Alguns anos atrás, eu projetei um dimmer controlado por MCU, acionando uma lâmpada de halogênio de 150W. Isso é na Europa Ocidental; 50Hz 230VAC. Ele usa capacitores com classificação X2 como conta-gotas capacitivo para a fonte de alimentação e outro capacitor com classificação X2 para supressão de interferência:

O redutor começou gradualmente a se comportar mal e, ao depurar, descobri que todos os limites X2 morreram (o que significa que restam menos de 10% de sua capacitância nominal restante):

As tampas na imagem:

• C1 , conta-gotas capacitivo, deve ser 100nF, mede 6,4nF
• C2 , conta-gotas capacitivo, deve ser 100nF, mede 6,9nF
• C5 , supressão de interferência, deve ser 100nF, mede 1,4nF
• Cnew , boné da minha lixeira, mede 93nF

Todos eles medem circuito aberto (> 40MΩ) em resistência.

C1 , C2 e Cnew são rotulados MEX/TENTA MKP 0.1µF K X2 275VAC 40/100/21 [approval logos] EN 60384-14 01-14 250VAC; Classificação nominal de 275VAC (tensão suportável significativamente mais alta, folha de dados aqui ). São todos do mesmo lote, comprados em setembro de 2016. Suspeito que 01-14seja um código de data, portanto seriam do início de 2014.

C5 é da mesma marca; possui praticamente as mesmas marcações (exceto EN 132400), mas é fisicamente maior. Comprei-o como parte de um kit Velleman anos atrás, onde também era usado como uma tampa de supressão. Nenhuma folha de dados.

O que fez com que esses limites perdessem sua capacidade?

• Esse comportamento é normal de deterioração para tampas X2? O dimmer foi muito utilizado, sendo alimentado por cerca de 7000 horas.
• Eu deveria ter desclassificado mais os limites? Concordo que 230VAC é bem próximo de 275VAC, mas, pelo que entendi, essa é a sua classificação nominal, e eles devem ser capazes de lidar com transientes muito acima disso. Além disso, o 275VAC parece, de longe, a classificação mais comum disponível no Digikey e similares.
• Estou usando os capacitores de alguma maneira errada?
• Esses capacitores são de uma marca / série / lote ruim?

Atualização: Possivelmente relevante: o dimmer é alimentado por um interruptor mecânico e viu um número estimado de 1000 interruptores ligar / desligar ao longo de sua vida útil. Talvez o transitório da comutação mecânica tenha desempenhado um papel?

Estes são capacitores de supressão de interferência e têm excelentes propriedades de retardamento de chama, autocura e corta-faíscas, mas NÃO se destinam a carregamento contínuo de pulso em série, pois são usados ​​com um Triac em uma carga de halogênio fraca.

Embora eles não digam isso na folha de dados, minha experiência com as tampas similares do MEX-X2 me conta isso de experiências anteriores e apoiadas por folhas de dados semelhantes do MKP X2 da Vishay-Roederstein.

Na impressão fina, as especificações da TENTA indicam um TEMPO MÁXIMO DE AUMENTAÇÃO 250Vac: 120V / microssegundo. Isso implica a corrente máxima que ele pode suportar usando Ic = CdV / dt com dV / dt classificado em 120V / us máx.

Então, como está a corrente de pulso nesse projeto? C5 em Triac pode ver picos de corrente contínuos de cerca de 1 A ao operar a lâmpada no controle de fase de 90 graus no pico de tensão.

Isso reduzirá significativamente a vida útil do capacitor.

Para uma lâmpada de tungstênio de 150W operando a 240Vrms a 340Vp na fase de 90 graus no Triac, a lâmpada consome cerca de 100W e resfriou até 1200 'K com R = 240 Ohms e C5 no Triac e o indutor de 1,5mH descarrega a tensão da tampa de 350Vp com a resistência do Choke e do triac

Vishay Roederstein Capacitores AC, Capacitores de supressão NOTAS DE APLICAÇÃO Classe X2 CA 275 V (MKT)

• Para supressão de interferência eletromagnética X2 em aplicações através da linha (50/60 Hz) com uma tensão de rede máxima de 275 V (CA). • Esses capacitores não se destinam a aplicações de pulso contínuo. Para essas situações, os capacitores dos programas CA e de pulso devem ser usados .

• Esses capacitores não se destinam à aplicação de impedância em série. Para essas situações, caso sejam solicitadas aprovações de segurança, consulte nossos capacitores especiais da série 1772 com conexão interna em série.

As folhas de dados do F1772 não são muito melhores.

• Esses capacitores não se destinam a aplicações de pulso contínuo. Para essas situações, os capacitores dos programas CA e de pulso devem ser usados. • Esses capacitores podem ser usados ​​para aplicação em impedância em série, caso sejam solicitadas aprovações de segurança. As tampas da série F1772 também fornecem avisos

Na minha experiência, se uma folha de dados não incluir uma das seguintes {especificações ESR ou corrente nominal ondulada {rms}, ela não se destina a operação com ESR de pulso alto e baixo. Por exemplo, as tampas de partida / partida do motor nunca incluem nenhuma das opções acima e sabem que possuem características de ESR mais baixas, pois operam em circuitos com maior resistência, ao contrário das tampas de comutação SMPS ou diodo CA / Triac offline.

Conclusão

• Design não ofuscante de potência não confiável a partir de topologia de alta tensão e seleção de tampas marginalmente inaceitáveis.

• Eu poderia sugerir uma melhor fonte AC-DC.

  

Os capacitores de filme são feitos para serem "auto-reparáveis", o que significa que, quando eles desenvolvem um curto devido ao abuso, a área ao redor do curta é soprada, reduzindo a capacitância.

Parece que seu aplicativo possui transientes frequentes, internos ou externos, que excedem a capacidade de projeto dos capacitores. Você pode tentar localizá-los na fonte, tentar desviá-los com algo como um TVS bipolar nas tampas ou comprar capacitores melhores (com classificação de voltagem mais alta).