи на более дубовые? А сколько жахнет с этого БП в той или иной проблемной электросети никто ведь не знает...

[ValeriyM]

Я конечно всей кухни не понимаю, так что это только имхо. В данном случае это конечно проблема плохой сети....ну и блока питания . Все-таки правильней заменить БП на более надежный, чем городить неизвестный огород с кондерами. Вот Вы заменили кондеры, вроде проблема ушла, а если после.. потом начнут выгорать 78L06? Ведь проблема перенапряжения осталась. Перерасчитать входные цепи на более дубовые? А сколько жахнет с этого БП в той или иной проблемной электросети никто ведь не знает...

Да нет, блок хороший. Проблема была, все же я думаю, с танталами. Здесь на форуме, я думаю, правильно осветили эту проблему, при большом зарядном токе взрываются. Полазив по просторам инета, нашел кучу подтверждений. Просто еще раз, идет полная обесточка, ИБП разрядился. При подаче питания аккумулятор разряжен, как на объекте дежурный персонал включает ИБП- одному богу известно. Предположить могу что угодно. На одном объекте сгорел ИБП - там запустили ДЭС и сразу подали питание, не выставив обороты – т.е. частоту.

Вспоминаю случай, в пору моей лейтенантской юности случилось такое: по техническим причинам, толи ремонт, толи профилактика, но с подстанции планово сняли с нас питание. А в это время часть готовила боекомплект для одного из кораблей. Благо проблем нет, было достаточно на объекте аварийных источников питания. Запустили дизель на 100 квт и довольные начали работать. А не идет. Я в это время "отдыхал" в части, основная работа у меня была на кораблях - нач.лаб. технического обслуживания ЗРК "Оса-М", обслуживали свою технику, готовились к новым выездам на корабли, бумажки всякие -анализ, отчеты. Вызывает командир, давай говорит, помоги, промов этих нет (а надо сказать, что у нас в то время практически всегда сидели представители заводов по КПА), в отпуске, а КИПС не идет. Может чё получится. Прихожу - картина маслом. В место 400 Гц, 370. Срабатывает защита. Начинаем разбираться, идем на ДЭС, прихватываем энергетика части, старлей из "студентов", оставшийся после института. Начинаем смотреть. Частота где-то, уж не помню точно - 46,47 гц. Начинаю поднимать обороты - растет напряжение. Я спрашиваю, а как ты напряжение регулируешь? Да вот, говорит, оборотами и регулирую. Оказалось автоматика в Ж..., перешли в ручной режим, а там такая же Ж... Заглушились, стали смотреть. Потенциометр спиральный сломан - отколота на язычке пластина керамическая и не прижимается поэтому ползунок к спирали. Голь на выдумки хитра, согнули язычок так, чтоб был контакт. Ну и все отрегулировали. А Вы – блок плохой.

С 78L06 проще, так или иначе они имеют свою защиту от КЗ, да и ток потребляют не большой. 160/8каналов, итого 20мА. Может быть действительно надо было поставить резистор, но не для защиты, а для ограничения зарядного тока. Но это уже не актуально.

По предложению maksimp - надо поэкспериментировать. Выйду из отпуска, посмотрю.

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 12 2011, 10:35

[ValeriyM]

Вот здесь и здесь попалось вот такая штука - самовосстанавливающийся полимерный терморезистор с положительным температурным коэффициентом в корпусе для поверхностного монтажа (SMD).



Интересно, насколько они доступны?

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 12 2011, 17:21

[Alexashka]

Вот здесь и здесь попалось вот такая штука - самовосстанавливающийся полимерный терморезистор с положительным температурным коэффициентом в корпусе для поверхностного монтажа (SMD).



Интересно, насколько они доступны?

А такие не пойдут? Чип и Дэйл спешит на помощь

[ValeriyM]

Нет, не катит, большое время срабатывания.

А такие не пойдут? Чип и Дэйл спешит на помощь

Такие пробовал в самом начале. И которые ща нашел, тоже не пойдут.

