Domanda:
C'è un difetto di progettazione in questa applicazione del regolatore di tensione?
namby
2015-01-15 09:57:46 UTC
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Sono un veterinario e ho bisogno di aiuto. Ho acquistato due tavoli / bilance di sollevamento / pesatura molto costosi. Dopo circa 5 anni di servizio uno di loro è fallito. Ho determinato che la scheda principale del PC era guasta. Se guardi il coperchio della scheda PC, il coperchio è fumoso sopra il regolatore di tensione. Ho rimosso la scheda PC operativa dall'altra mia bilancia identica e ho notato un grado di fumo simile (vedi immagine allegata). Il regolatore di tensione è un regolatore L7808 (8 volt). Il fatto che l'altra bilancia avesse un grado simile di carbonizzazione / fumo mi ha fatto preoccupare per un difetto di progettazione. Quando ho fatto i conti mi è sembrato di far notare che l'applicazione stava superando i limiti termici del regolatore. Ho misurato la tensione di ingresso a 19,5 volt (su entrambi i miei tavoli e su due anche di mio fratello) dal trasformatore AC / DC installato alla base del tavolo. Penso che avrebbero dovuto posizionare il regolatore su un dissipatore di calore o avrebbero dovuto avere una tensione di ingresso inferiore. In allegato le foto della tavola e dell'alloggiamento che ha fumato. Ecco anche una risposta dell'azienda. Non è possibile che questa unità abbia la tensione di ingresso dichiarata. La mia domanda è: la tensione di ingresso di 19,5 supererebbe le specifiche di progettazione di questo regolatore di tensione in questa applicazione (inoltre non ha ventola ed è coperta da una copertura metallica stretta). Vogliono $ 600 per una nuova tavola (che non mi dispiace pagare); tuttavia non voglio una performance ripetuta a quel prezzo e l'altra mia scala tende a indicare che lo farò!

Risposta dell'azienda:

Dr. Wittman,

Mi dispiace che non abbia ricevuto una chiamata lunedì, ero fuori dall'ufficio inaspettatamente martedì 13. Queste sono le misurazioni e le letture di un Canis Major in uscita oggi dalla nostra linea,

Ingresso misurato a 14,6 V CC con carico
Corrente misurata a 190 mA con carico
Pd = (14,6 V-8 V) .190 + 14,6 .008A * = 1,38 W
Temp. Giunzione = Rthja * Pd + Ta = 65 ° C / W * 1,25 W + 25 ° C = 106 ° C
La temperatura del regolatore di tensione rientra nelle specifiche richieste sulla scheda tecnica. La parte tuttavia si surriscalda, come la maggior parte dei regolatori lineari.

PC board with smoked cover

voltage regulator image

Cinque risposte:
Spehro Pefhany
2015-01-15 10:43:40 UTC
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Non credo che ci sia necessariamente qualcosa di sbagliato nell'unità. Fammi fare l'avvocato del diavolo qui.

La "carbonizzazione" sembra proprio che potrebbe essere dell'aria sporca che è stata mescolata dalle correnti di convezione. Il PCB non è scolorito in modo tale da essere mostrato nelle foto (forse è visibile in basso).

Se hai misurato la tensione senza carico applicato (misurando solo l'uscita dell'adattatore) otterrai una tensione molto più alta rispetto al carico applicato, da un adattatore non regolato, quindi è completamente plausibile che la tua misurazione sia corretta , ma irrilevante. Sentiti libero di chiarire questo punto se l'hai misurato con il pieno carico applicato.

La dissipazione di potenza è molto più alta di quella che userei in un progetto industriale altamente affidabile: mirerei a circa la metà, ma sono piuttosto prudente e prevedo una temperatura ambiente molto più alta di quella che probabilmente esiste in un comodo ufficio veterinario con aria condizionata (più simile a situazioni industriali infernali come acciaierie e fabbriche di materie plastiche senza aria condizionata), quindi non mi sembra scandalosamente offensivo.

Inoltre, non vedo alcuna indicazione definitiva che sia stato il regolatore a fallire effettivamente.

Dall'altro lato della medaglia, il calcolo che hanno usato è sospetto. La temperatura ambiente nella scatola (supponendo che sia chiusa e abbastanza piccola) non sarà di 25 ° C. Potrebbe essere di 40 ° C o 45 ° C perché si riscalda grazie alla dissipazione di potenza interna di 2,8 W. Quindi la temperatura effettiva dello stampo, anche con i loro numeri , potrebbe essere più simile a 125 ° C, che si sta avvicinando al massimo assoluto anche con una temperatura ambiente confortevole. Preferirei vedere un piccolo dissipatore di calore come suggerito da Nedd o semplicemente usare un adattatore diverso che fornisce una presa da 12V regolata.

