Wie man Transientenspitzen von einem Transformator richtig dämpft und ein Durchbrennen des Schaltnetzteils verhindert

Ich habe einen ausgefallenen DC/DC-Abwärtswandler mit Schaltmodus (Teilenummer LTC3631 von Linear) erhalten. Diese Schaltung wurde von einem 24-VAC-Transformator angesteuert, der auf der Schaltung gleichgerichtet wird:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Die Zuleitungen vom Trafo zum Stromkreis sind recht lang (>5m). Anscheinend wurde die 110-V-Seite des Transformators in letzter Zeit ziemlich häufig abgeschaltet, was wahrscheinlich zu einer Spannungsspitze auf der Sekundärseite (24 V) führte. Der Eingangsstift des LTC3631 hat eine sichtbare Markierung, wo das Blowout auftrat (Gas entwich).

Was ist der richtige Weg, um zu verhindern, dass dies erneut passiert?

Diese Frage hängt möglicherweise zusammen.

Der LTC3631 ist am Netzeingang bis zu 60 V geschützt. Ich bezweifle, dass der Fehler auf eine Überspannungssituation zurückzuführen ist. Vielleicht ist es besser, sich zurückzulehnen und auf Gründe zu warten, ohne die mögliche Ursache zu erraten. Hey, es könnte genau das sein, was du sagst, aber es kann andere Faktoren geben, die du nicht erwähnt hast, die dich sicher machen, dass es das ist. Diese Informationen wären erforderlich, um Ihre Frage angemessen beantworten zu können.
Hast du die Spannung am Eingangspin gemessen? Sehen Sie tatsächlich vorübergehende Spitzen?
@Andyaka Die einzige andere Information, die ich habe, ist, dass ich etwas mehr als 28 VAC vom Transformator gelesen habe, was 39,5 VDC knapp unter der normalen Toleranz des Chips entspricht. Es ist möglich, dass es zu nahe an seiner normalen Grenze war. Ich bin mir nicht sicher, ob das den physischen Blowout verursachen würde. Der Chip wird nicht überlastet und läuft ganz normal ganz kühl.
Aber der Chip ist bis 60V gegen Überspannung geschützt...
@dext0rb nein, ich habe keine Spikes gesehen, nur einen durchgebrannten Chip. Das Handmessgerät liest den Eingang bei etwa 28 VAC. Es wurde letzte Woche installiert, hat also trotzdem nicht lange an diesem Ort gelebt.
Bauchgefühl ist, dass dies nicht das Problem ist - Hochspannungen verursachen nicht die Art von Schaden, den Sie sehen. Könnte es eine "einmalige" Situation sein? Die "normale" Grenze wird nicht dazu führen, dass es durchbrennt - diese Grenze soll sicherstellen, dass die Ausgangsspannung innerhalb der Spezifikation bleibt.
@dext0rb ja, und ich habe gerade mit der FAE gesprochen und er sagte, während der Chip auf 60 V geschützt ist, sei er nicht allzu begeistert davon, so nahe an 40 V zu laufen. Er schlug Foltertests mit und ohne Transorb vor.
@Andyaka möglich, dass es ein "Einmaliges" ist, dachte Linears FAE auch. Würde ein Transorb das beim nächsten Mal verhindern?
Es ist einen Versuch wert - wenn es immer noch überrollt, sind Sie sicherer, dass es sich nicht um eine Überspannung handelt
Übrigens, sind die Filterkondensatoren groß genug? Ihre Filterwirkung hängt von der Induktivität der Wicklungen ab; Sie sind keine Filter für sich. Alles, was die Glättungskondensatoren zwischen Spitzen aufgeladen hält, ist die kombinierte Quellenimpedanz des Gleichrichters und der Last.
@Kaz Ich habe die Kappen basierend auf Drahtlänge und Induktivität mit einer Formel berechnet, die ich in einer App-Notiz von Liean.com gefunden habe. Übrigens, ich habe eine bidirektionale 45-V-Transorb-TVS-Diode verwendet und hatte immer noch ausgefallene Chips, wenn auch nicht katastrophal. Keine Ahnung, warum sie immer noch brannten und wie man die Transienten wirklich brüskiert.
@MandoMando Es könnte auch ein Problem mit der Netzregulierung sein. Ist dies ein Bereich mit Blitz oder schlechtem Service? Kannst du ein Logging-Meter an den Netzanschluss anschließen? Ich habe einige enorme Spitzen gesehen, von denen der Energieversorger sagt, dass sie niemals auftreten werden. Dann zeigte ich ihnen die Protokolle und sie kamen heraus und begannen am nächsten Tag mit der Reparatur der Ausrüstung. (FYI - ich nehme an, in Ihrer Schaltung ist der IC geerdet und das ist nur ein Zeichnungsfehler)

Antworten (3)

Der LTC3631 ist ein Low-Power-Wandler (nur 100 mA), sodass es einige Möglichkeiten gibt, das Gerät hypothetisch vor Überspannungen zu schützen.

Die einfache Lösung besteht darin, auf der Primärseite des Transformators eine Klemmung hinzuzufügen, um die eingehende Stoßenergie zu begrenzen - ein MOV von Leitung zu Leitung leitet jegliche Hochspannungsenergie vom Transformator weg. Ein kleiner Serienwiderstand würde auch dazu beitragen, die Stoßenergie zu begrenzen, und wäre nicht übermäßig verlustbehaftet, da der Regler einen so geringen Strom zieht. Sicherheitsbewertete X-Kondensatoren von Leitung zu Leitung können auch bei kleineren Überspannungen (manchmal auch als „schnelle Transienten“ bezeichnet) helfen – vergessen Sie aus Sicherheitsgründen nicht, einen Widerstand parallel zu ihnen zu schalten, der sie innerhalb von 30 Sekunden entlädt .

Die Klemmung funktioniert auch auf der Sekundärseite. Sie könnten einen kleinen Widerstand in der positiven Einspeisung des Reglers hinzufügen und dann ein TVS parallel zum Regler schalten (zwischen der positiven Einspeisung und Masse). Der TVS würde die Spannung auf ein sicheres Niveau klemmen und der Widerstand würde den TVS-Strom begrenzen. Auch hier würde es die ganze Zeit etwas Strom verbrauchen, aber der Regler hat keine hohe Leistung, daher sollten die Verluste überschaubar sein.

Lokale Kondensatoren direkt an Vin und Run, die direkt zur IC-Masse gehen, sind unerlässlich. Sie könnten auch in Betracht ziehen, an diesen Pins in Sperrrichtung vorgespannte Dioden (mit negativer Klemmung) hinzuzufügen (um zu verhindern, dass sie irgendwie unter GND fallen). Eine negative Klemmdiode am SW-Knoten kann ebenfalls hilfreich sein.

Es gibt einen Artikel von Morgan Jones in Linear Audio 5 , in dem er zeigt, dass 1 nF in Reihe mit 1 k über der Sekundärseite eine erstaunlich allgemeine Lösung für das Überschwingen von Transformatoren ist.

Sie können einen Varistor parallel zu C1 verwenden. Stellen Sie sicher, dass Sie den Varistor mit der richtigen "Varistorspannung" und den richtigen Überspannungswerten auswählen.

Möchten Sie die Antwort hilfreicher gestalten, anstatt allgemeine Antworten "Verwenden Sie den richtigen Wert des richtigen Teils" zu verwenden, bitte?
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