Незвичайна хімічна реакція на друкованій платі (схема SMPS)


26

У мене є друкована плата з схемою smps на ній від 220 до 5 В (використовуючи Viper22a). Ось схема:

Схематика

А ось макет дошки:

Друкована плата

В області жовтого кола я бачу якесь осадження білого кольору в декількох ПХБ (нижній шар). Перегляньте зображення нижче:

1

2

Після того, як зішкріб, він знімає припой маску з собою. Осадження починається як на допоміжних шпильках обмотки, так і поширюється на діод (нижній шар). Залишилася площа, здається, не впливає. Що може бути причиною цього і як я уникаю такого?

Я думаю, що якась хімічна реакція триває, ймовірно, через дешеві матеріали, що використовуються під час виготовлення, або, можливо, через неправильне очищення флюсу пайки після пайки. Але знову ж таки, первинна обмотка повинна мати більш високу напругу і, отже, краще місце для таких хімічних реакцій.

Я не бачу підвищення температури в цій області. На дотик відчувається холод.

Оновлення: У мене було відчуття, що це якась хімічна реакція. Я одразу перевірив місце, де я розмістив друковані плати, і виявив такі:

c1

c2

Я розмістив голу PCB на мармурі, думаючи, що це ізолююча. Схоже, сліди кислоти від потоку ініціювали іонний розпад спочатку в мармурі, а потім струм постійного струму ще більше підштовхнув реакцію. Біле родовище відкладає кальцій, здається. Як видно з мармурового зображення, воно здається роз’їденим. На дотик він відчуває себе грубим, ніби хтось скинув на нього краплю кислоти.


@Nedd - D6 є частиною схеми затиску RCD. Ця частина гаразд. Біле залишкове утворення знаходиться між штифтами А1, А2 та діодом D4. А1 і А2 - допоміжні шпильки обмотки трансформатора. Немає нічого подібного до короткого замикання чи випаровування.
Whiskeyjack

Схоже, на дошці теж був збитий слід. Таким чином, білий залишок може бути матеріалом друкованої плати, який випаровується через високу напругу дуги. На схемі D6, здається, є діод захисту від відльоту, але резистор в серії з ним виглядає як 100 к, це правильно? Якщо так, то це здається занадто високим. Тож якщо це значення резистора, що може спричинити високу напругу іскру.
Недд

Але яке фактичне значення R33? Якщо на поверхні друкованої плати (або внутрішньо) є якась форма безперервної дуги, це може створити залишок білого кольору і врешті-решт призвести до катастрофічного короткого. (Частини "RCD" можуть бути в порядку, але чи працюють вони правильно? Якщо присутня висока напруга, вона просто хоче повернутися на місцеву землю.)
Нед

R33 = 100К. Здається, ця проблема була пов'язана з мармуром, на якому зберігався модуль. Ймовірно, сліди кислоти від флюсу ініціювали якусь реакцію в мармурі, і ці іони осідали через струм постійного струму на цих штирях. Опублікування зображень.
Whiskeyjack

Я б не думав, що флюс кислоти буде використовуватися при сучасній збірці ПХБ (хоча ви не сказали, хто робив збірку). Якщо на дошках або на мармуровій поверхні було надлишкової вологи, то це може мати шанс викликати побачене. Іншим питанням може бути те, що вийшло першим, дуга на дошці або потенційне забруднення мармуровою поверхнею. Стосовно резистора 100k: Ви збирали ці дошки, або вони були попередньо зібрані? Я думаю, що резистор R33 буде більше до значення 100 Ом. Але якщо вас влаштовує ідея мармурової поверхні, то удача.
Недд

Відповіді:


33

Це досить пряме рішення: не встановлюйте перемикання 300В на частоті 60 кГц безпосередньо на мармур. Насправді, ви повинні припустити, що майже все НЕ безпечно, щоб включити перемикач 300В на частоті 60 кГц.

