¿Por qué mi convertidor reductor emite humo y fuego?

Estoy alimentando mi enrutador con una batería de 24 V, pero el requisito de energía del enrutador es de 12 V/1 A, por lo que estoy usando un convertidor reductor LM2596.

La especificación para este convertidor reductor es la siguiente:

Voltaje de entrada: 4-40 V

Voltaje de salida: 1,2-37 V

convertidor de moneda

Escenario 1:

Funcionó bien por un día. Al día siguiente, cuando conecté la salida de la batería a la entrada del convertidor reductor, el capacitor de entrada comenzó a explotar (no se conectó ninguna salida). ¿Cuál podría ser la causa de este comportamiento?

Explosión del condensador de entrada al conectar la entrada

Escenario 2:

Compré otro y lo probé. La entrada que proporcioné fue de 24 V y la salida obtenida fue de 12V. Conecté la salida al enrutador. Cuando encendí el botón del enrutador, el regulador de voltaje emitió humo y fuego.

¿Cuál podría ser la causa de este comportamiento?

regulador de voltaje disparado

¿Qué debo hacer para superar esto?

Esos módulos de ebay et. Alabama. son conocidos por usar piezas falsificadas por todas partes.
Además, debe verificar con la hoja de datos del convertidor (probablemente nunca haya obtenido uno si compró en eBay, aliexpress, amazon market, bangbanggood …) que la corriente que desea extraer realmente es compatible con los voltajes de entrada y salida que tiene . Una vez más, no es normal comprar un componente del que no obtiene hojas de datos y donde las cosas explotan. Compre en otro lugar: hay muchos distribuidores acreditados (mouser.com, digikey.com, arrow.com, element14.com, …) que envían a todo el mundo y no son más caros (considerando que acaba de quemar 2 veces el precio de un módulo).
Pero para su primer caso: una explosión sin carga de un capacitor de electrolito probablemente signifique que invirtió la polaridad de la batería, o que el capacitor falló por completo, fue desechado por la fábrica que lo producía, luego alguien compró sus desechos electrónicos y lo "recicló" soldándolo en los tableros del regulador y vendiéndolos con nombres de revendedores que cambiaban constantemente.
Básicamente, todos los distribuidores envían a la India. Compruebe, por ejemplo, esta oferta de un módulo de alimentación de entrada de 24 V y salida de 12 V/1 A. Así es como se ve una lista de buena reputación: una lista extensa de datos de borde y un enlace a una hoja de datos, que define bajo qué condiciones se desempeña y cómo.
A pesar de la falsificación / barato / etc: para mí, los módulos idénticos funcionan bien . Estoy de acuerdo con Marcus en que probablemente usó/conectó el módulo de manera incorrecta porque es muy poco probable que el daño que muestra ocurra en circunstancias normales.
¿Invertiste la polaridad en el primero que frió el convertidor reductor y tu enrutador? Cuando probó el segundo convertidor reductor, ¿el enrutador consumió demasiada corriente que frió el segundo convertidor reductor?
Este regulador era muy viejo o estaba ensamblado con piezas viejas. TI compró National hace siete años y todavía tiene el logotipo de National. El aluminio de los electrolíticos se oxida. Pero aún así, tendría que aceptar que está mal conectado, muy probablemente un cortocircuito de un objeto metálico que se dejó caer sobre el tablero o que el tablero se colocó sobre un objeto metálico.
@HandyHowie No estoy seguro sobre el primero. Generalmente, al conectar la entrada y la salida, me ocupo de la polaridad. Aparte de eso, ¿hay algún otro problema? En el segundo caso, creo que el enrutador consumió demasiada corriente. ¿Cómo evito esto?

Respuestas (3)

Problema 1: podría ser la propia placa física. Dependiendo de dónde se haya comprado, podría estar mal diseñado, mal fabricado, usar piezas falsificadas, etc. Me parece que esta placa es una unidad de origen asiático de bajo costo, construida en grandes cantidades y vendida a bajo precio: la PCB se ve delgado, no hay etiqueta del fabricante ni número de serie, etc. Según mi experiencia, muchos proveedores de venta directa de bajo costo que se encuentran en lugares como eBay, Wish, etc. tienen problemas con la calidad del producto: los artículos no cumplen con las especificaciones o no dura mucho tiempo. Algunos con gusto le venderán un reemplazo, algunos le enviarán uno nuevo gratis. Algunos no devolverán sus mensajes. Hay proveedores nacionales más grandes (Digi-key, Mouser, Farnell, etc.) que exigen una mejor calidad y pueden ofrecer apoyo si termina con un limón, sin embargo, a un precio de compra más alto.