[ValeriyM]

Hoodwin

Ну я тут поприкидывал, получился такой вариант

Прикрепленные файлы

 zash.zip ( 5.19 килобайт ) Кол-во скачиваний: 38

 

[Guest_@Ark_*]

По моему, предохранители в современных устройствах устанавливаются не для того, чтобы защитить устройство от чего-либо. Они предназначены для предотвращения возможного возгорания и пожара при коротком замыкании в устройстве. А также, обеспечивают отключение неисправного устройства от линии питания, давая возможность работать другим устройствам, использующим эту линию питания.
В данном случае, проблема, по моему, не в устройствах, а в блоке питания. Он не должен отключаться мгновенно при возникновении КЗ, а переходить на некоторое время в режим ограничения и стабилизации тока. Если в течении нескольких секунд КЗ исчезло - блок возвращается в нормальный режим, иначе - отключается. Этого достаточно, чтобы выжечь предохранители в неисправных устройствах, тем самым отключив их от линии, и обеспечить продолжение функционирования исправных устройств системы.
P.S. Предлагаемые выше решения, по моему, проблему не решают. Вы пытаетесь повысить надежность самих устройств. Однако, и в этом случае, КЗ в любом из устройств (не важно, по какой причине возникшее) делает неработоспособной всю систему целиком.

Сообщение отредактировал @Ark - Sep 13 2011, 11:42

[ValeriyM]

Вы пытаетесь повысить надежность самих устройств. Однако, и этом случае, КЗ в любом из устройств (не важно, по какой причине возникшее) делает неработоспособной всю систему целиком.

Я про это и пишу. Но сделать защиту в изготовленных изделиях не представляется возможным. Попытка найти что-либо не увенчалась пока успехом.

[Guest_@Ark_*]

Попытка найти что-либо не увенчалась пока успехом.

Так альтернатива только одна - делать в каждом из устройств защиту от КЗ, причем более быстродействующую, чем в блоке питания. Задача стоит именно так. Работоспособность все системы важнее - поэтому другие задачи (в том числе, защита самого устройства) здесь уже вторичны. Считаете такой подход целесообразным и оправданным? Не лучше ли все таки заняться блоком питания?

[ValeriyM]

Так альтернатива только одна - делать в каждом из устройств защиту от КЗ, причем более быстродействующую, чем в блоке питания. Задача стоит именно так. Работоспособность все системы важнее - поэтому другие задачи (в том числе, защита самого устройства) здесь уже вторичны. Считаете такой подход целесообразным и оправданным? Не лучше ли все таки заняться блоком питания?

@Ark

Я всю тему об этом говорю. Но это возможно только на новых платах.
Хотя...
возникла сейчас мысль,
может сделать маленькую платку, припаеваемую сверху на шину +12В?

[Guest_@Ark_*]

может сделать маленькую платку, припаеваемую сверху на шину +12В?

Об этом и речь. Сделать какой-то "переходник" между блоком питания и линией. Который позволял бы
работать короткое время в режиме КЗ на линии с ограничением тока, без срабатывания защиты в БП...
Как-то так, если пока нет возможности все переделывать...

[ValeriyM]

Об этом и речь. Сделать какой-то "переходник" между блоком питания и линией. Который позволял бы
работать короткое время в режиме КЗ на линии с ограничением тока, без срабатывания защиты в БП...
Как-то так, если пока нет возможности все переделывать...

@Ark,

варианты есть?

мой не смотрели?

или сделать ограничитель тока просто, и за ним поставить предохранитель?

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 13 2011, 12:36

[Guest_@Ark_*]

или сделать ограничитель тока, просто, и за ним поставить предохранитель?

Это наверное проще всего.... Ограничитель тока - на общую линию, а предохранители - в каждое устройство...

[ValeriyM]

Это наверное проще всего.... Ограничитель тока - на общую линию, а предохранители - в каждое устройство...

об этом и речь, хотя не понял - ограничитель в крейт?

может быть

и место есть

@Ark, вариант ограничителя тока на 1-2 А не подскажете? что-то сегодня уже башка не работает.
Надо разгрузить

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 13 2011, 12:45

[Guest_@Ark_*]

вариант ограничителя тока на 1-2 А не подскажете?

Не забудьте, что ограничивать он должен "шустрее", чем работает защита в БП.
Нужны характеристики вашего БП...
P.S. На сегодня вынужден прерваться.


Сообщение отредактировал @Ark - Sep 13 2011, 13:12

[ValeriyM]

Не забудьте, что ограничивать он должен шустрее чем, работает защита в БП.
Нужны характеристики вашего БП...
P.S. На сегодня вынужден прерваться.

