Dlaczego kondensatory w zasilaczach impulsowych LED 12V 3A szybko padają?

Thu Oct 17, 2019 7:51 pm   

Dostałem do oceny "co padło" kilka zasilaczy impulsowych 12V 3A..
W każdym przypadku uszkodzeniu uległy kondensatory na wyjściu, które
wyglądają na przegrzane. Są wybrzuszone i suche. Na wyjściu są 2
kondensatory połączone równolegle, różnych marek.
Generalnie nic to nie jest zaskakującego, niemniej zasilacze te pracują
góra po kilka miesięcy w dobrych warunkach chłodzenia i przy obciążeniu
maks. 2/3 nom. Zasilają taśmę LED 12V. I kończą żywot.

Ale, te same zasilacze zasilają też inne obciążenia (nie taśmy LED-owe).
I co ciekawe te nie padają. Tych uszkodzonych zasilających taśmy LED
jest 10X więcej niż pozostałych!

Punktów zaczepienia jest bardzo mało. Zasilacze są porządne, żadna tam
taniocha.
I nie mam koncepcji co może być przyczyną. Może ktoś coś podpowie?

Obserwacje na oscyloskopie pokazują że zasilacz z obciążeniem LED się
lekko podwzbudza (słuchać delikatne brzęczenie), na oscyloskopie przy
kluczowaniu prądu wyjściowego są zafalowania.
Czy to może być przyczyna, że kondensatory Samxon padają po 6 miesiącach
pracy w temp. pokojowej?

Marvin

Thu Oct 17, 2019 8:27 pm   

Dnia Thu, 17 Oct 2019 21:51:17 +0200, Marvin napisał(a):


IMO to nie podwzbudzanie się. LED-y są silnie nieliniowe, zasilacz
produkuje sporo oscylacji wynikających z odcinania prądu obciążenia.
Spróbuj zablokować te elektrolity ceramikami 1-10 nF.
--
Jacek
I hate haters.

Fri Oct 18, 2019 8:37 am   

Podwzbudzanie widać podczas kluczowania prądu obciążenia na oscyloskopie, niemniej w normalnych warunkach pracy obciążeniem zasilacza jest taśma LED składająca się z łańcucha kilkudziesięciu połączonych równolegle sekcji trzech diod LED dołączonych do prostego scalonego źródła prądowego wykonanego na

https://www.diodes.com/assets/Datasheets/AL5802.pdf

Nie postrzegam tego obciążenia jako kłopotliwe dla zasilacza impulsowego. Być może błędnie?

Fri Oct 18, 2019 9:32 am   

W dniu 2019-10-18 o 08:37, marvin@nospam.com pisze:

Na początku jak pisałeś o taśmie LED to myślałem, 3 LEDy + rezystor więc
nie ma się o co przyczepić.

Wtórnik emiterowy może mieć ujemną rezystancję wejściową i przez to się
wzbudzać.
Z tego powodu rezystory R19 i R20, których użycia nie da się inaczej
uzasadnić (str.6, rys.3):
http://www.grzegorz-makarewicz.pl/resources/magazines/radioelektronik/radioelektronik_1984_04.pdf

Ta ujemna rezystancja wejściowa może być podobno powodem wzbudzania się
typowego źródła prądowego robionego z 2 tranzystorów. Zależy to chyba od
rezystancji dynamicznej obciążenia. Im mniejsza tym gorzej bo główny
tranzystor źródła jest bardziej wtórnikiem, a mniej wzmacniaczem. Jak
jest wzmacniaczem to wewnętrzna pojemność kolektor-baza ogranicza pasmo
i przy tej częstotliwości, przy której może się pojawić ujemna
rezystancja wejściowa jest już za małe wzmocnienie (tak mi się
przynajmniej wydaje).

Kiedyś dawno próbowałem za pomocą SPICE uzyskać ch-kę występującej w
takim źródle prądowym pętli sprzężenia włączając w pętlę w szereg źródło
napięcia AC (nie zmienia żadnych parametrów pętli ani nie narusza punktu
pracy DC).
Nie pamiętam co mi wyszło, ale wiadomo, że SPICE tylko tak dobry jak
dobre modele elementów, a nie wiem na ile model tranzystora jest zbieżny
z realnym tranzystorem w jakichś takich brzegowych kwestiach.

Jak potrzebuję źródła prądowego to daję dwie diody i tranzystor. W takim
układzie (chyba) jak nawet pojawi się ujemna rezystancja wejściowa
tranzystora to jest mniej ujemna niż rezystancja zasilającego bazę
źródła jest dodatnia.

Świecące LEDy mają chyba małą rezystancję dynamiczną co oznacza, że
tranzystor w źródle pracuje jako wtórnik a to oznacza, że może się wzbudzać.

Nie mam pojęcia jakiego rzędu mogły by być amplitudy prądu takich
wzbudzeń i czy mogą być groźne dla elektrolitów. Ale jak każda 3-LED-owa
sekcja się wzbudzi to może w sumie tego jest sporo (to się nie
uśrednia/kompensuje tylko sumuje). Mogą to być prądy na dużo wyższej
częstotliwości niż podany maksymalny prąd AC kondensatora a na tej
wyższej wytrzymałość może być mniejsza.

