离散元件中遇到的常见错误

2022-08-15

离散元件中遇到的常见错误

元件选择PCB设计过程中的重要步骤之一。作為(wèi)设计人员，请注意分(fēn)立元件中出现的常见错误。这将帮助您消除電(diàn)路板组装过程中出现的突出错误。  

電(diàn)子元件可(kě)单独（分(fēn)立）和IC封装提供。分(fēn)立元件可(kě)以是有(yǒu)源的或无源的。電(diàn)阻器、電(diàn)容器、電(diàn)感器、变压器、晶體(tǐ)管、开关、二极管和微处理(lǐ)器是分(fēn)立部件的一些示例。

在继续讨论分(fēn)立元件的常见错误之前，有(yǒu)必要了解这些破损的来源。以下是潜在的原因：

電(diàn)压波动

组件老化

过热

腐蚀

為(wèi)了减轻这些原因，请考虑以下准则：

从信誉良好的供应商(shāng)处采購(gòu)组件。

提防假冒零件。

确保足够的组件间距。

采用(yòng)保形涂层和表面处理(lǐ)等電(diàn)路板保护技术，以避免过流和过压故障。

根据您的设计要求考虑热敏感性。例如，用(yòng)于航空航天和國(guó)防PCB的部件 应能(néng)承受极低至极高的温度。

為(wèi)什么分(fēn)立元件会出现故障？

分(fēn)立元件示例

分(fēn)立元件中的错误是由于各种電(diàn)气、热、机械和化學(xué)原因而发生的。由電(diàn)压击穿和電(diàn)流烧毁引起的電(diàn)应力是最普遍的原因。

在本文(wén)中，我们将讨论与電(diàn)容器、電(diàn)阻器和電(diàn)感器等常见電(diàn)子元件相关的故障原因。

電(diàn)容器故障的最常见原因是什么？

電(diàn)容器是任何電(diàn)子電(diàn)路中必不可(kě)少的分(fēn)立元件之一。它们用(yòng)于各种应用(yòng)，例如旁路噪声、去耦、阻抗匹配、滤波器等。在本节中，我们将了解影响電(diàn)容器击穿的几个常见因素。 

電(diàn)容器故障的常见原因

过载電(diàn)流和電(diàn)压

当暴露于高于其额定值的高瞬态電(diàn)流或電(diàn)压时，電(diàn)容器会发热。这最终会导致電(diàn)介质破裂，改变電(diàn)容值并导致短路。

温度变化

过热可(kě)能(néng)会对電(diàn)容器的可(kě)靠性产生重大影响。工作温度高、环境温度波动、绝缘電(diàn)阻差、功率因数高和介電(diàn)强度低都是过热的潜在原因。低绝缘電(diàn)阻会导致高温下的大漏電(diàn)流。始终选择電(diàn)阻相对较高的绝缘材料，以避免因热效应而损坏组件。

電(diàn)容器的介電(diàn)强度和绝缘電(diàn)阻大多(duō)因水分(fēn)的存在而降低。这导致高泄漏電(diàn)流。使用(yòng)密封電(diàn)容器，因為(wèi)与标准電(diàn)容器相比，它们更可(kě)靠。

介電(diàn)故障

当固體(tǐ)绝缘體(tǐ)夹在两个导體(tǐ)之间并在导體(tǐ)上施加非常高的電(diàn)压时，電(diàn)介质可(kě)能(néng)会发生電(diàn)击穿。大气、材料的质量和高電(diàn)压梯度是影响電(diàn)介质故障敏感性的因素。大多(duō)数介電(diàn)材料会随着时间的推移缓慢劣化，变得易碎且更容易断裂。对于在高温范围内运行的设备，该过程将加快。用(yòng)化學(xué)品或水清洁電(diàn)容器也可(kě)能(néng)导致介電(diàn)击穿。