Problema 2: ¿Podría ser la aplicación? ¿Había protección de entrada instalada? No mencionó tener cosas como un fusible, protección de polaridad de entrada o protección de irrupción. Un fusible desconecta la fuente de la carga si sucede algo malo. La protección de polaridad de entrada evita que una batería conectada al revés haga algo. La limitación de corriente de entrada protege las tapas de entrada para que no se dañen debido a la alta di/dt de la batería (¡que puede entregar mucha más corriente que el adaptador de verruga de pared que se habría suministrado con el enrutador!). También podría considerar un TVS a través de la entrada del dólar para proteger la tapa del estrés de voltaje inducido si los cables son largos y hay una interrupción repentina de corriente.

Problema 3: Podría ser el diseño. Ejemplo: manejo de potencia limitada del LM2596S. Debido a que el interruptor de alimentación integrado no está montado en nada significativo (en lo que respecta a la disipación de energía), no sobrevivirá a la potencia máxima por mucho tiempo. Es una parte con clasificación 3A, pero el dispositivo debe montarse en un cobre serio para poder ofrecer eso. ¿El proveedor le ofreció datos de prueba o resultados de calificación que muestren qué es el dispositivo y si necesita refrigeración externa?

Por lo tanto, considere la protección de entrada y la limitación de irrupción como mínimo. También considere invertir en un osciloscopio (incluso uno viejo y usado es útil) y comience a mirar las formas de onda si realmente quiere saber qué está pasando. Verifique las temperaturas del dispositivo cuando el circuito esté funcionando en estado estable. ¿Algo se está calentando antes de fallar? ¿Hay algún voltaje alto que no puedas explicar? ¿Timbre excesivo? Lamentablemente, su aplicación prevista no es "plug and play": un regulador de dinero en este tipo de paquete no es como un adaptador de verruga de pared que puede enchufar y usar. Se necesita una cierta cantidad de conocimiento para diagnosticar y resolver por qué puede haber problemas.

bueno, un buen consejo, pero teniendo en cuenta el dinero de un osciloscopio usado, diría: sobredimensione una fuente de alimentación bien especificada de un distribuidor de confianza antes de invertir en equipos de medición. Si un aficionado a los automóviles viniera y preguntara por qué las tuercas y tornillos más baratos que puede comprar se rompen constantemente, tampoco le recomendaría invertir en una máquina de rayos X para encontrar defectos en los materiales; simplemente le diría que compre tuercas. que provienen de alguien que garantiza sus propiedades bajo el estrés al que las somete.
Problema 1: Claro, estoy de acuerdo con sus puntos, sin embargo, en mi experiencia personal con exactamente los mismos módulos, simplemente funcionan bien. El daño que se muestra en las fotos de arriba indica una falla muy dramática, del tipo que se obtiene cuando se invierte el voltaje de entrada. Así que creo que culpar a los módulos es un poco duro, es muy probable que sea un error del usuario . Además, los módulos de fuentes acreditadas esperan que el usuario los maneje correctamente.
Mi punto era: si un usuario simplemente conecta algo y falla, no puede asumir unilateralmente que la falla fue de una forma u otra. Se debe realizar algún trabajo de investigación para determinar dónde ocurrió la falla; en ausencia de ese trabajo, mantendré abiertas todas las opciones (incluso las menos plausibles).
Solo porque el producto se vende en Ebay, NO debe categorizarlo automáticamente como si usara piezas falsas. Además, la cadena de suministro de piezas es un tema completamente distinto al del diseño del producto. Las piezas falsas en la cadena de suministro también han afectado gravemente a Mouser y Digikey. El diseño usado en este módulo (he usado docenas de ellos) es esencialmente de los materiales de referencia de los diseñadores de chips (LM2596). El mayor problema con un producto como este es que, con toda probabilidad, NUNCA ha sido probado. La prueba es costosa, y ahí es donde corre el mayor riesgo al comprarlos, en mi opinión.
¿En qué parte de mi estado de cuenta del "Problema 1" clasifiqué automáticamente algo? Las piezas falsificadas son uno de los muchos problemas con los canales de venta no tradicionales, por lo que describí varias posibles preocupaciones, incluida la fabricación y los controles deficientes.
@AdamLawrence qué parte de "proveedores no acreditados (es decir, eBay)" no fue una simplificación completa de la situación. Hay ALGUNOS proveedores sin reputación en Ebay, pero no puede categorizar a los proveedores de Ebay como sin reputación como lo hizo usted. Además, el número 3 va más allá, considerando que el comprador no técnico debe invertir en equipos para comprobar la viabilidad de un diseño... ¿cómo harían exactamente eso? ¿Cuándo una señal en particular a la que apuntaron un osciloscopio o incluso un multímetro indicaría un problema que podrían entender? ¿Haces esto para todos los artículos comprados en Ebay?
Este es un sitio de ingeniería eléctrica, por lo que asumo que OP está algo interesado en por qué fallan las cosas cuando preguntan cómo se pueden superar las fallas. De lo contrario, solo estamos lanzando un consejo ciego y él o ella podrían seguir haciendo estallar los reguladores hasta que se encuentre la solución "correcta". Por supuesto, no analizo todo lo que compro en línea. Examino todo lo que obtengo que (a) no funciona o (b) muere prematuramente, especialmente para dispositivos abiertos no encapsulados como la pequeña placa reguladora de OP. Dicho todo esto, reconsideraré parte de mi primer punto.
@AdamLawrence La primera oración de la pregunta de Ops lo dice todo: "Soy nuevo en electricidad". ... Dar respuestas a aquellos que ya tienen habilidades técnicas no ayuda al OP, solo satisface su necesidad de ser visto como técnico IMO. Me entristece que su respuesta haya terminado siendo la mejor respuesta cuando no abordó nada útil para el OP.
Si está decepcionado con la respuesta, siéntase libre de agregar la suya. OP siempre tiene la opción de dar la bonificación a otra respuesta si responde mejor a la pregunta.
@MarcusMüller, ¿sabe qué debería buscar alguien en un convertidor de potencia para ser menos susceptible a fallas en esta aplicación, o dónde encontrar tal cosa?
@fuzzyTew dice eso justo al comienzo de mi comentario: distribuidor acreditado . Digikey, Mouser, Farnell, componentes rs, …
@MarcusMüller Me refiero a cómo se llamaría el dispositivo, o cómo se llamarían los atributos, de modo que no se queme. Aquí, un nuevo usuario puede haber dejado que el dispositivo reciba demasiada corriente. ¿Qué dispositivos soportarían eso?
"dejarse quemar": un dispositivo adecuado viene con una hoja de datos que indica exactamente bajo qué condiciones es seguro operar. Eso es lo que estás buscando, hojas de datos. El dispositivo que está buscando es una "fuente de alimentación CC/CC", "... módulo" o algo similar. Haga clic en algunos sitios web de distribuidores, obtendrá una idea.