Вообще-то, если я правильно понял, ограничитель тока должен ограничить ток на какой-то придельной величине, не дав сработать защите БП, но дав время выгореть предохранителю. Поэтому достаточно ограничить ток и характеристики БП тут не нужны.

Не жалко назвать БП, но я в отпуске, надо звонить на работу... лень

[Alexashka]

Вообще-то, если я правильно понял, ограничитель тока должен ограничить ток на какой-то придельной величине, не дав сработать защите БП, но дав время выгореть предохранителю. Поэтому достаточно ограничить ток и характеристики БП тут не нужны.

При срабатывании ограничителя тока (при КЗ в одном из устройств-потребителей) напруга на всей линии питания упадет до близкого к 0 значения на время пока не выгорит предохранитель. Как к этому отнесутся остальные устройства?
ЗЫ. Ну вот Вы и созрели до того чтобы доработать БП Наконец-то!))
Хотя я предлагал ограничивать не тока, а напряжение, ну да не суть.

[ValeriyM]

Ну вот Вы и созрели до того чтобы доработать БП Наконец-то!))

не созрел.

[=AK=]

1. Как я понял, читая английский вариант википедии про электролиты, физической причиной взрыва танталового конденсатора называется поглощение энергии, выделяемой омическим сопротивлением обкладок от переменных составляющих тока (ripple current). Я так понял, что явление состоит именно в продолжительном поглощении энергии, вследствие чего он сначала перегревается, а уже потом взрывается.

Насколько я понимаю, в данном случае речь идет вовсе не о взрыве. Не могу припомнить, чтобы я когда-нибудь видел взорванный тантал. Взорванных алюминиевых - сколько угодно, закороченных наглухо танталов без малейших признаков повреждения - тоже много.

Я не верю, что однократный цикл заряда холодного конденсатора приведет к его разрушению.

Не к разрушению, а к пробою и переходу в закороченное состояние.

Ведь спрашивается, как влияет факт наличия стабилизатора на то, что он может питать нагрузку с высоким уровнем импульсных токов, скажем, цифровые схемы или какие-нибудь ключи? То, что стабилизатор имеет защиту от превышения среднего тока (опять же, по причине того же ограничения по рассеиваемому теплу), вообще никак не спасает тантал от высоких импульсных токов.

Регулятор напряжения имеет ограничение макс. выходного тока. В силу этого, тантал на выходе регулятора не может быть заряжаем током, который бы превысил макс. ток регулятора, поэтому тантал ставить безопасно. Импульсные токи разряда протекают в основном через керамические конденсаторы, внутреннее сопротивление которых меньше, чем у тантала, и стоят они ближе к потребителю тока.

[ValeriyM]

Насколько я понимаю, в данном случае речь идет вовсе не о взрыве. Не могу припомнить, чтобы я когда-нибудь видел взорванный тантал. Взорванных алюминиевых - сколько угодно, закороченных наглухо танталов без малейших признаков повреждения - тоже много.

=AK=, поверь, взрывается...
все 3 конденсатора были разрушены!!!

Много нам чего в жизни не приходится видет, а потом вдруг...
У меня часто возникала мысль, что если б была возможность до конца разобраться с тем же, неисправным транзистором, к примеру, который в схеме не работает, а так вроде целый, прозванивается. И В есть и чудеса выдает. Пропайка ничего не дает. Распилить его, исследовать, глядишь новое устройство, с новым принципом . Да ладно, не судьба.

[ValeriyM]

При срабатывании ограничителя тока (при КЗ в одном из устройств-потребителей) напруга на всей линии питания упадет до близкого к 0 значения на время пока не выгорит предохранитель. Как к этому отнесутся остальные устройства?

Я думаю плохо, но не смертельно. Смертельно, это когда они все отключатся!

@Ark, стал поутру мыслить над концепцией ограничителя тока. Пришел к следующим умозаключениям:

1. До порога ограничения - ключ.
2. Генератор тока, значит, просядет напряжение. Как говорит Alexashka , близко к 0.
3. Нужен временной механизм на отключение после сработки ключа, если за это время не произойдет отключение неисправного устройства посредством выгорания предохранителя.