Jeszcze jedno skojarzenie.
W 2013 nie mogłem się dostać do labu EMC bo byli zawaleni robotą bo ktoś
zrobił nalot na różnych drobnych producentów LEDówek i wielu z nich
dopiero wtedy usłyszało o EMC i się rzucili robić badania. Od
pracowników labu usłyszałem, że w niektórych przypadkach przekroczenia
były takie, że wychodziły im poza skalę normalnie ustawionych mierników
(musieli przestawiać i zaczynać wszystko od początku). Czyli
przekroczenia o więcej niż 30dB ponad limit. To były przekroczenia na
jakiejś wysokiej częstotliwości przy podobno prymitywnym zasilaniu
łańcucha LEDów przez mostek + rezystor. Może LEDy jak świecą to same z
siebie coś na w.cz emitują no bo niby skąd inąd. Ale osobiście nie
widziałem tych przypadków, jedynie powtarzam - może gdzieś po drodze
jest jakieś przekłamanie.
P.G.

Fri Oct 18, 2019 12:59 pm   

No tak. Ten artykuł z RE przypomniał mi stare czasy. Śpieszę donieść że mój ojciec w tamtym okresie zbudował oscyloskop wg tego opisu. Męczył się okrutnie bo nie był elektronikiem kilka miesięcy, ale dał radę! Oczywiście zdjęcia też nie mam :)




Nie mając innego pomysłu wsadzę w szereg z zasilaniem taśmy LED jakiś dławik i zobaczę co on pomoże.
Próbowałem też dodać równolegle do elektrolitów na wyjściu zasilacza kondensatory ceramiczne i nie przyniosło to efektu. Podobnie było z dodanym szeregowym rezystorem 0,3 oma w szereg z zasilaniem taśmy.

Co ciekawe: zasilacz ten się nie podwzbudza, gdy taśma LED jest innego typu. A więc taka zwyczajna, składająca się z wielu sekcji 3x LED + rezystor.

Fri Oct 18, 2019 1:29 pm   

Użytkownik "Piotr Gałka" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:qoc0rk$r8$1$PiotrGalka@news.chmurka.net...
W dniu 2019-10-18 o 08:37, marvin@nospam.com pisze:

Watpie aby ten uklad sie wzbudzal, no chyba ze w polączeniu z dluga
tasmą/linią LED.
Ale kolega pisze, ze nie widzi tego wzbudzania - bo zakladam, ze nie
kluczuje pradu LED.

Wiec z bardziej prozaicznych wyjasnien:
-te "inne" odbiorniki maja duzy elektrolit na wejsciu ... i jakos sie
wyrownuje prad,
-a moze po prostu maja mniejsza moc i zasilacz sie mniej grzeje.

A moze zasilacze z innej serii ?

J.

Fri Oct 18, 2019 1:42 pm   

W dniu 2019-10-18 o 15:29, J.F. pisze:

Zapewne przyczyna jest właśnie raczej prozaiczna.
Ale poteoretyzować nikt nie broni
P.G.

Fri Oct 18, 2019 1:56 pm   

W dniu 2019-10-18 o 12:59, marvin.the.fellow@gmail.com pisze:


A ja zdjęcia mam
bo w 2014 ktoś w EdW zapytał o schemat oscyloskopu na lampie a nie na
USB i to mnie skłoniło do odezwania się.
Zdjęcia są w EdW 8/2014.


Taśmy się radykalnie różnią.
W jednej mała impedancja dynamiczna LEDów + małe rezystory.
W drugiej źródła prądowe - praktycznie brak obciążenia dla AC.
P.G.

Sat Oct 19, 2019 6:20 pm   

Ten brak obciążenia dla AC (czyli pozostaje czysta pojemność kondensatorów wyjściowych zasilacza, zapewne low-ESR) jak najbardziej może być przyczyną niestabilności pętli sprzężenia zwrotnego (testowanej być może z obciążeniem
rezystancyjnym w CCM - bez obciążenia w DCM może się zachowywać inaczej).

Spróbować dołożyć kondensator - elektrolit high-ESR (nie ceramiczny), jak jest możliwość to w pobliżu obciążenia (wtedy jeszcze trochę ESR dodają długie przewody), można jeszcze dodać trochę ESR rezystorem (rzędu pojedynczych omów szeregowo z kondensatorem, małej mocy - nie płynie przez niego DC).

Inne obciążenia (nie taśmy LED) mogą mieć R przewodów + C na wejściu co może akurat wystarczy dla stabilności. Choć też zależy co jest dalej, stabilizator impulsowy (np. step-down z 12V do 3,3V dla układów cyfrowych) też może dawać dziwne efekty z powodu ujemnej rezystancji wejściwej (stała moc).

Sat Oct 19, 2019 7:02 pm   

W dniu 2019-10-19 o 18:20, marekm72@gmail.com pisze:

Oba sposoby są nieskuteczne. Dawałem elektrolit równolegle do obciążenia
i szeregowy rezystor rzędu 0,3 oma i skutku pozytywnego nie było.

