Frage:
Gibt es einen Konstruktionsfehler in dieser Spannungsregleranwendung?
namby
2015-01-15 09:57:46 UTC
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Ich bin Tierarzt und brauche Hilfe. Ich habe zwei sehr teure Hebe- / Wiegetische / Waagen gekauft. Nach ca. 5 Dienstjahren scheiterte einer von ihnen. Ich stellte fest, dass die Hauptplatine ausgefallen war. Wenn Sie sich die Abdeckung der Leiterplatte ansehen, wird die Abdeckung über dem Spannungsregler geraucht. Ich entfernte die Bedienplatine von meiner anderen identischen Waage und stellte einen ähnlichen Rauchgrad fest (siehe beigefügtes Bild). Der Spannungsregler ist ein L7808 (8 Volt) Regler. Die Tatsache, dass die andere Skala einen ähnlichen Grad an Verkohlung / Rauch aufwies, machte mir Sorgen über einen Konstruktionsfehler. Als ich rechnete, schien es darauf hinzuweisen, dass die Anwendung die thermischen Grenzen des Reglers überschritt. Ich habe die Eingangsspannung bei 19,5 Volt (an beiden Tischen und an zwei Tischen, die mein Bruder auch hat) vom AC / DC-Transformator gemessen, der in der Basis des Tisches installiert ist. Ich denke, sie hätten den Regler auf einen Kühlkörper stellen sollen oder eine niedrigere Eingangsspannung haben sollen. Anbei sind Bilder der Tafel und des Gehäuses, das sie geraucht hat. Hier ist auch eine Antwort des Unternehmens. Dieses Gerät hat auf keinen Fall die von ihm angegebene Eingangsspannung. Meine Frage ist: Würde die Eingangsspannung von 19,5 die Konstruktionsspezifikationen dieses Spannungsreglers in dieser Anwendung überschreiten (hat auch keinen Lüfter und ist von einer dichten Metallabdeckung abgedeckt). Sie wollen 600 Dollar für ein neues Board (was mir nichts ausmacht zu bezahlen); Ich möchte jedoch keine Wiederholung zu diesem Preis und meine andere Skala zeigt an, dass ich es tun werde!

Antwort des Unternehmens:

Dr. Wittman,

Es tut mir leid, dass Sie am Montag keinen Anruf erhalten haben. Ich war am Dienstag, dem 13., unerwartet aus dem Büro. Dies sind die Messungen und Messwerte eines Canis Major, der heute von unserer Linie kommt.

14,6 VDC Gemessener Eingang mit Last
190 mA Strom gemessen mit Last
Pd = (14,6 V - 8 V) .190 + 14,6 .008A * = 1,38 W
Sperrschichttemperatur = Rthja * Pd + Ta = 65 ° C / W * 1,25 W + 25 ° C = 106 ° C
Die Temperatur des Spannungsreglers liegt innerhalb der im Datenblatt angegebenen Spezifikation. Der Teil wird jedoch heiß, wie die meisten linearen Regler.

PC board with smoked cover

voltage regulator image

Fünf antworten:
Spehro Pefhany
2015-01-15 10:43:40 UTC
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Ich glaube nicht, dass mit dem Gerät unbedingt etwas nicht stimmt. Lassen Sie mich hier den Anwalt des Teufels spielen.

Die "Verkohlung" sieht einfach so aus, als wäre es schmutzige Luft, die durch Konvektionsströme vermischt wurde. Die Leiterplatte ist nicht so verfärbt, dass sie auf den Fotos angezeigt wird (möglicherweise wird sie unten angezeigt).

Wenn Sie die Spannung ohne angelegte Last gemessen haben (nur den Adapterausgang messen), erhalten Sie von einem ungeregelten Adapter eine viel höhere Spannung als mit der angelegten Last. Daher ist es völlig plausibel, dass Ihre Messung korrekt ist , aber irrelevant. Fühlen Sie sich frei, diesen Punkt zu klären, wenn Sie ihn mit der vollen Last gemessen haben.