Реализуемо, но сложно. Наверное в каждое устройство все ж лучше поставить защиту от КЗ. Схему добил, надо прикинуть малюсенькую платку и посадить вертикально на разрез шины.

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 14 2011, 09:17

Прикрепленные файлы

 zash1.zip ( 4.67 килобайт ) Кол-во скачиваний: 18

 

[Guest_@Ark_*]

1. До порога ограничения - ключ.
2. Генератор тока, значит, просядет напряжение. Как говорит Alexashka , близко к 0.
3. Нужен временной механизм на отключение после сработки ключа, если за это время не произойдет отключение неисправного устройства посредством выгорания предохранителя.
Реализуемо, но сложно...

Вообще-то этот "механизм", по идее, должен быть реализован в самом источнике питания. Тогда он практически ничего не стоит...
Сделать же какой-то внешний "прибамбас" к уже имеющемуся БП, обойдя при этом его защиту - не знаю, на сколько это целесообразно...

Наверное в каждое устройство все ж лучше поставить защиту от КЗ.

Получается, что Вы в каждом устройстве вынуждены бороться с проблемой, которую вам создал источник питания, вместо того, чтобы устранить саму проблему - заменить или доработать БП. Впрочем, Вам решать, конечно...

Сообщение отредактировал @Ark - Sep 14 2011, 11:12

[=AK=]

все 3 конденсатора были разрушены!!!

Всяко бывает. Очевидно, что ваш случай настолько кривой, что мне такого не встречалось: у источников просто не хватало мощности, чтобы взорвать тантал. Чтобы пробить - импульсного тока хватало, а чтобы взорвать - тут совсем иной ток нужен.

В этом, собственно, состоит одна из проблем с танталами, когда их много: трудно определить, какой надо менять, никаких видимых неисправностей, просто глухое кз по питанию.

[ValeriyM]

Всяко бывает. Очевидно, что ваш случай настолько кривой, что мне такого не встречалось: у источников просто не хватало мощности, чтобы взорвать тантал. Чтобы пробить - импульсного тока хватало, а чтобы взорвать - тут совсем иной ток нужен.

В этом, собственно, состоит одна из проблем с танталами, когда их много: трудно определить, какой надо менять, никаких видимых неисправностей, просто глухое кз по питанию.

у меня в лаборатории такого нет, все великолепно, с тем же БП. А криво на объектах

[=AK=]

А чего вы руками разводите-то? Вам с самого начала было внятно сказано: замените танталы на алюминий и спите спокойно.

[ValeriyM]

А чего вы руками разводите-то? Вам с самого начала было внятно сказано: замените танталы на алюминий и спите спокойно.

нет уже танталов давно, читайте форум. Только на объектах остались, но это уже не ко мне. Я свое выдал

=AK=, дырка в тантале - это пробой или взрыв?

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 14 2011, 11:29

[ValeriyM]

Ну чё, наверное тему надо закрывать. Нового ничего уже нет, а так все по кругу пошло.

Спасибо Всем, участвовавшим в обсуждении, в голове все сложилось.
В принципе и так все было ясно, ну а благодаря обсуждению более глубоко проник в сущность проблемы.

На счет блока питания буду думать выйдя из отпуска. Посмотрю его параметры, в принципе доработаю крейт, возможно разделю питание, благо БП на несколько каналов.
БП был задан заказчиком исходя из своих требований. Надо будет этот вопрос согласовать с ним.

Жалко, что так и не нашел smd ключа защиты по току. Может плохо искал?

[Alexashka]

Жалко, что так и не нашел smd ключа защиты по току. Может плохо искал?

В sot23 не встречал, а таких -навалом.
ИЛи MAX4995 -есть даже в SOT23-6.
Кстати попалась интересная статейка

[Hoodwin]

Насколько я понимаю, в данном случае речь идет вовсе не о взрыве. Не могу припомнить, чтобы я когда-нибудь видел взорванный тантал. Взорванных алюминиевых - сколько угодно, закороченных наглухо танталов без малейших признаков повреждения - тоже много.
...
Не к разрушению, а к пробою и переходу в закороченное состояние.

Как Вы понимаете, если конденсатор по питанию переходит в закороченное состояние, то при отсутствии защиты в БП до взрыва ему недалеко. Еще они красиво взрываются, когда полярность путаешь.

