电子元器件烧毁的本质是过压导致还是过流导致的?

 作者:UPS电源    |      2024-04-11 19:30    |    标签: 电子 导致 还是 本质 烧毁 元器件 过压

  电子元器件烧毁的本质是过压导致还是过流导致的?

  ?电子元器件的品种繁多,包括了常用的电阻器、电容器、电感器、半导体二极管、半导体晶体管、晶闸管、场效应管、压电器件、霍尔器件、光电器件、表面组装器件、集成电路、数码显示器件、开关、接插件、继电器等。

  电子元器件其损坏被烧毁的有可能是因为选择的技术参数过小或者因为选择不当损坏的。有可能是因为电子元器件的耐压值不够,而施加在电子元器件过电压损坏;也有可能是因为流过电子元器件的电流超过额定电流而损坏的。总而言之过电压、过电流都有可能损坏电子元器件的。

  可以说所有的电子元器件它们都有技术参数的。这里本人以半导体晶体管来说,晶体管主要特性参数有直流参数,它包含了晶体管共射级直流放大倍数β,集电极反向截止电流I???;交流参数有共射级交流放大系数β;晶体管极限参数,如集电极最大允许电流I??。

  (1)如果集电极电流过大时,晶体管的B会下降,集电极电流和p之间的关系可以查找它的伏安特性曲线图,β下降至2/3或1/2时对应的集电极电流,被称为集电极最大允许电流Ic?。应用时,Ic > Ic?不一定会损坏晶体管,但β已经明显减小时作为放大器件的晶体管的Ic最好不超过Ic?值。

  (2)集电极——发射极击穿电压U (br)???(BUceo)

  它是指晶体管基极开路时施加于集电极与发射极之间的最大允许电压;集电极与发射极之间的电压切不可超过U (br)???。当温度升高时,击穿电压会下降,而实际使用时,施加于集电极……发射极之间的电压应小于U (br)???,通常取为U (br)???的1/2比较安全。但值得注意的是晶体管对过电压的承受能力很差,一旦被反向击穿,晶体管则可能永久损坏。

  (3)集电极最大允许耗散功率P??

  晶体管集电极电流通过集电结所要耗散的功率越大,则集电结的温升越高,根据晶体管所允许的最高温度,即可确定集电极最大允许耗散功率Pc?。小功率管的Pc?应在几十至几百毫安,大功率管的Pc?应在1 w以上,由于Pc?与温度有密切关系,故为了提高Pc?,大功率晶体管通常需要安装散热片。

  晶体管种类繁多,各类电子设备与电子电路对晶体管性能的要求也不同,所以应该根据应用电路的具体区域来合理选择晶体管的类型与技术参数等。

  电阻器属于电子元器件最基本的元器件,下面说说它的参数选择吧。

  普通电阻器(包括碳膜电阻器,金属膜电阻器,金属氧化膜电阻器,玻璃釉电阻器,合成碳膜电阻器,线绕电阻器,排电阻器等)的选用原则及注意事项;而因其用途和功能的特殊性,各类敏感电阻器及熔断电阻器,水泥电阻器等的选用方法。

  普通电阻器种类繁多、特性各异,且不同类型电路所需的电阻器特性亦不相同,因此, 普通电阻器的选用是一个需要综合考虑多方面因素的过程。通过对大量电路设计实例的总结归纳,提出电阻器选用过程应着重注意如下几个方面问题。

  (1)正确选取电阻器的阻值与误差

  ①阻值选取电路中电阻器的设计阻值应接近实际电阻器产品的标称阻值。若设计阻, 值不能与国家标准规定的系列标称阻值完全吻合,则应选一个靠近的标称值。

  选取的原则是电路设计阻值与标称阻值的差值,越小越好;若设计阻值与标称阻值相差 较大,则应通过多个电阻器的串、并联来解决。

  例如,某一电路所需的电阻器设计阻值为3.2KΩ,该阻值不在系列标称值的范围内,电路的要求不高时,可选用标称值为3.3KΩ的电阻器近似;若电路要求较高,则可将一个标称值为1.0 kΩ的电阻器和一个标称值为2.2 kΩ的电阻器,通过串联方式解决这一个问题。