C'è un controllo molto semplice che puoi fare per risolvere la questione, almeno in termini di fallimento a portata di mano. Se si dispone dell'unità `` difettosa '' (e supponendo che rimanga non funzionante) e collegare l'adattatore e sondare l'ingresso e l'uscita del regolatore con un multimetro impostato su scala 20V: il pin sinistro alla scheda è l'ingresso, il pin destro per toccare lo è output: se l'ingresso è> 10 V e l'uscita è ~ 8 V, il regolatore va bene ed è sicuramente qualcos'altro. Se l'uscita non è di circa 8 V, il regolatore o qualcos'altro non è riuscito (non è un risultato definitivo).

Modifica: Bene, dai tuoi commenti qui sotto, direi sicuro al 90% che il regolatore ha fallito (potrebbe ancora essere qualcos'altro che lo sta tirando giù, ma la tensione di linea (un po ') alta e il raffreddamento dubbio lo sono probabilmente il colpevole). Anche a 25 ° C la giunzione funzionerà vicino al massimo assoluto, e l'aria all'interno di quel recinto sarà più calda, e 5 anni sono un tempo sufficiente perché si manifesti un difetto così latente. Se è il regolatore, puoi aggiustarlo da solo per circa $ 1 in parti e risparmiare $ 600 (e aggiungere piccoli dissipatori di calore per evitare che accada di nuovo). Suggerisco un tipo sovrastampato che sia isolato. E / o semplicemente sostituire l'adattatore con uno con uscita a 12 V regolata (risparmierai un po 'di energia se lo lasci acceso continuamente). Oh, e forse dovrei fatturare al produttore la diagnosi di un progetto marginale.

Grazie, mi hai istruito!Ho testato l'unità funzionante.Tensione della presa a muro 123,1, la tensione di ingresso alla scheda (questa volta sotto carico - errore mio) è 15,80, l'uscita sul regolatore di tensione è 7,93.La cattiva barca ha una tensione di ingresso di 17,8 sotto carico e un'uscita di 1,74 volt.Ho allegato un'immagine della scheda che mostra è l'alloggiamento della copertura.Spazio molto stretto secondo me con pochissimi fori per il flusso d'aria.
Nedd
2015-01-15 10:10:16 UTC
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È possibile che l'alimentatore utilizzato per alimentare il dispositivo non sia ben regolato (un semplice trasformatore) e che l'alimentazione a muro CA sia nella parte alta. Il circuito del regolatore sulla scheda potrebbe essere progettato senza considerare una tensione di linea elevata.

Aggiungere un dissipatore di calore su una parte della scheda di alimentazione come questa di solito è facile. Sono disponibili molti design che si adattano specificamente a quel tipo di componente (vedere ad es. Digikey.com o Mouser.com). Assicurati solo di non cortocircuitare altri circuiti nell'assieme.

Ecco un elenco di Mouser di dissipatori di calore per adattarsi a un componente T0-220: http://www.mouser.com / Thermal-Management / dissipatori di calore / _ / N-5gg0? P = 1yzuf8yZ1yzuf8zZ1yztmtcZ1yztms4Z1yztmr0Z1yztmquZ1yztmqdZ1yzuf99Z1yztmwcZ1yzvkzyZ1yzuf94Z1yzvkzqZ1yzvkz8Z1yztn8hZ1yzvl04Z1yztn7xZ1yzvkzwZ1yztn11Z1yzvl0jZ1yztn5mZ1yztn0aZ1yztn88Z1yzvl05Z1yzvkzuZ1yztmvsZ1yzvl0gZ1yx3qhiZ1yzuf93Z1yzujc0

