Necesito ayuda para depurar mi proyecto: los fusibles explotan como locos, pero no puedo encontrar el motivo

Recientemente hice un suministro controlado de voltaje y corriente a partir de un kit que encontré. Funcionó durante unos 15 minutos y luego los fusibles comenzaron a saltar. Desafortunadamente, no tengo idea de por qué, porque la fuente de alimentación funcionó bien durante algún tiempo y no hubo cambios (solo el voltímetro conectado todo el tiempo a la salida) cuando comenzaron los problemas con los fusibles.

Al principio, pensé que alguna parte se sobrecalentaba y funcionaba mal, pero todo se sentía bien. La siguiente idea fue que un trozo de escombro dentro de la caja podría haber causado un cortocircuito en alguna parte. Revisé cuidadosamente la caja y no encontré nada que pudiera haber causado un cortocircuito.

El siguiente pensamiento fue que tal vez IC murió. Ya pregunté sobre eso aquí , así que decidí separar la placa de circuito y el transformador y verificar el transformador para asegurarme de que funcionaba correctamente. Así que por un lado tenía PCB y por el otro transformador de 50 VA conectado a un puente rectificador Graetz. Aquí está la imagen de la parte del transformador del circuito.

transformador y rectificador

Conecté los extremos del rectificador a mi multímetro y encendí el transformador y obtuve alrededor de 25 V, como se esperaba. Uno o dos minutos más tarde, el fusible murió de nuevo. Para mí, esto parecía muy extraño, porque el rectificador en realidad no estaba conectado a nada.

Como me quedé sin los fusibles necesarios, decidí conectar mi multímetro en lugar del fusible y ver qué pasaba con la corriente. Al principio, lo conecté a un rango de 20 A y vi que en el momento en que presiono el interruptor de encendido, obtengo alrededor de 0,02 A. En menos de un segundo, eso cae a cero. Cambié a la escala de miliamperios y obtuve los mismos 20 mA. Después de volver a encender el transformador, el fusible rápido del multímetro de 200 mA para la escala de miliamperios murió.

En ese momento me quedé solo con un fusible de 10 A, así que decidí hacer algunas pruebas con él. Dado que los fusibles originales recomendados eran de tipo rápido de 315 mA, decidí tener mucho cuidado. Revisé el interior de la caja nuevamente, verifiqué ambos interruptores, todos los cables y, por lo que puedo ver, todo funciona correctamente. Encendí el transformador con un fusible de 10 A e hice algunas mediciones de voltaje. Obtengo alrededor de 27 V cuando los extremos están conectados en serie y alrededor de 13,5 V cuando estoy usando solo un extremo del transformador. Cuando mido el voltaje de CC en el rectificador, obtengo alrededor de 25 V para ambas bobinas secundarias y alrededor de 13 V para una bobina secundaria. También obtengo alrededor de 9 V CA en el rectificador para ambas bobinas secundarias y alrededor de 3,5 V CA para una sola bobina secundaria. También noté que cuando el interruptor de encendido está en la posición APAGADO, Obtengo alrededor de 3 V CA en la entrada del rectificador y alrededor de 3 V CC en la salida rectificada. Estos solo desaparecen cuando tiro del enchufe.

Después de todo esto, llegué a la conclusión de que debe haber algo en la parte del transformador/rectificador del circuito que hace que se fundan los fusibles. ¿Alguna idea de cómo saber exactamente qué es?

Además, ¿el comportamiento del rectificador es normal y debo cambiar el interruptor a un interruptor de doble polo que controlaría ambas líneas de alimentación?

EDITAR 1

Conecté el PCB al rectificador y lo encendí con un fusible de 10 A. Estoy utilizando una pequeña radio de 9 V CC desde la fuente de alimentación y parece funcionar correctamente. ¿Será que la corriente de fusible recomendada es incorrecta? La corriente de salida máxima del transformador es de 2,1 A, por lo que si calculo correctamente, la corriente de entrada máxima debería ser de 230 mA. Usé fusibles de 315 mA, por lo que deberían haber sobrevivido a plena carga en el transformador. ¿Hay algo que me estoy perdiendo aquí?

EDITAR 2

Parece que los fusibles podrían estar quemados debido a la corriente de entrada del transformador. ¿Cómo solucionaría ese problema? Uno de los fusibles que usé y que se fundió era un fusible de acción lenta, por lo que no son la solución.

