电工常用温度保护元器件

作者:电工吧 日期:2020-07-06 19:51:18 人气: 栏目:电气知识

温湿度对电子元器件的危害

绝大部分电子产品都要求在干燥条件下作业和存放。据统计,全球每年有1/4以上的工业制造不良品与潮湿的危害有关。对于电子工业,潮湿的危害已经成为影响产品质量的主要因素之一。

集成电路:潮湿对半导体产业的危害主要表现在潮湿能透过IC塑料封装从引脚等缝隙侵入IC内部,产生IC吸湿现象。 在SMT过程的加热环节中形成水蒸气,产生的压力导致IC树脂封装开裂,并使IC器件内部金属氧化,导致产品故障。此外,当器件在PCB板焊接过程中,因水蒸气压力的释放,亦会导致虚焊

根据IPC-M190 J-STD-033标准, 在高湿空气环境暴露后的SMD元件,必需将其放置在10%RH湿度以下的干燥箱中放置暴露时间的10倍时间,才能恢复元件的“车间寿命”,避免报庖,保障安全。

液晶器件:液晶显示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、滤镜片在生产过程中虽然要进行清洗烘干,但待其降温后仍然会受潮气的影响,降低产品的合格率。因此在清洗烘干后应存放于40%RH以下的干燥环境中。

其它电子器件:电容器、陶瓷器件、接插件、开关件、焊锡、PCB晶体、硅晶片、石英振荡器、SMT 胶、电极材料粘合剂、电子浆料、亮度器件等,均会受到潮湿的危害。

作业过程中的电子器件:封装中的半成品到下一工序之间; PCB封装前以及封装后到通电之间;拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等;等待锡炉焊接的器件;烘烤完毕待回温的器件;尚末包装的产成品等,均会受到潮湿的危害。

成品电子整机在仓储过程中亦会受到潮湿的危害。如在高湿度环境下存储时间过长,将导致故障发生,对于计算机板卡CPU等会使金手指氧化导致接触不良发生故障。

电子工业产品的生产和存储环境湿度应该在40%以下。有些品种还要求湿度更低。

       电工常用温度保护元器件

无论是电器设备还是电子设备,甚至是电动机变压器电磁转换设备,它们在即将发生故障之初往往都会出现温度异常的现象。例如电动机、变压器在发生过载或短路故障时,其绕组温度会急剧上升;电子线路当中的电阻、二/三极管类的元件在击穿前同样会发生温度异常升高现象;至于因过压或匝间短路亦或长时间在密闭环境下使用而烧毁的接触器/继电器线圈,恐怕各位同行都接触过。由此可见,针对上述设备进行温度保护成为十分必要的预防性保护手段,那么今天我们就来聊一聊这方面的一些知识。

首先来看一种不可逆的温度保护器件——温度保险(丝)。不同于使用熔点温度较高的铅锑合金/银铜合金,着重针对电路电流值保护的电流保险丝,温度保险采用的是对温度较为敏感的合金材料制成。温度保险不仅会在流经电流值上升到一定值时动作,更会在被保护对象的温度上升至一定值后熔断,从而起到预防性的保护功能。现阶段温度保险在电吹风、电饭煲等家用电器;手持式电动工具、中小容量的变压器等装置中经常见到。

电工常用温度保护元器件(图1)

目前常见的温度保险有:圆柱瓷管式(多见于电饭煲、电压力锅等炊具)、塑封片状温度保险(多内嵌入变压器一次绕组、小功率电动机绕组中)两大类型。现阶段温度保险使用较多的两种动作温度值分别是92℃和98℃。需要着重指出的是,有鉴于温度保险侧重于温度层面预防性的保护,故实际工作中若发现温度保险熔断后,应先仔细核对被保护电器好坏,通常在80——90%的情况下被保护电器是会完好的,这一点同电流保险熔断后的情况是截然不同的!

再来看,鉴于温度保险属于一次性保护器件,损坏后只得更换的不利因素,为了维修及使用方便又诞生了一种可循环使用的温度保护器件——温度开关。温度开关是利用双金属片做为感温元件的保护装置,当负载正常工作时,双金属片维持原状处于导通/关断状态;而当被保护对象的温度上升至双金属片动作值后,双金属片受热产生内应力而迅速动作,待保护对象的温度回落至正常后,双金属片恢复原样。从其保护动作机理上来讲,温度开关同传统的过载保护器件——热继电器几乎一样。

电工常用温度保护元器件(图2)

温度开关的额定电流值(双金属片间流过电流值)一般有1A、2A、5A三个等级。温度开关常见的封装形式有塑封片状、金属壳长条形等,其在电炒锅、电饼铛、电烤箱等电热炊具中被广泛使用;而在软启动器变频器、逆变式焊机等工控设备中,温度开关多被固定在大功率元件(晶闸管IGBT)背后的铝制散热片上;此外温度开关还会被植入电动机、大容量变压器绕组内,充当超温预警、温度保护元件。

最后介绍热敏电阻、热电偶这两种温度检测元件,它们都需要后配相应的电子线路,才能起到相应的温度测量、超温保护等功能。热电偶为电压输出型温度传感器(mV级输出),其输出端有极性之分,其测温范围较宽,检测精度一般,多用在工业级加热设备的温度检测之中。热敏电阻为电阻值输出型温度传感器(多见10KΩ和100KΩ两个阻值级别的),其测温范围较窄,但精度较高,多用于一般性温度测量,在电磁炉、光波炉、电子温度计等装置中经常使用。

电工常用温度保护元器件(图3)

就上述四种温度保护、测量器件而言,温度保险和温度开关在电气设备中最为常见,由于具有一定的载流能力,故可以直接参与到电路控制当中;热敏电阻、热电偶则多见于温度测量/保护的电子设备中,它们仅做为感温元件使用,无法同主线路或控制回路直接连接使用。

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