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解析锂电池充电爆破首要的本源

电源,是一切电子产品的生命之源。电源存在漏洞缺陷,尤其是普遍都存在的缺陷,尤其,是被广泛使用在电视,冰箱、空调等各种家用电器以及各种计算机,电

电源,是全部电子产品的生命之源。

电源存在缝隙缺点,特别是遍及都存在的缺点,特别,是被广泛运用在电视,冰箱、空调等各种家用电器以及各种核算机,电力电信等电气设备上的开关电源遍及存在这同一个缺点,意味着什么?

比萨斜塔佐证过自由落体中的重力加速度,而现在,阿尔达时间常数公式,将佐证——看上去风景无限,气象万千,顶着人类才智光环的整个电子职业,真不过是一座不折不扣的比萨斜塔!

难以想象的是,这一广泛影响了整个国际的电源缺点,它竟然是以一条电子安规检测规范的毫不隐讳的方式成为贯穿整个工业3.0年代的BUG。

首要给咱们描绘一个简略的电子试验,在2个1uF/275VAC的X电容2端别离并联1兆欧姆(0.25瓦)和10K欧姆(5瓦)的电阻,留意一起在X电容两头并联数字万用表,运用750V沟通电压档,然后别离顺次接上电源插头在220V市电插座上插拔一下,然后敏捷拿开脱离电源——您将会精确的观测到大阻值并联的电容两头会呈现超越600V的高压残留(数字万用表得到的有用值,假如用示波器,得到的峰值会更高),而并联小阻值的电容两头将不会呈现超越400V的残留高压。

这一试验证明:想当然的通过简略的加减乘除法核算得到在无浪涌无搅扰的状况下,X电容上不或许呈现二倍以上沟通电源电压的定论是经不起实证的。

对这个简略的阻容并联电路,在全国际的各个电子产品安规测验规范中,都有根本相同的扼要叙说。

在我国国家规范文献 GB4943-2001 中的叙说文本内容是:

2.1.1.7 一次电路的电容器放电

设备在规划上应保证在沟通电网电源外部断接处,尽量减小因接在一次电路中的电容器储存有电荷而发生的电击风险,通过查看设备和有关的电路图来查验其是否合格.查看时考

虑到断开电源时通/断开关或许处于任一方位, 假如设备中有任何电容器,其标明的或标称的容量超越0.1uF,而且接在一次电路上,但该电容器的放电时间常数不超越下列规则值,则应以为设备是合格的: ——对A型可插式设备:1秒;和 ——对永久性衔接式设备和B型可插式设备:10秒。 有关时间常数是指等效电容量(uF)和等效放电电阻值(M )的乘积,假如测定等效电容量和电阻值有困难,则能够在外部断接点丈量电压衰减,

注:在通过一段等于一个时间常数的时间,电压将衰减到初始值的37%。

在UL 60950 等国际规范文献中,这一条规范的叙说文本内容是:

Equipment is considered to comply if any capacitor having a marked or nominalcapacitance exceeding 0,1 Fand in circuits connected to the AC.

MAINS SUPPLY or the DC MAINS SUPPLY has a means of discharge resulting in a time constant not exceeding:

The relevant time constant is the product of the effective capacitance in microfarads and the effective discharge resistance in megohms. If it is difficult to determine the effective capacitance and resistance values, a measurement of voltage decay at the point of external disconnection can be used.

NOTE During an interval equal to one time constant, the voltage will have

decayed to 37% of its original value.

正是这一条看上去对人身安全都现已考虑得细致入微,呵护至极,肯定以人为本的安全规范,埋下了一条使整个电子职业都处于灯下黑而不自知的祸源。能够毫不夸大的说,终究因而引发了多少事端,导致多少丢掉,又直接或直接的形成多少灾祸,真的实在是难以计数:简直便是电子(电源)职业的百年之殇,也是令整个国际无法的电子废物之殇的首要本源。

也是一项很多的电子技能专家与电子工程师都能够亲身试验验证的过错安规规范。

为了了解上的直观和便当,这儿引进一个运用最为广泛的开关电源常见输入部分的电路图为根底,做一次扼要的叙说:

在电子产品一次侧电源端接入的电容与电阻并联之后,这个阻容电路相衔接的电路里,

在沟通电的每个上半周期与每个下半周期,电容上的电压的极性都会随沟通电的改变而改变,

从正到负再从负到正,循环往复的替换呈现。

因而,假如并联的放电电阻与电容的时间常数乘积不能小于等于沟通电的半周期时间,相反地,假如远大于半周期时间的话(R*C>>1/2F,依照规则的最短时间规范,1秒是沟通半周期时间的100倍!),则电容上必定大部分保留有上半个正周期里充电得到的正电压,鄙人半个负周期里,对电容充电的是负极性电压,两种极性完全相反的电压必定先中和,使电容上的电荷归零,然后再充进负极性电压,这就必定导致电容从电源汲取额外的电流来满意中和的需求,然后引起电源部分的电流反常动摇,终究成果是激荡出尖峰高电压,对整个电路发生丧命要挟,特别在电源插头插拔,电源开关翻开和封闭瞬间所发生的电火花必定存在频谱丰厚的搅扰谐波的景象下,以及雷击给电网所带来的强浪涌冲击的景象下将更为阴险。

毫无疑问(有现实佐证),在相当大的程度上,正是这个简略的阻容并联电路上激荡所发生的尖峰搅扰冲击电压,成为了很多电子设备内部整个电路体系中引起元器材莫名失效,从而呈现功用毛病乃至事端的首要而荫蔽的本源。

道理极端简略,由于这条规范从根本上违反了运用在沟通电场合一切必要遵从的电子学原理,便是阿尔达时间常数公式:RC 1/2F,即并联的电容与电阻的时间常数乘积,有必要小于或等于沟通电正弦波半周期时间!保证每个半周期里电容都能充沛放电。

而更为荒唐的作业是,虚线框内所表明的是最根本的EMI(电磁搅扰)滤波器,其间

的放电电阻一般也是遵从上述1秒放电到30%额外电压的规则,但大部分EMI滤波器内部的X电容边上,乃至没有并联放电电阻。

之所以在电源电路中接入X电容以及EMI滤波器,原始意图是用来按捺电磁搅扰的,

恰恰由于忽视和违反了运用于沟通电场合时应该遵从的电子学根本原理,并联接入的放

电电阻阻值太大,实践的客观作用上却成为了电磁搅扰发生器,而且会在电网一侧因雷击等发生浪涌冲击的时分,竭尽全力的火上加油,终究变成后果。

信任不少人都有这样的阅历阅历:家里每日必开必关的节能灯,常常在又一次翻开或封闭的时间损坏,便是由于在开关瞬间存在不行避免的电火花搅扰,而现在的缺点产品都无法有用抵挡这些搅扰冲击。

减小并联电阻阻值的一起,需求增大电阻的功率,原理更简略了,电阻阻值的减小天然添加了流经电阻的电流,增大了功率耗费,但添加了这点必要的功耗换来在可靠性,安稳性及运用寿命等全面而显着的改进成果,是与原理相符的。

打一个风趣而恰当的比方:这个阻容电路比如一条看门狗,喂饱了它,它就能忠诚

的看家护院,让它饿着,它就当即变成一条反噬的凶横饿狼。——而极为不幸的现实是:

国际上的很多家庭及许多的公共空间,现已布满了很多只这样的饿狼。

而一般紧随其后的后级电路部分所采纳的有关按捺办法只起到了很有限的作用。

如上图所示,为了统筹整个电源部分的能量转化功率,需求操控住吸收电路的本身功耗,这使得这一类的吸收电路根本只能有限的吸收变压器的漏感能量,关于来自电网一侧的尖峰

高电压以及由阻容并联电路激荡而发生的尖峰高压的吸收才能就极端有限了,因而从电源输入端引进的尖峰电压搅扰,在通过那个“阻容式搅扰发生器”竭尽全力地火上加油之后,不能被吸收掉的那部分尖峰将直接由这个功率转换电路向后级传送,持续对后级电路施加搅扰冲击!赋有用率地加速设备老化失效的进程。(一些时分,呈现的超高尖峰电压将瞬间击穿变压器的绝缘,导致充电的手机端直接带上沟通高压,这很或许才是南航空姐真实的逝世原因)

在这样的景象下,尖峰高电压持续的冲击极或许导致的,根本是以下几种成果了:

1)开关管被加速老化,终究因不能接受高压而损坏;

