Reazione chimica insolita su PCB (circuito SMPS)


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Ho un PCB con circuito smps su di esso da 220 V a 5 V (usando Viper22a). Ecco lo schema:

Schematico

Ed ecco il layout della scheda:

PCB

Nella regione del cerchio giallo, vedo una sorta di deposizione bianca in alcuni PCB (strato inferiore). Si prega di vedere le immagini qui sotto:

1

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Una volta raschiata, toglie la maschera di saldatura con essa. La deposizione inizia su entrambi i perni di avvolgimento ausiliari e si estende al diodo (strato inferiore). L'area rimanente sembra essere inalterata. Quale potrebbe essere la ragione dietro e come posso evitare una cosa del genere?

Penso che una sorta di reazione chimica stia accadendo probabilmente a causa di materiali economici usati durante la fabbricazione o forse a causa di una pulizia impropria del flusso di saldatura dopo la saldatura. Ma ancora una volta, l'avvolgimento primario dovrebbe avere una tensione più elevata e quindi un posto migliore per tali reazioni chimiche.

Non vedo un aumento di temperatura in quella zona. Fa freddo al tatto.

Aggiornamenti: ho avuto la sensazione che questa sia una sorta di reazione chimica. Ho immediatamente controllato il posto in cui avevo posizionato i PCB e ho trovato questi:

c1

c2

Ho posizionato il PCB alimentato nudo sul marmo pensando che fosse isolante. Sembra che tracce di acido dal flusso iniziassero prima la disintegrazione ionica nel marmo e poi la corrente continua spingesse ulteriormente la reazione. Sembra che il deposito bianco sia deposito di calcio. Visto dall'immagine in marmo, sembra corroso. Al tatto, sembra ruvido come se qualcuno ci avesse lasciato cadere una goccia di acido.


@Nedd - D6 fa parte del circuito di serraggio RCD. Quella parte va bene. La formazione residua bianca è tra il pin A1, A2 e il diodo D4. A1 e A2 sono i perni di avvolgimento ausiliari del trasformatore. Non esiste alcun tipo di cortocircuito o evaporazione.
Whiskeyjack

Sembra che anche una traccia sia stata spazzata via dal tabellone. Quindi il residuo bianco può essere materiale PCB che viene vaporizzato a causa dell'arco ad alta tensione. Nello schema D6 sembra essere il diodo di protezione flyback, ma il resistore in serie con esso sembra essere 100k, è corretto? Se è così, sembra troppo alto. Quindi, se questo è il valore della resistenza che potrebbe causare una condizione di scintilla ad alta tensione.
Nedd,

Ma qual è il valore effettivo di R33? Se esiste una qualche forma di arco continuo sulla superficie del PCB (o internamente) ciò potrebbe creare un residuo bianco e alla fine portare a un corto catastrofico. (Le parti "RCD" potrebbero essere OK, ma funzionano correttamente? Se è presente un'alta tensione, vuole solo tornare alla sua terra locale.)
Nedd,

R33 = 100 K. Sembra che questo problema sia dovuto al marmo su cui è stato conservato il modulo. Probabilmente tracce di acido dal flusso hanno innescato una sorta di reazione nel marmo e quegli ioni si sono depositati a causa della corrente continua su quei pin. Pubblicazione delle immagini.
Whiskeyjack

Non penserei che un flusso acido sarebbe usato con un moderno assemblaggio PCB (anche se non hai detto chi ha fatto l'assemblaggio). Se c'era un'eccessiva umidità sui pannelli o sulla superficie del marmo, ciò potrebbe avere la possibilità di causare ciò che vedi. Un altro problema potrebbe essere quello che è venuto prima, l'arco sul tabellone o la potenziale contaminazione con la superficie del marmo. Per quanto riguarda la resistenza da 100k: hai assemblato queste schede o sono state preassemblate? Penserei che la resistenza R33 sarebbe più verso un valore di 100 ohm. Ma se sei soddisfatto dell'idea della superficie del marmo, allora buona fortuna.
Nedd,

Risposte:


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Questa ha una soluzione piuttosto semplice: non impostare 300 V commutando a 60 KHz direttamente sul marmo. In effetti, dovresti presumere che praticamente nulla NON sia sicuro per mettere 300V acceso a 60KHz.