Lo único que se me ocurre es que sus diodos pueden estar defectuosos o mal orientados. Por ejemplo, si conectaste el diodo superior izquierdo al revés, tendrías una ruta directa a la salida del transformador (-). Una forma en que esto podría suceder sería un error humano, así que verifíquelo dos veces; otra forma podría ser elegir diodos con una clasificación demasiado baja, o si los diodos están dañados; podrían realizar cuando no se supone que deben hacerlo.
Si los fusibles se queman debido a la corriente de entrada, ¿no deberían fundirse cuando lo enciende? Recuerde que los fusibles tienen una clasificación I²T. En general, si duplica la corriente, debe reducir el tiempo en 4. Entonces, incluso si no está extrayendo 315 mA a través del fusible, puede quemarse, solo que puede llevar más tiempo.
@Thomas O Estoy usando el rectificador KBL10, que es un componente único con 4 conectores (2 * CA, CC +, CC-), por lo que no tengo diodos discretos. Tiene una clasificación de 1 kV @ 4 A. Estoy 100% seguro de que lo conecté correctamente, simplemente porque parece estar funcionando. Podría estar dañado internamente. En cuanto a los fusibles, el comportamiento es muy extraño. La mayoría de ellos mueren dentro de los primeros 2 segundos de encendido, pero un par de ellos mueren más tarde. ¿Puede proporcionarme algunas fuentes sobre los cálculos de fusibles? Realmente no sé nada sobre ese campo.
Es un poco un arte oscuro. Su fabricante de fusibles a menudo le dará una tabla. Pero si no conoce al fabricante, busque un tipo similar. Aquí hay una hoja de datos: uk.farnell.com/cooper-bussmann/s500-315-r/fuse-quick-blow-315ma/… En la primera página podemos ver que la corriente nominal de 1.5x quemará el fusible en 60 minutos, dado que tiene menos de 1x de corriente nominal, es poco probable que sea la causa, ya que informa que los fusibles se queman en 2 minutos. La segunda página proporciona curvas exactas de tiempo-corriente.
Como su rectificador tiene una clasificación de 1kV y 4A, dudo que sea la causa. Aún así, puede probarlo con un multímetro, en el rango de prueba de diodos. Si su multímetro no tiene un rango de diodos, puede hacerlo con el rango de ohmios: no espere lecturas hacia atrás y una lectura relativamente baja hacia adelante.
Si la corriente de entrada es un problema, también puede usar un dispositivo NTC, que limitará la corriente de arranque. Existen NTCs diseñados exclusivamente para esta tarea.
¿Estás seguro de que tu multímetro estaba en el rango de corriente CA? (no rango de CC). Además, puede ahorrar fusibles conectando una bombilla de luz incandescente en serie con el fusible. Ahora, la sobrecorriente hará que la lámpara se encienda ... asegúrese de que la bombilla no consuma más corriente que la clasificación del fusible, por supuesto.
@Thomas O Kortuk♦ Acabo de comprobar el rectificador con la comprobación de diodos. Resulta que cuando lo conecto al revés, obtengo 1,9 V de voltaje directo. Por lo general, salgo del alcance de los diodos cuando hago algo así. @markrages Estoy seguro de que configuré el rango correctamente.
@Thomas O ¿Podría darme un punto de partida para los NTC? Parecen interesantes.
@AndrejaKo Vea aquí: uk.farnell.com/jsp/search/… Estos se insertan en línea con la red eléctrica y reducen la corriente de irrupción.
"También noté que cuando el interruptor de encendido está en la posición APAGADO, obtengo alrededor de 3 V CA en la salida del rectificador y alrededor de 3 V CC en la salida rectificada. Estos solo desaparecen cuando desconecto el enchufe". - ¿¡Esto necesita ser revisado!?
@ Linker3000 ¡Yo también lo creo! Después de mirar algunos dispositivos que tengo en casa, decidí colocar el interruptor en un solo cable. ¿Debo reemplazarlo con un interruptor de doble polo que cortaría ambos cables de CA? Además, se suponía que era de 3 V CA en la entrada del rectificador.
@AndrejaKo. Haz un experimento. Tome su multímetro y conecte las puntas a la red eléctrica en voltios de CA. Medirás 115 o 230 V (estás en Europa, así que probablemente 230 V). Ahora apaga la corriente con el interruptor. Aquí, mido 6V con la red eléctrica apagada, y creo que sé por qué. Se reduce al multímetro y la resistencia del interruptor. El multímetro tiene una resistencia de aproximadamente 10 Mohm. Para obtener 6 V de 230 V, debe dividir por 38, por lo que el interruptor tiene una resistencia de ~ 380 Mohm, lo que suena bastante bien. Probablemente encontrará que si conecta una resistencia de 47k 5W, el voltaje caerá a casi cero.
Bueno, acabo de volver a montar el interruptor (de hecho tengo dos, uno en el cable y otro en el transformador), y el problema desapareció. No me queda claro qué hice mal al montarlo por primera vez. Todo este proyecto se está volviendo muy, muy extraño. Además, ¿cómo tendría una resistencia medible en un interruptor mecánico si hay un par de milímetros entre los contactos? Por cierto, ¿sería 100 ohmios, 3200 beta un buen valor para el termistor NTC o debería tomar uno del rango de <20 ohmios? Ah, y cuando hago el experimento, ahora obtengo 225 V y 0 V.
@AndrejaKo, a su primera pregunta, la mayoría de los interruptores tienen resistencias de aislamiento en cientos de millones de ohmios (simplemente debido a la resistencia del aire y la resistencia de la carcasa de plástico/interruptores/etc.), que es más que suficiente para estar seguro. Dudo que puedas matar una bacteria con una impedancia de 100Mohm. Los multímetros están diseñados para tener una alta impedancia, por lo que no cargan el circuito bajo prueba. Cuando combinas los dos obtienes un divisor de voltaje que da resultados sorprendentes.