Насколько я себе представляю, повышение рабочего напряжения сверх предела в любом приборе дает разрушение одним из двух способов:
1. Если прибор ток проводит, то увеличение напряжения ведет к увеличению тока и перегреву - тепловое разрушение.
2. Если прибор ток не проводит, то увеличение напряжения ведет к лавинному пробою диэлектрика, переносу проводящего материала в область изоляции и затем процесс становится похож на п.1.

Поэтому принципиально танталовый конденсатор от алюминиевого вряд ли отличается. Другое дело, каковы соотношения основных параметров.

Регулятор напряжения имеет ограничение макс. выходного тока. В силу этого, тантал на выходе регулятора не может быть заряжаем током, который бы превысил макс. ток регулятора, поэтому тантал ставить безопасно. Импульсные токи разряда протекают в основном через керамические конденсаторы, внутреннее сопротивление которых меньше, чем у тантала, и стоят они ближе к потребителю тока.

Так вот это и противоречит описанию процесса применения танталовых конденсаторов в Wiki.
1. Там написано, что импульсные токи (любые! - и заряда и разряда) ведут к перегреву конденсатора через ESR.
2. Большинство регуляторов имеют ограничение по току, но это верно для среднего тока, текущего через регулятор. Импульсные токи текут через конденсаторы по питанию, защитный ток КЗ регулятора раза в 2-3 выше предельного, и сработает он уже в условиях, когда должна работать тепловая защита. По-видимому, защита по току и сделана только для того, чтобы тепловая защита успевала сработать.
3. Керамические конденсаторы берут на себя импульсные токи сверхвысокой частоты, но все токи на себя они забрать не могут. Иначе совсем танталы (электролиты) были бы не нужны! Значительные и относительно медленные импульсные токи (100-1000 КГц) приходятся как раз на них.

Все равно непонятен механизм разрушения тантала большим током однократно. У конденсатора есть внутреннее сопротивление, которое ток ограничивает, есть еще индуктивность проводов платы, БП. Вероятно, на самом деле это не ток разрушает, а банальный пробой по перенапряжению. То есть, запас по напряжению нужен больше и все. Но есть танталы, которые имеют ESR чуть ли не ниже, чем керамика сопоставимой емкости. Правда их "доставаемость" и цена не являются их сильной стороной

Сообщение отредактировал Hoodwin - Sep 16 2011, 08:33

[=AK=]

Насколько я себе представляю, повышение рабочего напряжения сверх предела в любом приборе дает разрушение одним из двух способов:
...
Поэтому принципиально танталовый конденсатор от алюминиевого вряд ли отличается. Другое дело, каковы соотношения основных параметров.

Превышение рабочего напряжения - это, вообще говоря, не единственная проблема, а в контексте данного обсуждения она вообще не имеет никакого смысла. Насколько я понял описание ТС, конденсаторы стоят на выходе регулируемого БП, поэтому превышение напряжения они вообще не видят.

Соответственно, конденсаторы пробиваются от перегрузки по току. И в этом состоит принципиальная разница между танталовыми и алюминиевыми конденсаторами. Алюминиевые электролиты никогда не смогут быть пробиты одиночным импульсом тока. А танталовые, очевидно, могут, после чего они переходят в режим кз. И после этого, если хватает мощности источника, перегреваются и взрываются.

Соответственно, чтобы как-то решать эту проблему, созданы танталовые конденсаторы со встроенными предохранителями. А для алюминиевых я такого не встречал, очевидно, по той причине, что этой проблемы для них просто не существует.

[Hoodwin]

А почему Вы так в этом уверены? То что блок питания регулируемый, само по себе, вообще ничего не означает в отношении его поведения в нештатной ситуации. Выше я приводил ссылку на описание источников от TRACO, где указывается максимальная емкостная нагрузка, превышение которой нарушает обратную связь, и они могу порождать звон по питанию при переходных процессах, вызванных резким изменением входного напряжения или потребления в нагрузке. А звон в цепях питания - это как раз и есть глобальный периодический over voltage.

Мне вот довольно трудно представить, чтобы у него вообще в слаботочной схеме, питаемой линейным регулятором, была перегрузка по току. Там ведь у автора даже импульсного преобразователя не было.
Больше того, нигде нет утверждения, что конденсатор может быть пробит простым однократным зарядом!