Die Verlustleistung ist viel höher als in einem hochzuverlässigen Industriedesign - ich würde ungefähr die Hälfte davon anstreben, aber ich bin ziemlich konservativ und erwarte eine viel höhere Umgebungstemperatur als wahrscheinlich vorhanden in einem komfortabel klimatisierten Veterinäramt (eher wie höllische Industriesituationen wie Stahlwerke und nicht klimatisierte Kunststofffabriken), daher scheint es mir nicht unverschämt.

Ich sehe auch keinen endgültigen Hinweis darauf, dass der Regler tatsächlich versagt hat.

Auf der anderen Seite der Münze ist die von ihnen verwendete Berechnung verdächtig. Die Umgebungstemperatur in der Box (vorausgesetzt, sie ist geschlossen und ziemlich klein) beträgt nicht 25 ° C. Es kann 40 ° C oder 45 ° C sein, da es durch die interne Verlustleistung von 2,8 W warm wird. Die tatsächliche Düsentemperatur, selbst mit ihren Zahlen , könnte also eher 125 ° C betragen, was selbst bei einer angenehmen Raumtemperatur auf dem absoluten Maximum liegt. Ich würde es vorziehen, einen kleinen Kühlkörper zu sehen, wie Nedd vorgeschlagen hat, oder einfach einen anderen Adapter zu verwenden, der geregelte 12 V liefert.

Es gibt eine sehr einfache Überprüfung, die Sie durchführen können, um die Angelegenheit zu klären, zumindest im Hinblick auf den vorliegenden Fehler. Wenn Sie die 'schlechte' Einheit haben (und davon ausgehen, dass sie nicht funktioniert) und den Adapter anschließen und den Ein- und Ausgang des Reglers mit einem Multimeter prüfen, das auf eine 20-V-Skala eingestellt ist, ist der linke Pin zur Lasche der Eingang, der rechte Pin zum Tippen Ausgang - Wenn der Eingang> 10 V und der Ausgang ~ 8 V ist, ist der Regler in Ordnung und es ist sicher etwas anderes. Wenn der Ausgang nicht ungefähr 8 V beträgt, ist der Regler oder etwas anderes ausgefallen (kein endgültiges Ergebnis).

Bearbeiten: Nun, aus Ihren Kommentaren unten würde ich sagen, dass 90% sicher sind, dass der Regler ausgefallen ist (es könnte immer noch etwas anderes sein, das ihn herunterzieht, aber die (etwas) hohe Netzspannung und die zweifelhafte Kühlung sind es wahrscheinlich der Täter). Selbst bei 25 ° C läuft die Verbindungsstelle nahe am absoluten Maximum, und die Luft in diesem Gehäuse wird wärmer, und 5 Jahre sind ausreichend Zeit, um einen solchen latenten Defekt zu manifestieren. Wenn es sich um den Regler handelt, können Sie ihn selbst für etwa 1 US-Dollar in Teilen reparieren und 600 US-Dollar sparen (und kleine Kühlkörper hinzufügen, damit dies nicht erneut geschieht). Ich schlage einen Überform -Typ vor, der isoliert ist. Und / oder ersetzen Sie diesen Adapter einfach durch einen geregelten 12-V-Ausgang (spart ein wenig Energie, wenn Sie ihn kontinuierlich eingeschaltet lassen). Oh, und vielleicht sollte ich dem Hersteller die Diagnose eines Randdesigns in Rechnung stellen.

Danke, du hast mich erzogen!Ich habe die funktionierende Einheit getestet.Die Wandsteckdosenspannung 123,1, die Eingangsspannung an der Platine (diesmal unter Last - mein Fehler) beträgt 15,80, der Ausgang am Spannungsregler beträgt 7,93.Das schlechte Boot hat unter Last eine Eingangsspannung von 17,8 und eine Ausgangsspannung von 1,74 Volt.Ich habe ein Bild von der Tafel beigefügt, das das Deckblattgehäuse zeigt.Sehr enger Raum meiner Meinung nach mit sehr wenigen Löchern für den Luftstrom.
Nedd
2015-01-15 10:10:16 UTC
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Möglicherweise ist das zur Stromversorgung des Geräts verwendete Netzteil nicht gut geregelt (ein einfacher Transformator) und die Netzstromversorgung ist hoch. Die Reglerschaltung auf der Platine kann ohne Berücksichtigung einer hohen Netzspannung ausgelegt sein.