Мармур - метаморфічна порода, структурована як різні зерна різних порід, з невеликими тріщинами, які заповняться вологою, в яку проходять струмопровідні іони (кальцій - безпечна ставка) з навколишніх мінералів. Це може здатися сухим, але якщо ви нещодавно не запікали всю плиту в духовці пару днів і більше, мабуть, велика кількість вологи, яка просочилася просто від вологості навколишнього середовища.

Перш ніж кожен почне вимірювати свої зустрічні вершини омметром, тут не має значення питомий опір. Провідні тріщини між самородками різних мінералів. Мінерали з діелектричними коефіцієнтами. Звучить як щось знайоме?

Можливо, конденсатор? Дві електропровідні пластини, розділені діелектричним ... електролітичним зволоженням кальцію в тріщинах, розділених діелектриком.

Цікавою властивістю багатьох мінералів є те, що піддаючись зміні електричного поля, їх діелектричні константи досить різко збільшуються з частотою. Для проведення змінного струму вам не потрібен гальванічний шлях низького опору. Він може проходити через діелектрик через поляризацію та деполяризацію електричних диполів у матеріалі. Простіше кажучи, конденсатори пропускають змінного струму, і чим більше ємність, тим більше вони проходять. Більш високі діелектричні константи означають більшу ємність.

Ось чому мармур проводить до змінного струму високої частоти або до будь-якої зміни хвилі перемикання. Точно так, як той, який можна було б побачити на двох штирях, які мають "відкладення".

В більшості випадків це насправді не має значення. І це може бути дуже корисно для вимірювання деформації та інших ефектів мармуру, хоча цей ефект є і в інших типах гірських порід. Існує ціле поле під назвою Діелектрична спектроскопія яке намагається зробити висновок про різні деталі матеріалу, дивлячись на те, як імпеданс змінного струму змінюється залежно від частоти. Мармур йде лише одним шляхом: вниз (зі збільшенням частоти).

Однак 300В від прямої мережі 220В, що перемикається на 60 кГц, навряд чи є дрібницею. Багато мінералів та кераміки (інший приклад фериту MnZn) починають ставати більш провідними при нагріванні, часто так це експоненціально. Я відправив кілька амперів через ферритове ядро, що має менше 30 В, просто потрібно розігріти його. Ну, до того, як вона зруйнована / напіврозпалена. У поєднанні з загалом жахливою теплопровідністю, я б став до того, що у вас є досить серйозне локальне нагрівання мармурового столу цими двома штирями.

Що стосується осадження, враховуючи іонну та лужну природу відкладень у мармурі, мабуть, відбувається якесь невелике електрохімічне щось чи інше. Ви пропускаєте струм через дивні речі і розжарюєте, потенційно можуть статися всілякі шнанігани. Але це, безумовно, керовано струмом, жодних проблем із залишками флюсу чи чим-небудь причиною цього немає. Це випадок розміщення 300В SMPS на речі, які ви не повинні, це все.

Хороша новина - це специфічна дошка, яку ви протестували, я б не турбувався про якісь виробничі проблеми. Це був дуже специфічний екземпляр "OOPS!".


3
Радий знати, що мій процес мислення був правильним. Це був кошмар, якби це було виробництвом або, що ще важливіше, питання дизайну схем (це було малоймовірно, але так - закон Мерфі). Дякую багато метаколін за цю чудову відповідь. Я залишив ланцюг ВКЛ на мармурі протягом 3 днів прямо. Це був якийсь стрес-тест.
Whiskeyjack

Дивовижна відповідь, і я би спростував це питання лише для того, щоб наблизити цю відповідь до вершини. На жаль, я вже схвалив це питання з іншою метою. Надіваюсь, більшість інженерів-електриків не мають жодного поняття про ці речі, принаймні, практичного досвіду, тому це чудова інформація.
труба

Ну, це захоплюючий результат. Я ніколи б не здогадався!
Вогнище
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.