電工常用溫度保護元器件

溫濕度對電子元器件的危害

絕大部分電子產品都要求在干燥條件下作業(yè)和存放。據(jù)統(tǒng)計，全球每年有1/4以上的工業(yè)制造不良品與潮濕的危害有關。對于電子工業(yè)，潮濕的危害已經成為影響產品質量的主要因素之一。

集成電路：潮濕對半導體產業(yè)的危害主要表現(xiàn)在潮濕能透過IC塑料封裝從引腳等縫隙侵入IC內部，產生IC吸濕現(xiàn)象。?在SMT過程的加熱環(huán)節(jié)中形成水蒸氣，產生的壓力導致IC樹脂封裝開裂，并使IC器件內部金屬氧化，導致產品故障。此外，當器件在PCB板的焊接過程中，因水蒸氣壓力的釋放，亦會導致虛焊。

根據(jù)IPC-M190 J-STD-033標準， 在高濕空氣環(huán)境暴露后的SMD元件，必需將其放置在10%RH濕度以下的干燥箱中放置暴露時間的10倍時間，才能恢復元件的“車間壽命”，避免報庖，保障安全。

液晶器件：液晶顯示屏等液晶器件的玻璃基板和偏光片、濾鏡片在生產過程中雖然要進行清洗烘干，但待其降溫后仍然會受潮氣的影響，降低產品的合格率。因此在清洗烘干后應存放于40%RH以下的干燥環(huán)境中。

其它電子器件：電容器、陶瓷器件、接插件、開關件、焊錫、PCB、晶體、硅晶片、石英振蕩器、SMT 膠、電極材料粘合劑、電子漿料、亮度器件等，均會受到潮濕的危害。

作業(yè)過程中的電子器件：封裝中的半成品到下一工序之間; PCB封裝前以及封裝后到通電之間;拆封后但尚未使用完的IC、BGA、PCB等;等待錫爐焊接的器件;烘烤完畢待回溫的器件;尚末包裝的產成品等，均會受到潮濕的危害。

成品電子整機在倉儲過程中亦會受到潮濕的危害。如在高濕度環(huán)境下存儲時間過長，將導致故障發(fā)生，對于計算機板卡CPU等會使金手指氧化導致接觸不良發(fā)生故障。

電子工業(yè)產品的生產和存儲環(huán)境濕度應該在40%以下。有些品種還要求濕度更低。

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無論是電器設備還是電子設備，甚至是電動機、變壓器電磁轉換設備，它們在即將發(fā)生故障之初往往都會出現(xiàn)溫度異常的現(xiàn)象。例如電動機、變壓器在發(fā)生過載或短路故障時，其繞組溫度會急劇上升；電子線路當中的電阻、二/三極管類的元件在擊穿前同樣會發(fā)生溫度異常升高現(xiàn)象；至于因過壓或匝間短路亦或長時間在密閉環(huán)境下使用而燒毀的接觸器/繼電器線圈，恐怕各位同行都接觸過。由此可見，針對上述設備進行溫度保護成為十分必要的預防性保護手段，那么今天我們就來聊一聊這方面的一些知識。

首先來看一種不可逆的溫度保護器件——溫度保險（絲）。不同于使用熔點溫度較高的鉛銻合金/銀銅合金，著重針對電路電流值保護的電流保險絲，溫度保險采用的是對溫度較為敏感的合金材料制成。溫度保險不僅會在流經電流值上升到一定值時動作，更會在被保護對象的溫度上升至一定值后熔斷，從而起到預防性的保護功能?，F(xiàn)階段溫度保險在電吹風、電飯煲等家用電器；手持式電動工具、中小容量的變壓器等裝置中經常見到。

目前常見的溫度保險有：圓柱瓷管式（多見于電飯煲、電壓力鍋等炊具）、塑封片狀溫度保險（多內嵌入變壓器一次繞組、小功率電動機繞組中）兩大類型。現(xiàn)階段溫度保險使用較多的兩種動作溫度值分別是92℃和98℃。需要著重指出的是，有鑒于溫度保險側重于溫度層面預防性的保護，故實際工作中若發(fā)現(xiàn)溫度保險熔斷后，應先仔細核對被保護電器好壞，通常在80——90%的情況下被保護電器是會完好的，這一點同電流保險熔斷后的情況是截然不同的！

再來看，鑒于溫度保險屬于一次性保護器件，損壞后只得更換的不利因素，為了維修及使用方便又誕生了一種可循環(huán)使用的溫度保護器件——溫度開關。溫度開關是利用雙金屬片做為感溫元件的保護裝置，當負載正常工作時，雙金屬片維持原狀處于導通/關斷狀態(tài)；而當被保護對象的溫度上升至雙金屬片動作值后，雙金屬片受熱產生內應力而迅速動作，待保護對象的溫度回落至正常后，雙金屬片恢復原樣。從其保護動作機理上來講，溫度開關同傳統(tǒng)的過載保護器件——熱繼電器幾乎一樣。

溫度開關的額定電流值（雙金屬片間流過電流值）一般有1A、2A、5A三個等級。溫度開關常見的封裝形式有塑封片狀、金屬殼長條形等，其在電炒鍋、電餅鐺、電烤箱等電熱炊具中被廣泛使用；而在軟啟動器、變頻器、逆變式焊機等工控設備中，溫度開關多被固定在大功率元件（晶閘管、IGBT）背后的鋁制散熱片上；此外溫度開關還會被植入電動機、大容量變壓器繞組內，充當超溫預警、溫度保護元件。

最后介紹熱敏電阻、熱電偶這兩種溫度檢測元件，它們都需要后配相應的電子線路，才能起到相應的溫度測量、超溫保護等功能。熱電偶為電壓輸出型溫度傳感器（mV級輸出），其輸出端有極性之分，其測溫范圍較寬，檢測精度一般，多用在工業(yè)級加熱設備的溫度檢測之中。熱敏電阻為電阻值輸出型溫度傳感器（多見10KΩ和100KΩ兩個阻值級別的），其測溫范圍較窄，但精度較高，多用于一般性溫度測量，在電磁爐、光波爐、電子溫度計等裝置中經常使用。

就上述四種溫度保護、測量器件而言，溫度保險和溫度開關在電氣設備中最為常見，由于具有一定的載流能力，故可以直接參與到電路控制當中；熱敏電阻、熱電偶則多見于溫度測量/保護的電子設備中，它們僅做為感溫元件使用，無法同主線路或控制回路直接連接使用。