電(diàn)容器故障的迹象 

電(diàn)容损耗

漏油会提高電(diàn)容器的温度和阻抗。 

过热或内部流體(tǐ)泄漏是電(diàn)容器变形的常见原因。 

划伤的電(diàn)線(xiàn)，由过電(diàn)流引起。这可(kě)以在热成像期间查看。 

烧焦的阀盖突出是压力的明显症状，当它破裂时可(kě)能(néng)会导致故障。 

温度升高可(kě)能(néng)是電(diàn)容器即将失效的迹象。

如何选择合适的電(diàn)容器？

 在為(wèi)您的设计选择電(diàn)容器之前，请考虑以下标准。 

额定電(diàn)压

電(diàn)容值

额定温度

温度系数

宽容

湿度

操作周期

最大電(diàn)流

存储和 包装尺寸

電(diàn)阻器故障的最常见原因是什么？

電(diàn)路板上烧毁的電(diàn)阻

電(diàn)路运行期间的散热是電(diàn)阻器故障的常见原因。因此，在您的设计中使用(yòng)電(diàn)阻器之前对其进行评估至关重要。電(diàn)阻器的特性会因長(cháng)时间受热而改变，最终元件会失效，导致开路。

通过考虑以下参数来评估電(diàn)阻器故障：

冲击和振动的影响会导致電(diàn)阻器过热。

長(cháng)时间使用(yòng)会使電(diàn)阻器劣化并导致不希望的電(diàn)阻。

在绕線(xiàn)電(diàn)阻的情况下，过热会导致绕组开路。

電(diàn)阻器对污垢堆积、绝缘故障和湿度的反应会导致短路。

電(diàn)阻材料的特性会影响薄膜電(diàn)阻器的電(diàn)阻值。

如何选择合适的電(diàn)阻？

抗性和耐受性是影响选择的两个常见标准。

此外，在选择一个时考虑这些特征：

最高工作温度

温度系数

寿命

热稳定性

功率和热额定值

電(diàn)阻噪声

高频行為(wèi) 

電(diàn)阻尺寸

准确性

電(diàn)感器最典型的失效模式是什么？

开路引起的热应力是電(diàn)感器故障的主要原因之一。过热的電(diàn)感器的行為(wèi)类似于短路的線(xiàn)圈，导致显着的電(diàn)流尖峰和熔化的绝缘层。

如何為(wèi)您的设计选择理(lǐ)想的電(diàn)感器？

電(diàn)路板上的電(diàn)感铜線(xiàn)圈

在為(wèi)您的设计选择電(diàn)感器时，请考虑以下参数。

電(diàn)感值

電(diàn)感当然是任何電(diàn)感器中最重要的方面。影响電(diàn)感值的 变量是線(xiàn)圈匝数、線(xiàn)圈面积和磁芯材料。

線(xiàn)圈匝数及其面积：電(diàn)感与線(xiàn)圈匝数和面积成正比。 

磁芯材料：電(diàn)感随着線(xiàn)圈所围绕的磁芯磁导率的增加而增加。

線(xiàn)圈長(cháng)度： C油的長(cháng)度与其電(diàn)感成正比。 

当前评级

電(diàn)感器的额定電(diàn)流包括额定電(diàn)流和饱和電(diàn)流。

额定電(diàn)流是指物(wù)理(lǐ)特性，表示可(kě)以流过组件的最大直流電(diàn)流。 

饱和電(diàn)流是指使磁场饱和所需的最小(xiǎo)直流電(diàn)流。

Q因子

它是電(diàn)感器的電(diàn)抗与有(yǒu)效電(diàn)阻之比。该值取决于数据表中经常说明的测试频率。如果您正在进行高速设计，请始终选择具有(yǒu)高 Q 因子的電(diàn)感器以减少信号损失。

公差值

容差是实际電(diàn)感值与数据表中列出的值之间的差异。電(diàn)感器的制造公差通常為(wèi)5%、10%或20%。

如何判断電(diàn)感是否有(yǒu)缺陷？

PCB上烧毁的電(diàn)感

使用(yòng)万用(yòng)表测量電(diàn)感器的電(diàn)阻是确定電(diàn)感器是否正常工作的最佳方法。一个工作電(diàn)感的電(diàn)阻应该在1到10欧姆之间。如果值超出此范围，则電(diàn)感器可(kě)能(néng)会发生故障。

这篇博文(wén)概述了分(fēn)立元件中的所有(yǒu)常见错误。在為(wèi)您的電(diàn)路板选择组件之前，考虑所有(yǒu)这些故障模式至关重要。除此之外，您在选择过程中与您的CM合作将使他(tā)们能(néng)够制造出最高质量和最可(kě)靠的電(diàn)路板。如果您想了解更多(duō)关于设计或制造元素的信息，请在评论部分(fēn)告诉我们。