Das Hinzufügen eines Kühlkörpers zu einem solchen Netzteil ist normalerweise einfach. Es gibt viele Designs, die speziell für diesen Komponententyp geeignet sind (siehe z. B. Digikey.com oder Mouser.com). Stellen Sie nur sicher, dass keine anderen Schaltkreise in der Baugruppe kurzgeschlossen werden.

Hier ist eine Liste von Mouser mit Kühlkörpern für eine T0-220-Komponente: http://www.mouser.com / Thermal-Management / Kühlkörper / _ / N-5gg0? P = 1yzuf8yZ1yzuf8zZ1yztmtcZ1yztms4Z1yztmr0Z1yztmquZ1yztmqdZ1yzuf99Z1yztmwcZ1yzvkzyZ1yzuf94Z1yzvkzqZ1yzvkz8Z1yztn8hZ1yzvl04Z1yztn7xZ1yzvkzwZ1yztn11Z1yzvl0jZ1yztn5mZ1yztn0aZ1yztn88Z1yzvl05Z1yzvkzuZ1yztmvsZ1yzvl0gZ1yx3qhiZ1yzuf93Z1yzujc0

Die Eingangsspannungsspezifikation (LM7808) beträgt 35 V Gleichstrom, sodass die 19,5 V innerhalb der Spezifikation liegen.Es gibt auch einen thermischen Überlastschutz, damit er bei Überhitzung nicht versagt.Stellen Sie sicher, dass Sie das empfohlene Netzteil verwenden und dass keine Kurzschlüsse (Metalllaschen, offene Drähte usw.) in Schaltkreisbereichen, einschließlich der Lastsensorkabel, vorhanden sind.
Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie keine Peripherieanschlüsse / -schnittstellen (z. B. Drucker, PC usw.) haben, die möglicherweise zu viel Strom von der Waage beziehen.
Stellen Sie beim Hinzufügen eines Kühlkörpers sicher, dass Sie eine Wärmeleitpaste verwenden, um sicherzustellen, dass der Kühlkörper und die Komponente in gutem Wärmekontakt sind.
Vielen Dank Nedd für Ihre Zeit, dies zu beantworten.Ich habe die Eingangsspannung unter Last nicht gemessen.Die Spannung an der funktionierenden Einheit, die ich habe, beträgt 15,80 (sie sagten es 14,6 in ihren Berechnungen), was viel niedriger ist, aber immer noch höher als sie behaupten.Ausgang gute Platine ist wie erwartet - 7,93 Volt.Die fehlerhafte Karte hat eine Eingangsspannung von 17,8 mit einem Ausgang von 1,74.Die Netzspannung zur Wandsteckdose beträgt 123,1.Woher wissen wir, ob dieser Spannungsregler einen thermischen Überlastschutz hat?Ist das in den Zahlen darauf angegeben, und wenn nicht, sollte ich eine mit Schutz kaufen?Ich habe oben ein Bild von Deckung über Bord
Oleg Mazurov
2015-01-15 10:24:29 UTC
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Der Regler sieht für mich normal aus. Der PCB-Bereich um den übermäßig warmen Teil ändert merklich die Farbe. 5 Jahre sind lang genug, um dies zu erreichen, wenn der Regler tatsächlich überhitzt ist. Der "Ruß" auf der Abdeckung könnte durch Ausgasung verursacht werden; Dies passiert mit Kunststoff bei jeder Temperatur.