Respuestas (4)

Un transformador de 50VA tomará alrededor de 0.21 Amperios cuando esté correctamente cargado (VA / Voltaje de entrada)

Por lo tanto, se sugiere un fusible de aproximadamente 1,5 x la entrada y debe ser Anti Surge (generalmente marcado como T o TT; T significa "träge", que en alemán significa perezoso o lento), por lo que 315 mA A/S o 400 mA A/S

Si sus fusibles se vaporizan y cubren el interior con restos del cable, esto indica un cortocircuito importante...

¿Qué tipo de transformador está utilizando? ¿Es un toroidal? Si es así, ¿tiene un giro en cortocircuito (si monta un transformador toroidal incorrectamente, puede agregar un devanado adicional que está en cortocircuito; esto se crea al montar el transformador con un conductor) abrazadera que está atornillada en el medio - si está usando un toroidal - intente quitar la abrazadera...)

Es posible que tenga un diodo defectuoso en su puente. He visto diodos que miden bien cuando se prueban con un medidor, pero cuando se cargan o se someten a un voltaje más alto, se rompen y se ponen en cortocircuito o tienen fugas: la forma más fácil. para probar es reemplazar TODOS los diodos, ya que he descubierto que si uno está defectuoso, generalmente somete a estrés a otros en el puente, lo que puede hacer que fallen, y por el costo de 4 diodos de 1N400X o 1N540X - por lo general utilice 1N4007 o 1N5408...

@Wonko The Sane Estoy usando un transformador toroidal. No creo que tenga un corto. El transformador en sí está cubierto con una capa de plástico transparente de alrededor de 1 mm de espesor. El equipo de montaje que se envió con él consta de dos discos de goma del mismo diámetro que el transformador, un disco de plástico y un tornillo. El tornillo mismo atraviesa el disco de goma, el transformador, el segundo disco de goma y termina dentro del disco de plástico que tiene un orificio roscado para el tornillo. Probaré hoy con puente nuevo y fusibles T.
El fusible T400mA resolvió el problema.
Los transformadores toroidales tienen una sobretensión/corriente de arranque muy alta en comparación con los transformadores 'estándar'.
El problema con el montaje toroidal es asegurarse de no crear un bucle conductor que actúe como un devanado adicional en cortocircuito. - para evitarlo, utilice un disco de plástico, tornillos de plástico o bridas de plástico...
@andrejako, si solía funcionar, comenzó a hacer estallar los fusibles ahora, y ha reemplazado el fusible por uno más grande, y deja de hacer estallar los fusibles, significa que está tirando de una corriente más grande. Por qué cambió no se soluciona reemplazando el fusible.
@Kortuk♦ "si solía funcionar" es extraño en sí mismo. El primer fusible de 315 mA solía funcionar durante unos 15 minutos y el resto murió de inmediato, así que creo que alguien calculó mal el tipo de fusible, pero no entiendo por qué el primer fusible funcionó durante unos 15 minutos y por qué murió más tarde. También estoy pensando en poner 5 bobinas de 33 µH en la entrada y la salida para reducir la corriente de entrada la próxima vez que lo desmonte. Funcionaría eso?
@andrejako, pensé que dijiste que funcionó durante mucho tiempo y de repente comenzó a tener problemas, entonces no me preocuparía.

Si cree que está sucediendo debido a la corriente de entrada, entonces probablemente podría resolverse con una bobina de choque . Están allí específicamente para detener la corriente de entrada.