Dołączyłem do wyjścia w kolejnym kroku regulowany rezystor mocy i
patrzyłem co się dzieje w czasie wzrostu obciążenia. Jest tak, że bez
obciążenia zasilacz lekko terkocze (słucham tego stetoskopem). To
rozumiem bo kontroler oszczędza energię standby i zmienia topologię
pracy, aby osiągnąć poziom DoE Level VI.

Przy prądzie rzędu 0,1A pojawia się cichy pisk i w miarę wzrostu prądu
do ok. 0,6A jego częstotliwość się zwiększa. tak do kiloherca dochodzi w
domenie częstotliwości.

Potem pisk znika całkowicie i nagle. Do prądu wyjściowego rzędu 1,5 A
jest cicho jak makiem zasiał.

Przy prądach 2A i większych pojawia się lekki terkot o częstotliwości
kilkudziesięciu hz.

Pętla sprzężenia zwrotnego jest wykonana tradycyjnie (optoizolator i
TL431 po stronie wtórnej). Kompensacja pętli jest rezystorem i
kondensatorem w szereg przy TL431.


Ale korzystając z okazji się jeszcze dopytam.
Zasilacz ma 12V 3A. Działa od 100 do 240VAC. Jest to flyback.
Na wyjściu są dwa elektrolity pracujące równolegle.

Czy to nie za mało? Nie powinny być trzy? Wydaje mi się że prąd tętnień
w tych kondensatorach sięga 10A. Wychodzi po 5A na pojemność.

Jest tam kondensator Samxon GT 680uf/16V i drugi 1000uF/16V.
Dla nich chyba prąd dopuszczalny to 2A?

Może te zasilacze padają dlatego właśnie?

Marvin

Sat Oct 19, 2019 9:05 pm   

W dniu 2019-10-19 o 21:02, Marvin pisze:


W/g mnie raczej 4 niż 3 szt powinny być ale producenci oszczędzają...


--
pzdr, j.r.

Sun Oct 20, 2019 9:25 pm   

W dniu 2019-10-18 o 12:59, marvin.the.fellow@gmail.com pisze:

Heh - nie mogłem się powstrzymać
Mam jeszcze (sprawny) własnoręcznie zrobiony zasilacz z tego nr RE 4/84
- str. 14 - z dołożonym trzecim blokiem TTL

Pozdrawiam

Mon Oct 21, 2019 7:31 am   

On 18.10.2019 11:32, Piotr Gałka wrote:


I tak im to zostało niestety do dzisiaj. Ostatnio szukałem opraw
oświetleniowych lub "świetlówek" LED pasujących do starych opraw i na
kilka różnych zbadanych przeze mnie egzemplarzy tylko ledówki normalnych
firm (np. osram) nie miały przekroczeń emisji. Niektóre oprawy potrafiły
tak nadawać, że przekraczały limity dla 3m o 20dB, mimo że były
kilkanaście metrów od anteny i do tego za ścianą. Generalnie im dłuższa
oprawa tym gorzej.

Mon Oct 21, 2019 9:27 am   

Użytkownik "Zbych" napisał w wiadomości grup
dyskusyjnych:5dad5ed2$0$521$65785112@news.neostrada.pl...
On 18.10.2019 11:32, Piotr Gałka wrote:

Jak to rozumiec - ze "lampy liniowe led, czy "swietlowki LED" nadawaly
mocno na 100MHz ?

Tak swoja droga czy ja dobrze widze, ze taka "swietlowka LED", to
zasilanie bierze z jednego konca,
na drugim koncu koncowki zwarte, a do kompletu jest "zaplonnik LED",
ktory jest zwarciem ?
Czyzby to bylo lepiej niz inne rozwiazania ?
Ale skoro w ukladzie zostaje dlawik ... to jest tam w ogole
przetwornica ?

P.S. "zarowka" 12V, a LED ow w srodku na 18V
https://youtu.be/pu6usLoz2GM?t=830

Oporniki za czesto padaja, za rzadko, za drogie sa ?
A moze juz sie zaczal wyscig o sprawnosc ?

Czy im zalezalo na pracy 9-15V, i bylyby za duze zmiany jasnosci ?

J.

Mon Oct 21, 2019 12:02 pm   

W dniu 2019-10-20 o 23:25, Waldek pisze:


Też mam zasilacz na 2N3055 i 723, ale ładnych parę lat starszy od
oscyloskopu.
Obudowa ze sklejki jakieś 15x15x30cm z nogami z grubego filcu.
Transformator 100W z uzwojeniem 6+6+6+6+6+1+1+1+1+1V wyprowadzone na
gniazdka i napięcie do dalszych stopni wybierane co 1V wtyczkami
bananowymi aby nie przekroczyć mocy w tranzystorze (Uwy 0..40V, I wy
0..2,5A). Nie maiłem przyzwoitego radiatora, ale miałem kawałek 10x10cm
blachy aluminiowej o grubości 1cm (kabelki do nóżek tranzystora musiałem
przylutować przed przykręceniem do blachy).
Obecnie używam go praktycznie tylko czasem do zasilania lutownicy 24V.
P.G.