  ②误差选取电阻器误差的选取以电路的具体要求为准。对于RC电路而言,其中的电阻器误差应尽可能小,一般会选为5%;而对于退耦电路,反馈电路,滤波电路,负载电路等,其误差要求较低,故电阻器的误差可选在10% ~ 20%。

  (2)正确选择电阻器的极限电压

  极限电压是每个电阻器都具有的参数,若实际电路电压超出了电阻器的极限电压值,即 使能够满足功率要求,电阻器仍会被击穿而损坏。电阻器极限电压的计算公式为:

  式中P是电阻器的额定功率,W;R是电阻器的阻值,Ω;

  U是电阻器的极限电压,V。

  设计电路时,需根据电阻器的额定功率和标称阻值来确定其极限电压的数值,并根据极限电压值来确定电阻器的相应型号。

  (3)正确选取电阻器的额定功率

  选取原则是电阻器在电路中所承受的功率不得超过其额定功率。为保障电阻器能在电路中长期正常工作,选取其额定功率时必须留有足够的余量。经验表明,所选电阻器的额定功率应大于实际承受功率的2倍以上,只有这样才能够确保电阻器在电路中的长期稳定工作。

  由于篇幅有限,本人就不一一列举了。

  知足常乐2022.4.7日于上海

  1??用电器或电子元件都设定有额定电压和电流,电压是推动电流强度的必备条件,如果某电源输出符合电流设定标准,此时 就不能提高电压,比方说12V50W的钨丝灯泡用12V20AH的电瓶作电源,显示为正常、你就不能提升为14V供电,那样电流强度就增大,而过度发热马上会烧灯丝、如果你并联十个同样的电瓶,电压还是12V,尽管电容量增加了,为什么不会烧灯丝,这就是因为灯丝的固定电阻产生了固定的阻抗,像瓶颈一样不容许有多余的电流通过,只有你提高电压后,才因为电流强度增大,如果电压过高,电流强度是符合供电要求的,那么只要一通电即会烧断钨丝这又说明了是过压导致的。

  2??比如合格的电路板上的电子元件,在图纸上都标注电阻值或电压,维修时可以设法测量局部电压或电流来判定元件好坏,说明这些电阻是用来限流或分压的,如果某个元件损坏便会引起相关元件电压升高而击穿,所以电压是烧毁元件的元凶,你也不能片面强调电压,必须有先提高电压后增大了电流强度的条件,你又不可以用静电高压不触电的理由推翻以上理由、最公道的说法是电流强度提高烧毁电子元件的!

  谢谢

  电子原器件烧毁的原因既有过压也有过流。有时二者兼而有之。

  比如半导体整流二极管都会有耐压和电流两个基本指标,这里的耐压是指反向耐压。因为二极管的反向是不导通的,所以反向电压得不到衰减会全部加在PN结上,当电压值超过PN结的耐受能力,就会导致过压击穿。如此时加在二极管上的电源没有能力提供更大的电流,那么击穿过程到此为止,对于PN结大都体现反向漏电品质下降(蓝光LED和M0S管害怕接触静电就属于这种情况),但还不一定会烧毀。否则击穿点就会像蝼蚁之穴一样放任大电流湧过造成彻底烧毁。

  二极管的正向不存在耐压问题,只有一个导通电压和最大电流,例如某整流二极管的正向导通电压是0.7Ⅴ,当电压达到这一数值就会导通,若要继续提高电压,PN结内阻就会变小导致电流猛增,用以限制电压上升,当处于平衡时电压就被稳定在0.7Ⅴ附近,这就是二极管的钳位作用。如果电流超过PN结允许值,就会造成结温升高烧毁。

  另外很多电器都有绝缘介质或绝缘层。电容器极板间绝缘介质的厚薄和质量决定了电容的耐压,而电机或变压器的线圈之间或与铁芯之间绝缘层的耐压一定要大大高于正常工作电压。这才能保证电器安全稳定的工作。在这里电压是决定因素,电流只在击穿后起到“扩大战果”作用。