La specifica della tensione di ingresso (LM7808) è 35 V CC, quindi 19,5 V rientra nelle specifiche.C'è anche una protezione da sovraccarico termico, quindi non dovrebbe guastarsi se surriscaldato.Assicurarsi di utilizzare l'adattatore di alimentazione consigliato e che non vi siano cortocircuiti (linguette metalliche, fili aperti, ecc.) Su alcuna area del circuito, inclusi i fili del sensore di carico.
Assicurati inoltre di non avere connessioni / interfacce periferiche (es. Stampanti, PC, ecc.) Che potrebbero assorbire energia in eccesso dalla bilancia.
Se si aggiunge un dissipatore di calore, assicurarsi di utilizzare un composto termico per assicurarsi che il dissipatore e il componente siano in buon contatto termico.
grazie mille Nedd per il tuo tempo nel rispondere a questa domanda.Non ho misurato la tensione di ingresso sotto carico.la tensione sull'unità funzionante che ho è 15.80 (l'hanno detto 14.6 nei loro calcoli) che è molto più bassa ma comunque superiore a quanto sostengono.Una buona scheda in uscita è come previsto: 7,93 volt.La scheda difettosa è una tensione di ingresso di 17,8 con uscita di 1,74.La tensione di linea alla presa a muro è 123,1.Come sappiamo se questo regolatore di tensione ha una protezione da sovraccarico termico?È quello indicato nei numeri su di esso e, in caso contrario, dovrei acquistarne uno con protezione?Ho una foto della copertina sopra
Oleg Mazurov
2015-01-15 10:24:29 UTC
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Il regolatore mi sembra normale. L'area del PCB attorno alla parte eccessivamente calda cambierà notevolmente colore, 5 anni sono sufficienti perché ciò accada se il regolatore si è effettivamente surriscaldato. La "fuliggine" sulla copertina potrebbe essere causata dal degassamento; questo accade alla plastica a qualsiasi temperatura.

Non è chiaro dal tuo post che tipo di aiuto hai bisogno. Le immagini sono comunque molto buone.

biggvsdiccvs
2015-01-15 10:56:57 UTC
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Sono d'accordo con il punto di vista di Oleg e Spehro sul colore del PCB. Tuttavia, penso che la fuliggine sulla copertina sia sospetta. Hai ottenuto la misurazione della tensione dell'adattatore di alimentazione 19,5 V sotto carico?

In ogni caso, la tensione di ingresso non supera le specifiche. Ma il loro calcolo della temperatura presuppone un ambiente di 25 ° C, il che potrebbe essere sbagliato, soprattutto all'interno della scatola, e inoltre 106 ° C è un po 'troppo vicino al limite superiore, che normalmente è 125 ° C. Economico, cattivo design, secondo me. La parte stessa potrebbe fallire; un altro possibile problema è che una crepa può svilupparsi in uno dei giunti di saldatura a causa dei cicli di temperatura ripetuti.

Non comprare un'altra scheda per $ 600 se hai un po 'più di tempo da dedicare a questo. Controlla i giunti di saldatura del regolatore o semplicemente risaldali e vedi cosa succede.

Potresti controllare le tensioni sui pin del regolatore rispetto al piano di massa; quello collegato all'adattatore dovrebbe essere compreso tra 14 e 20 volt, a seconda di chi ha ragione, tu o il ragazzo Canis Major, e uno degli altri pin, l'uscita, dovrebbe essere a 8 V sulla scheda di lavoro e possibilmente 0 su fallito uno. In tal caso, prova a sostituire il regolatore.

E sì, aggiungi un piccolo dissipatore di calore.

Grazie mille, non ho preso il 19.5 sotto carico, ho ritestato la scheda funzionante questa mattina e ho ottenuto 15,8 V e 7,93.Scheda difettosa 17,8 V in e 1,74 V in uscita.Tensione della presa a muro 123,1 V Ho cercato sotto il caricatore eventuali crepe nella saldatura e non ne vedo (so che possono essere piccole).Ho attaccato l'unità sotto la sua copertura metallica (sopra) per mostrare lo spazio ristretto in cui si trovava. Penso che proverò a sostituire il VR e vedrò se riesco a gestire il dissipatore di calore.Voglio assicurarmi che non accada di nuovo (anche risparmiare denaro è bello :).
Certo nessun problema.La sostituzione della VR probabilmente se ne occuperà, anche se c'è una piccola possibilità che ci sia qualcos'altro sul tabellone che l'ha ucciso.Probabilmente puoi trovarne uno su digikey.com o mouser.com o forse anche su Radio Shack.Assicurati che il dissipatore di calore non tocchi gli altri perni o il coperchio, anche se sembra coperto di smalto.Stessi punti in cui cercare il dissipatore di calore (vedi il link di Nedd), oppure puoi crearne uno tu stesso con ~ 1,5 mm o più spesso di rame, alluminio o ottone.Metti un sottile strato di pasta termica tra la VR e il dissipatore di calore se ne hai in giro per la clinica :)
Michael
2015-01-15 23:16:13 UTC
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Le misurazioni della tensione risulteranno diverse se vengono utilizzati voltmetri diversi (vero valore efficace o media). La tensione che esce dal wall-wart non sarà sinusoidale se caricata con un normale raddrizzatore. Ad ogni modo, metterei dei dissipatori di calore e risparmierei $ 590, -!



Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
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