Il marmo è una roccia metamorfica, strutturata come grani diversi da rocce diverse, con piccole crepe che si riempiranno di umidità in cui gli ioni conduttivi (il calcio è una scommessa sicura) si spostano dai minerali circostanti. Può sembrare secco, ma se non hai recentemente cotto l'intera lastra in un forno per un paio di giorni o più, c'è probabilmente una buona quantità di umidità che è penetrata proprio dall'umidità ambientale.

Prima che tutti inizino a misurare i loro ripiani con un ohmmetro, la resistività non è la cosa in gioco qui. Fessure conduttive tra pepite di vari minerali. Minerali con coefficienti dielettrici. Sembra qualcosa di familiare?

Un condensatore, forse? Due piastre conduttive separate da un dielettrico ... umidità elettrolitica del calcio in fessure separate da un dielettrico.

Una proprietà interessante di molti minerali è se soggetta a un campo elettrico mutevole, le loro costanti dielettriche aumentano in modo abbastanza drammatico con la frequenza. Non è necessario alcun percorso galvanico a bassa resistenza per condurre CA. Può passare attraverso il dielettrico attraverso la polarizzazione e la depolarizzazione dei dipoli elettrici nel materiale. In poche parole, i condensatori passano CA e più capacità, più passano. Costanti dielettriche più elevate significano più capacità.

Questo è il motivo per cui il marmo conduce all'AC ad alta frequenza o a qualsiasi forma d'onda di commutazione che cambia. Esattamente come quello che si vedrebbe sui due pin che hanno la "deposizione".

Il più delle volte, questo non ha molta importanza. E può essere molto utile per misurare la deformazione e altri effetti del marmo, sebbene questo effetto sia presente anche in altri tipi di roccia. C'è un intero campo chiamato spettroscopia dielettrica che cerca di dedurre varie cose su un pezzo di materiale osservando come la sua impedenza AC varia con la frequenza. Il marmo va solo in una direzione: verso il basso (con frequenza crescente).

Tuttavia, 300 V dalla linea 220 V rettificata commutata a 60 KHz non sono certo una banalità. Molti minerali e ceramiche (la ferrite MnZn è un altro esempio) iniziano a diventare più conduttivi con il riscaldamento, spesso in modo esponenziale. Ho inviato diversi amplificatori attraverso un nucleo di ferrite con meno di 30 V, devi solo farlo abbastanza caldo. Bene, prima che si frantumasse / semisploded. Insieme alla conduttività termica generalmente terribile, scommetterei che avresti avuto un riscaldamento localizzato abbastanza serio del tavolo di marmo da quei due perni.

Per quanto riguarda la deposizione, dati gli ioni e la natura alcalina dei depositi nel marmo, probabilmente c'è qualcosa di piccolo elettrochimico in corso. Stai passando corrente attraverso cose strane e rendendola calda, ogni sorta di shenanigans potrebbe potenzialmente accadere. Ma è sicuramente guidato dalla corrente, non ci sono problemi con i residui di flusso o qualsiasi cosa che causi questo. Questo è il caso di mettere il tuo SMPS da 300 V su cose che non dovresti, tutto qui.

La buona notizia è che è specifica per la scheda testata, non mi preoccuperei di eventuali problemi di fabbricazione. Questa era un'istanza molto specifica di "OOPS!".


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Sono contento di sapere che il mio processo di pensiero era giusto. Sarebbe stato un incubo se fosse stato un problema di produzione o, soprattutto, di progettazione di circuiti (era altamente improbabile, ma sì, la legge di Murphy). Grazie mille metacollin per questa meravigliosa risposta. Avevo lasciato il circuito acceso sul marmo per 3 giorni di fila. Era una specie di stress test.
Whiskeyjack

Risposta fantastica, e avrei votato a favore della domanda solo per rendere questa risposta più vicina all'inizio. Purtroppo, avevo già votato a favore della domanda per un altro scopo. Scommetto che la maggior parte degli ingegneri elettrici non ha idea di queste cose, almeno nessuna esperienza pratica, quindi questa è un'ottima informazione.
pipe

Bene, questo è un risultato affascinante. Non avrei mai indovinato!
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