  除电压以外电器也都有最大电流限制。比如电路里的电感线圈,都有电流参数。这是由电线的载流量和电感本身散热条件决定的。一旦大幅超过就会过热烧毁。以上是我的回答。

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  谢谢邀请

  因为我搞过可靠性问题,所以可以从可靠性角度谈谈电子元件的损坏和可靠性问题。

  一.任何电子元件都有寿命问题。每种电子元件的寿命都有技术规定,通常用电子元件的可靠性指标表示,也就是平均无故障工作时间的倒数。例如,电阻的可靠性指标(可靠性指数)约为10^-6左右,即在100万小时内可能有一个故障。这是指该类电阻在正常工作状态下的可靠性。而正常工作状态是指工作在正常的电压、电流,即正常功率负荷的状态下,发生故障的概率。

  其它的电子元件都一样,有自己的无故障工作时间。

  二.电子设备的可靠性决定于全部电子元件的总体可靠性的乘积。因此,电子设备的可靠性取决于可靠性最差的那些电子元件。

  而且,电子设备的设计中,最大的可靠性问题,往往是过热、过载。这就是题主所说的电压电流的过载问题。

  应该说电子元件的正常工作状态是设计时必须遵守的,应该不允许或避免这种情况的发生。

  如果有也应该在设计时于以考虑。例如,使用交流电供电的设备,应该允许电源电压在220~240伏之间的变化不影响设备的正常工作。所以,实际上电子元件工作状态都是有所保留的。

  三.如果单纯从电压电流考虑,那个因素对电子元件工作可靠性影响最大,这要看电子元件本身的性能,有些电子元件比较耐压,有些电子元件比较耐过流。例如电解电容就不能过压,电阻对电压的承受能力就好些(指在短时间过压的耐受能力大)。半导体器件的耐压就很差,过压就意味着过载,过负荷。

  实际上,有功率消耗的电子元件,其工作寿命通常取决于其工作状态下的温升!任何电子元件在过高环境温度下工作都会降低寿命。

  有些笔记本电脑的损坏通常是散热设计不合格,就是对电子元件工作的可靠性问题考虑不周。

  四.一般电子元件的烧毁多数是过载,就是元件上消耗的功率过大而且散热不良。而产生这种情况的原因却可以有所不同。有些电子元件因为过压而击穿,击穿的结果必然产生大电流。即使不击穿,也会因为过压产生过电流,造成过热而烧毁。

  过电流的产生除了过压原因就是工作状态失控。所以,过电流烧毁的元件大多数是半导体器件。这种情况的发生基本上是设计不好,考虑不周,或者设计师的经验不足,可靠性问题考虑較少。

  电子元器烧毁的本质是过电压还是过电流导致的。这个问题要分两部分。第一。三极管有PcM最大功耗。分最大电流丨cM。最大集电极和发射极。在开路测得BVceo。这就c,e之间耐压。大功率管用作彩电行管。当电源电压为开关电源输出电压为100伏。行管在逆程产生高压是电源电压的7至10倍。早先国外生产2S或2N当头的大功率。在基极和发射极装有阻尼二极管(二极管正端接发射极,负端接基极)。在开关信号起到续流作用。当逆程高压过高有可能击穿三极管,造成不可逆转损坏。这就第二部分。过电压损坏。还有三极管负载为继电器。带电感负载。当三极管截止时,电感产生反向电势和电源电压叠加。形数倍电压。加在集电极很快损坏三极管。如果线圈并联二极管起到续流保护。三极管、就不会损坏。在开关电源应用三极管,13OO7高反压。作开关管。当开关导通时,电源电压流经L1绕组,集电极至发射极到地。当开关管截止时,L1绕组产生反电势和电源电压叠加在集电极。加尖峰吸收回路。R,c,D,FR2O7快恢复二极管。它的正向电压为0点4伏,反向击穿耐压≥100O伏,它的快恢复时为十几微秒。因此很快通过D,R,c放电,避免集电极在下一个脉冲到来之前,已经将电荷放电。这快恢复电路保护晶体管,不置于未穿。如双向可控硅由T1,T2组成。其控制极G,由双向可控加反向击穿电压。是可逆性的稳压器材。由R,c对双向可控G脚控制。使电源正,负波充分利用。向负载提供电源。它也有电流允许值,其反向击穿耐压有600伏至1OOO伏。合理选择反峰电压。做到经济,节约不使反向击穿。如负载为电感性,也要采取续流二极管保护。上述电路多为过电压击穿。过电流击穿。选型不恰当。如PⅤM功耗太接近负载电流。丨c最大电流接近击穿电流。也会过电流遭到损坏元件。

  

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