Verificaría si uno de los diodos está frito. Si tenía uno frito, se abrirá el circuito durante la mitad de la fase. Cuando se abra el circuito, la bobina se convertirá en una carga flotante. Esto causará una corriente mucho más alta.

Pruébelo reemplazando los diodos. intente medirlos para ver si uno tiene una resistencia más alta que los demás.

Que alguien me corrija si me equivoco.

Apéndice:

más sobre bobinas de choque.
Aquí hay algunos:
http://industrial.panasonic.com/www-ctlg/ctlg/qAGL0000_WW.html
Busqué en Google bobina de choque para encontrar la mejor explicación, leí el primer párrafo de esto y parecía que sería de ayuda, así que aquí tienes:
http://www.wisegeek.com/what-is-a-choke-coil.htm

¿Podría darme un puntero para los estranguladores? Wikipedia no menciona las corrientes de entrada en el artículo de la bobina de choque.
@andrejako, ¿has revisado tus diodos?
Se utiliza un estrangulador de modo común para detener la propagación de la energía de modo común. Esto permitirá señales diferenciales (lo que desea), pero bloqueará las señales de modo común (lo que no desea por razones de EMI, no es realmente un problema para usted, solo información adicional).
@Kortuk♦ Resulta que cuando lo conecto al revés, obtengo 1,9 V de voltaje directo. Por lo general, salgo del alcance de los diodos cuando hago algo así, por lo que el resultado es un poco extraño. ¿Debo reemplazar el rectificador? Verificaré los estranguladores de modo común.
@andrejako, prueba la resistencia a través de los diodos en tus rectificadores, uno se me ha frito. Intente reemplazar el rectificador, esto podría hacer una gran diferencia.
@Kortuk♦ Acabo de comprobar los diodos y obtengo alrededor de 4 MΩ en la dirección correcta y fuera de escala en la dirección incorrecta para todos los diodos. ¿Debo reemplazar el rectificador? Todavía estoy leyendo sobre estranguladores y NTC.
@andrejako, 4MOhm parece un poco alto en la dirección de avance, pero podría estar equivocado. Intentaría reemplazar su rectificador y ver si su problema se mitiga.
@Kortuk♦ OK, intentaré hacer eso.

Como los transformadores aumentan cuando se encienden, sugeriría un fusible antisobretensión en la entrada.

También se quema el fusible cuando se opera el interruptor para cambiar los rangos (algunos interruptores giratorios se hacen antes de romperse), lo que significa que cuando la salida del interruptor se conecta a ambas entradas, se producirá un cortocircuito en un devanado del transformador y se quemará el fusible. .

¿Cómo se ve el fusible después de que se ha quemado? En los fusibles transparentes puede ver el cable por dentro, si el cable tiene un espacio "pequeño", significa que es una sobrecarga "menor", si el cable tiene un espacio grande o se ha vaporizado y cubre el interior con una mancha oscura, esto indica una sobrecarga 'importante'.

Una sobrecarga menor es una sobrecarga prolongada justo por encima del valor nominal del fusible, por ejemplo, 2 x valor nominal del fusible.

Una sobrecarga importante es, por ejemplo, 10-20 (o más) x valor nominal del fusible.

Un fusible ha cortado el cable, otros se han vaporizado y tapan el interior con restos de cable. Por lo que puedo ver, no hubo problemas con el cambio de rango, pero solo el primer fusible sobrevivió lo suficiente como para cambiar el rango. Probé con fusibles lentos, pero no me ayudaron (serie T, también he visto otros fusibles lentos, pero no tenía ninguno disponible para probar).
En realidad, resultó que el fusible lento era un fusible de 160 mA, por lo que podrían funcionar. Haré algunas pruebas más con ellos.

Utilice un fusible de mayor capacidad. El transformador requerirá corriente de magnetización para configurar su campo además de la corriente que tomará la carga. No olvide que el fusible está ahí solo para proteger contra una "falla catastrófica" del kit aguas abajo, no para darle un límite de corriente de precisión.

¿Qué fusible debo usar? La clasificación es mi mayor problema porque el fusible de 315 mA que usé, por lo que puedo ver, ya es demasiado para el transformador y no podrá protegerlo en caso de que falle algo aguas abajo. Ya tengo un control de corriente "preciso" en L200CV, por lo que no estoy usando un fusible para eso.
@Andr: los fusibles están destinados a proteger contra incendios, en realidad no a otra cosa.
Necesito ayuda para depurar mi proyecto: los fusibles explotan como locos, pero no puedo encontrar el motivo
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