Aus Ihrem Beitrag geht nicht hervor, welche Art von Hilfe Sie benötigen. Die Bilder sind allerdings sehr gut.

biggvsdiccvs
2015-01-15 10:56:57 UTC
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Ich stimme dem Punkt von Oleg und Spehro bezüglich der Leiterplattenfarbe zu. Ich denke jedoch, dass der Ruß auf dem Cover verdächtig ist. Haben Sie die Spannungsmessung des 19,5-V-Netzteils unter Last erhalten?

In jedem Fall überschreitet die Eingangsspannung nicht die Spezifikation. Bei der Temperaturberechnung wird jedoch von einer Umgebungstemperatur von 25 ° C ausgegangen, was insbesondere im Inneren der Box möglicherweise falsch ist. Außerdem liegt 106 ° C etwas zu nahe an der Obergrenze, die normalerweise 125 ° C beträgt. Billiges, schlechtes Design, meiner Meinung nach. Das Teil selbst könnte versagen; Ein weiteres mögliches Problem besteht darin, dass sich aufgrund wiederholter Temperaturzyklen ein Riss in einer der Lötstellen entwickeln kann.

Kaufen Sie noch keine andere Platine für 600 USD, wenn Sie etwas mehr Zeit dafür haben. Überprüfen Sie die Lötstellen des Reglers oder lösen Sie sie einfach auf und sehen Sie, was passiert.

Sie können die Spannungen an den Reglerstiften gegenüber der Masseebene überprüfen. Der an den Adapter angeschlossene sollte zwischen 14 und 20 Volt liegen, je nachdem, wer Recht hat, Sie oder der Canis Major-Typ, und einer der anderen Pins, der Ausgang, sollte auf der Arbeitsplatine 8 V und möglicherweise 0 auf der Arbeitsplatine betragen fehlgeschlagen. Wenn dies der Fall ist, ersetzen Sie den Regler.

Und ja, fügen Sie einen kleinen Kühlkörper hinzu.

Vielen Dank, ich habe die 19.5 nicht unter Last bekommen, ich habe das Arbeitsbrett heute wieder getestet und 15,8 V und 7,93 rausgebracht.Schlechtes Board 17,8 V rein und 1,74 V raus.Wandsteckdosenspannung 123,1 V Ich habe unter Mag nach Rissen im Lot gesucht und sehe keine (ich weiß, dass sie klein sein können).Ich habe das Gerät unter seiner Metallabdeckung (oben) angebracht, um den engen Raum zu zeigen, in dem es sich befand. Ich denke, ich werde versuchen, die VR auszutauschen und zu prüfen, ob ich den Kühlkörper verwalten kann.Ich möchte sicherstellen, dass es nicht wieder vorkommt (Geld sparen ist auch schön :).
Sicher kein Problem.Das Ersetzen der VR wird sich wahrscheinlich darum kümmern, obwohl es eine kleine Chance gibt, dass etwas anderes auf dem Board sie getötet hat.Sie können wahrscheinlich eine auf digikey.com oder mouser.com oder vielleicht sogar bei Radio Shack finden.Stellen Sie sicher, dass der Kühlkörper die anderen Stifte oder die Abdeckung nicht berührt, obwohl es so aussieht, als wäre er mit Emaille bedeckt.Gleiche Stellen, an denen Sie nach dem Kühlkörper suchen müssen (siehe Nedds Link), oder Sie können selbst einen aus ~ 1,5 mm oder dickerem Kupfer, Aluminium oder Messing herstellen.Legen Sie eine dünne Schicht Wärmeleitpaste zwischen die VR und den Kühlkörper, wenn Sie etwas in Ihrer Klinik haben :)
Michael
2015-01-15 23:16:13 UTC
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Die Spannungsmessungen werden unterschiedlich ausgeführt, wenn unterschiedliche Voltmeter (True RMS oder Mittelwertbildung) verwendet werden. Die Spannung, die von der Wandwarze kommt, ist nicht sinusförmig, wenn sie mit einem normalen Gleichrichter geladen wird. Wie auch immer, ich würde ein paar Kühlkörper einbauen und 590 Dollar sparen, -!



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