También soy nuevo en estas cosas, así que pensé que mi punto de vista sería útil para otros que son nuevos.

De un vistazo, parece que su convertidor reductor es solo de voltaje constante, no de corriente constante. Por lo tanto, la corriente de la batería que llega al dispositivo puede quemarlo inmediatamente, ya que no tiene regulación de corriente. Creo que esto es lo que la otra respuesta quiso decir con regulación de irrupción.

Si compra un convertidor reductor de voltaje constante de corriente constante, puede cambiar al estado de corriente limitada para evitar esto. Si es nuevo en el trabajo con estas cosas, es útil obtener uno con una pantalla LCD para ver rápidamente las condiciones de entrada y salida, y un estuche para evitar cortocircuitos accidentales.

Los dispositivos de "corriente constante" regulan la corriente ajustando el voltaje (a veces mucho). No puede tener "corriente constante" y "voltaje constante". Creo que lo que usa el OP es solo basura electrónica.
Hay muchos convertidores reductores de "voltaje constante de corriente constante" por ahí. Proporcionan tanta corriente como sea necesario para llevar el voltaje a la especificación, y luego tienen limitación de corriente. Estoy usando uno ahora mismo para cargar una batería.
Ese es un dispositivo de "actualidad limitada" y puede estar en cualquier modo, pero no en ambos al mismo tiempo. No hay forma de proporcionar corriente constante y voltaje constante al mismo tiempo. Lo que hace su dispositivo es cuando alcanza el límite de corriente, ajusta el voltaje para que no exceda eso, por lo que no es un voltaje constante en ese punto. De lo contrario, la única forma de limitarlo es apagar la salida por completo.
Gracias, mi último comentario fue un poco incorrecto. Creo que lo que ha descrito es cómo funcionan, y también creo que eso es lo que le gustaría evitar que un dispositivo se queme debido a una mala configuración.

Lamento traer de vuelta un hilo antiguo, pero me encontré con esto y me di cuenta: en la tercera imagen, parece que las salidas + y - están en cortocircuito junto con un clip. ¡Por supuesto que se incendiará!

El OP dijo que estaba conectado a una carga, por lo que es poco probable. ¿Por qué alguien acortaría la salida de su módulo con un clip y se quejaría de que explotó? Parece que algunos terminales están soldados y no se puede ver detrás de la tapa para comprobar que está en cortocircuito.
@Justme Estoy de acuerdo en que no podemos probar nada, pero estos módulos, aunque son baratos, no deberían fallar en <1A cuando no podemos probar que el enrutador que usaron incluso dibujó el 1A nominal completo. Los terminales que están soldados están sospechosamente enfrentados entre sí.