在PCB上发生异常化学反应(SMPS电路)


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我的PCB上有smps电路,电压为220V至5V(使用Viper22a)。这是原理图:

原理图

这是电路板布局:

印刷电路板

在黄色圆圈区域中,我在一些PCB(底部层)中看到某种白色沉积。请看下面的图片:

1个

2

一旦刮掉,它就会带走防焊层。沉积从两个辅助绕组引脚开始,并延伸至二极管(底层)。其余区域似乎不受影响。其背后的原因可能是什么?如何避免这种情况?

我认为某种化学反应之所以发生,可能是由于制造过程中使用的廉价材料,或者可能是由于焊接后焊剂清洗不当造成的。但同样,一次绕组应具有较高的电压,因此对于此类化学反应应有更好的位置。

我看不到那个地区的温度上升。摸起来很冷。

更新:我感觉这是某种化学反应。我立即检查了放置PCB的位置,发现了以下内容:

c1

c2

我将裸露的有源PCB放在大理石上,认为它是绝缘的。助焊剂首先在大理石中引发离子崩解,然后看起来像酸痕迹,然后直流电流进一步推动了反应。看起来白色沉淀物是沉积的钙。从大理石图像可以看出,它似乎已被腐蚀。触摸时,感觉好像有人在滴一滴酸。


@Nedd-D6是RCD钳位电路的一部分。那部分没问题。白色残留物形成在引脚A1,A2和二极管D4之间。A1和A2是变压器的辅助绕组引脚。没有任何短路或蒸发。
Whiskeyjack '16

似乎也已经从板上吹出了痕迹。因此,白色残留物可能是由于高压电弧而蒸发的PCB材料。原理图中的D6似乎是反激保护二极管,但与其串联的电阻看起来是100k,对吗?如果是这样,那似乎太高了。因此,如果那是可能导致高压火花情况的电阻值。
在内德

但是,R33的实际值是多少?如果PCB表面(或内部)存在某种形式的连续电弧,可能会产生白色残留物,并最终导致灾难性短路。(“ RCD”部分可能没问题,但它们是否正常工作?如果存在高电压,它只是想回到其本地接地。)
Nedd

R33 = 100K。似乎此问题是由于保留模块的大理石所致。助焊剂产生的痕量酸可能在大理石中引发了某种反应,并且由于这些引脚上的直流电流,这些离子被沉积了。发布图像。
Whiskeyjack '16

我不认为在现代PCB组装中会使用助熔剂(尽管您没有说组装的是谁)。如果木板上或大理石表面上有过多的水分,则可能会造成您看到的东西。另一个问题可能是首先出现的问题,例如板上的电弧或大理石表面的潜在污染。关于100k电阻器:您是否组装了这些板,或者它们是预组装的?我认为R33电阻会更接近100欧姆值。但是,如果您对大理石表面的想法感到满意,那么祝您好运。
Nedd

Answers:


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这是一个非常简单的解决方案:不要将300V的电压直接设置在60KHz的大理石上。事实上,你应该承担相当多的东西是不是安全的把300V转换为60KHz的上。

大理石是变质岩,由不同岩石的不同晶粒构造而成,带有细小的裂纹,这些裂纹将充满水分,导电离子(钙是安全的选择)会从周围的矿物中进入。它看起来似乎很干燥,但是除非您最近将整个平板在烤箱中烘烤几天或更长时间,否则可能只是从环境湿度中渗入了大量的水分。

在所有人开始使用欧姆表测量其台面之前,电阻率并不是这里要考虑的问题。各种矿物质块之间的导电裂缝。具有介电系数的矿物。听起来像是熟悉的东西?

也许是电容器?两块导电板被电介质隔开...钙中的水分被电介质隔开的裂缝中的电解质。

许多矿物的一个有趣特性是,如果经受变化的电场,它们的介电常数会随频率急剧增加。您不需要低电阻电流路径即可传导交流电。它可以通过材料中电偶极子的极化和去极化方式穿过电介质。简而言之,电容器通过交流电,电容越大,通过的越多。较高的介电常数意味着更大的电容。

这就是为什么大理石能够传导高频交流电或任何变化的开关波形的原因。就像在两个具有“沉积”引脚的引脚上看到的一样。

大多数时候,这并不重要。它对于测量大理石的应变和其他影响非常有用,尽管这种影响也存在于其他岩石类型中。有一个称为“ 介电谱”的整个领域,试图通过观察其交流阻抗随频率的变化来推断一块材料的各种情况。大理石只有一种方式:下降(频率增加)。

但是,从接收到的220V线路以60KHz切换到300V并不是一件容易的事。许多矿物和陶瓷(锰锌铁氧体是另一个例子)随着加热开始变得更具导电性,通常呈指数关系。我已经通过低于30V的铁氧体磁芯发送了几安培,您只需要使其足够热即可。好吧,在它破碎/半散裂之前。再加上通常可怕的导热性,我敢打赌您正在用这两个销钉对大理石桌子进行相当严重的局部加热。

至于沉积,鉴于大理石中沉积物的离子和碱性,可能存在一些小的电化学物质或其他物质。您正在使电流流经怪异的东西并使之变热,各种各样的恶作剧可能正在发生。但这绝对是电流驱动的,没有助焊剂残留物或引起这种情况的任何问题。这就是将300V SMPS放在您不应该使用的东西上的情况,仅此而已。

好消息是它是针对您所测试的电路板的,我不会担心任何制造问题。这是“ OOPS!”的非常具体的实例。


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很高兴知道我的想法是正确的。如果这是制造问题或更重要的是电路设计问题,那将是一场噩梦(虽然可能性不大,但是,是墨菲定律)。非常感谢metacollin的出色回答。我已经连续三天在大理石上使电路保持开启状态。这是某种压力测试。
Whiskeyjack '16

很棒的答案,而我会赞成这个问题,只是为了使这个答案更接近顶部。可悲的是,我已经为另一个目的投票了。我敢打赌,大多数电气工程师对此一无所知,至少没有实践经验,因此这是非常有用的信息。
管道

好吧,这是一个令人着迷的结果。我永远不会猜到!
壁炉边
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