Korzystając z przerwy świąteczno-noworocznej postanowiłem
przeprowadzić kilka eksperymentów z elementami mocy, co
od dawna chodziło mi po głowie. Wyniki są dośc ciekawe,
więc poniżej ich opis.

Eksperyment 1: triak 1635/600G, stale włączony. Płytki 4x5cm z FR4 i
IMS. Obciążenie:
czajnik elektryczny 2,2kW. Z FR4 triak wylutował się sam po kilku
sekundach. Na IMS wytrzymuje, choć płytka jest bardzo gorąca. Wniosek:
IMS to naprawdę dobry laminat.

Eksperyment 2: ten sam triak (na IMS), obciążenie = zwarcie,
rezystancja pętli zwarcia = 0,37oma, zabezpieczenie B6, wyzwalanie
w pobliżu szczytu napięcia. Efekt: uszkodzenie triaka bez otwarcia
obudowy, brak połączenia między anodami. Bezpiecznik wybiło, ale
triak padł pierwszy. Szczytowy prąd zwarciowy musiał być rzędu
800A, a wg pdf I_TSM triaka to 160A w jednym cyklu 50Hz. Wniosek: triaki
muszą być dobezpieczone dedykowanymi obwodami, jeżeli mają
przeżyć -- bezpieczniki energetyczne są zdecydowanie za wolne.
Tylko co to właściwie znaczy?

1. Bezpiecznik topikowy szybki/bardzo szybki. Tak to zwyczajowo
załatwiano, ale w XXI wieku uważam to za straszne druciarstwo.
Zabezpieczenie jest jednorazowe i kłopotliwe w naprawie, jeżeli
użytkownik jest mało techniczny i zabezpieczonych tak kanałów
jest wiele. A jeśli jest techniczny, to wymiana triaka THT nie jest
aż tak znacznie bardziej skomplikowana od wymiany bezpiecznika.

2. Jeśli ma nie być jednorazowo, to może bezpiecznik polimerowy?
Niestety nie mam na odpowiedni prąd do przetestowania, ale z
samej zasady jego działania wynika, że za szybki to on nie jest
i do triaków się nie nada. Mylę się?

3. Skoro i tak powodem awarii triaka jest duży prąd, to trzeba
mu ten prąd ograniczyć w razie awarii. IXTH16N50D2 x2, źródło do
źródła, bramki razem i też do źródła i mamy ogranicznik prądowy
AC na 16A. Triak nigdy nie dostanie dzięki temu więcej niż 16A,
więc warunki pracy nawet w zwarciu będzie miał komfortowe.
Jeden taki układ może zabezpieczać wiele kanałów i jest wielorazowy.
Potencjalny problem: czy prąd 16A jest wystarczający do *gwarantowanego*
szybkiego wybicia B6? Bo jeśli nie, to cała energia zwarcia wydzieli
się na tych MOSFETach i uzyskamy efekt "płonie ognisko w lesie"...

Kolejne eksperymenty: w roli głównej MOSFET AUIRFS8409 na starej
(zawierającej błąd układowy) płytce IMS, pokrytej lakierem PLASTIK 70.
Zasilacz: transformator 480W 12V, zabezpieczenie B6 na pierwotnym,
prostownik na dużej diodzie w obudowie metalowej, oznaczenia zatarte.

Eksperyment 3: grzanie krótkiego odcinka drutu oporowego. Wniosek:
pokrycie lakierem praktycznie nie wpływa na oddawanie ciepła przez
MOSFET, IMS znów pokazał, co potrafi.

Eksperyment 4: zwarcie. :) No i tu się zaczyna włos jeżyć: MOSFET
pękł, szczelina na oko ~1/4mm, widać było przez nie iskrę wyładowania,
wybiło B6. Włączam bezpiecznik, znów widać iskrę w pęknięciu,
bezpiecznik wybija. Jeszcze raz: to samo. Jeszcze raz: tranzystor
zaczyna świecić się na żółto, po krótkiej chwili widać wyraźny płomień,
bezpiecznika NIE wybija. Wyłączam go ręcznie, płomień gaśnie.
Włączam -- wraca, bezpieczika dalej nie wybija. Wniosek: prawdopodobnie
utworzył się kanał z węgla i to on rozpalał tranzystor, ale prąd był
daleko w granicach zabezpieczenia. Nie wiem, co
się paliło: obudowa tranzystora, czy pokrycie z PLASTIK 70.
I tu się zacząłem bać elektroniki, bo albo ja mam wyjątkowe szczęście
do prowokowania takich efektów, albo niemal wszystkie układy mocy
to bomba zegarowa.

Spytam więc wprost: jak się zabezpieczacie przeciwpożarowo?

Mam nadzieję, że powyższe się komuś przyda. :-)

Pozdrawiam, Piotr