Вот цитата из приведенного Вами же документа, из введения:
1.

Solid tantalum capacitors are well known for their high levels of reliability and stability. They have become the preferred capacitor to use where high reliability and long service life are paramount. They are used in many critical, long life reliability applications such as aerospace hardware.

Стали бы они такое писать, если бы танталы были настолько плохи, как Вы тут описываете.

2.

The reason for interest in a fused device is that overstressing solid tantalum capacitors can lead to premature failures.
...
Typical over-stress conditions can be reverse voltage, excessive voltage, and thermal over load, electrical stress due to high ripple currents or inductive transients. Other conditions that can lead to a typical failure can include circuit faults or high energy availability coupled with low series circuit impedance. These conditions can all potentially cause the capacitor to fail. Other circuits where fused capacitors may be considered are where capacitors are charged or discharged through low impedances or where large numbers of capacitors are in parallel.

Явно написали, что конденсаторы не могут вот так вот вдруг отказать, а отказывают по причине перегрузки, к коим в числе первых отнесены именно неправильная полярность, превышение напряжения и перегрев. Все те же проблемы есть и у алюминиевых конденсаторов. Превышение напряжения сверх нормы точно так же приведет к их пробою и КЗ. Подавляющее большинство старых материнских плат с обычными электролитами отказывало именно из-за проблем с электролитами.

Сообщение отредактировал Hoodwin - Sep 16 2011, 10:18

[ValeriyM]

Извиняюсь, был занят, хоронили товарища погибшего в ДТП.

Нашел в почте, что за БП закупаем - PR816-12D. Что-то стало не по себе.

Блок, при полной загрузке с крейта, работает с перегрузом. Видимо от сюда и проблемы. После отпуска буду разбираться.

Как же тяжело бывает со службой снабжения. Изнначально был блок питания другой, не помню названия, по току было точно 1А и 1,5А перегруз. Тех блоков у поставщика не стало, он и предложил нашей службе замену - "равнозначную". Они и покупают. А я только сейчас узнал. Когда посмотрел. БП при поставке, к сожалению, не вскрывается. Буду ломать.

[ValeriyM]

В sot23 не встречал, а таких -навалом.
ИЛи MAX4995 -есть даже в SOT23-6.
Кстати попалась интересная статейка

Alexashka,
Посмотрел предлженные Вами микросхемки, поподались они мне раньше, все хорошо, кроме одного - рабочий диапозон - до 6В

Нашел вот это. В самый раз

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 16 2011, 12:49

[Hoodwin]

А ток там только до 200-260 мА, это ничего? Оно при старте не вырубится само? Что-то там осциллограмма изображена, из которой следует, что схема отключения за 20 нс срабатывает, а начальный заряд конденсаторов обычно длится миллисекунды.

А вообще я поддерживаю идею о том, что и с БП неплохо бы разобраться, а то так можно потом всю жизнь дырки затыкать...

Сообщение отредактировал Hoodwin - Sep 16 2011, 13:19

[=AK=]

Стали бы они такое писать, если бы танталы были настолько плохи, как Вы тут описываете.

Ни в чем противоречия нет. Если тантал работает в комфортных условиях, то он, несомненно, более надежен, чем алюминий, служит дольше и не высыхает, вот именно об этом они и пишут. А вот перегрузки он выдерживает хуже и идет в глухую закоротку при импульсных перегрузках по току (surges), которые алюминию вообще пофигу.

[ValeriyM]

А ток там только до 200-260 мА, это ничего? Оно при старте не вырубится само? Что-то там осциллограмма изображена, из которой следует, что схема отключения за 20 нс срабатывает, а начальный заряд конденсаторов обычно длится миллисекунды.

Попробуем. Глядишь не заткнется.

С БП все понятно. В кросс уже заказали новую плату, все устройства по питанию разделили.

Еще раз спасибо всем, тему закрываю

Сообщение отредактировал ValeriyM - Sep 16 2011, 20:36

[ValeriyM]

Решил пока оставить тему открытой. Появляются похожие вопросы в других темах, http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=66918 и http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=94484.

Поэтому, может у кого возникнет желание сюда написать