2) 开关管或许暂时无缺,但后级低压作业电路中最软弱的要害器材间歇性异常或损坏;

3)开关管与后级电路一起损坏。

以上每一种状况都或许会导致如充电维护电路、电池,功用操控电路等,被尖峰冲击异常导致体系复位或许要害器材损坏,遍及不被重视的是,这些尖峰电压的冲击,仅仅引起电脑文件体系或许智能手机文件体系的部分数据丢掉,终究不得不重装操作体系,这些毛病往往被归咎于电源以外的要素。

而在比如电动车充电器中,假如引起充电时电池瞬间高压击穿短路起火,发生恶性爆破事端就根本不行避免了。在第二种景象中,一般会让人们形成一种幻觉:即以为电源质量没有问题,完全是后级电路损坏的器材本身质量不良(或许电池本身质量不良)引起的。

在绝大多数的智能手机所运用的简易开关电源充电器中,由于遍及性的将充电器当成一个只需能进行电能补给就能够了的设备,因而连这个打了扣头的抗搅扰部分都省掉掉了。终究,在绝大多数充电器中剩余的所谓的抗搅扰办法是:将高压储能电解电容一分为二,在中心串入一个小电感,聊胜于无地做了一道象征性的阻拦门槛,当然挡不住来自电网一侧的搅扰势如破竹!后级那些被宣传得神乎其技的电池维护板神马的,仅仅对必定范围内的直流过电压有用,(这些”维护大神“本身的耐压极限很少有超越25V的 )关于能置其于死地的尖峰高电压冲击,根本只能束手待毙。特别在充电中运用手机时,充电器的安稳性变得极为低下!有时乃至仅仅一条短消息提示音引起的动摇,都足以诱发电池爆破!(特此劝告——小而美的美丽尤物类的充电器一点点代表不了技能含金量,特别在安全方面)

如上图提示的,这便是一切大牌的智能手机都无一例外的发生过充电爆破的根本原因!

而通过整改的充电器,输出的充电电压会十分洁净安稳,保证在充电中运用手机的充沛安全——

依照从阿尔达时间常数延伸出去的整改路线图,终究仅花费极小的本钱价值,即能得到极端安稳的输出电压,电压动摇只需微乎其微的0.01V,什么概念呢,便是输出电压的安稳程度达到了军工规范要求,一起在功率,在抗雷击浪涌方面的才能都有全面的进步。能够保证在充电中运用手机不会有任何风险。——无须接入粗笨贵重的共模电感。以此类推,在相应的其他功用参数要求严厉的电源中,完全能够因而恰当削减EMI滤波器的级数,下降本钱,减小体积,整个电子职业得到的却是朝思暮想的更安稳,更安全,更长命的电源设备。

趁便提一下那些声称能够防雷击的安全插座,里边接入的X电容与放电电阻相同存在这个完全相同的危险。

定论:

只需电器设备的沟通电源输入端需求接入X电容用于吸收来自电网电源端的搅扰,就必定逃避不了这个全面回归和遵从电子学根本原理的阿尔达时间常数公式,在向工业4.0年代跨进的时间,了断这个贯穿了整个工业3.0年代的基因式BUG,对整个国际而言,含义严重。而现在国际上简直一切运用沟通电源作业的电子设备中,都能够简略而便利的对这个电阻进行转换,便当即能够使这些设备处于十分安稳安全的电源环境中,将会立杆见影地

使一切相关电源及其电子设备在可靠性,安稳性及运用寿命等方面得到全面而完全的改观。需求特别催促的是:国际电工委员会(IEC)以及电气和电子工程师协会( IEEE)等相关组织,应该赶快完成对这条安规规范正式修订,你们真的欠国际一个仔细的抱歉与悔过。

至此,咱们乃至完全能够有满意的理由达观预见: ——国际大将因而而显着削减各种电器(电气)设备毛病与事端,以及削减由于这些设备显着延伸运用寿命而推延发生的电子废物,以及与之严密相关的生态环境灾祸….. 在不得不筛选的电器设备中,其间的零部件,元器材的再利用率将会显着添加,由于所谓无故失效的原因现已根本根除了。

而整个电子业界所需求支付的尽力,竟然仅仅举手之劳——马上把这个公式运用到产品规划与出产中去,整改快捷,本钱低价!

请问: ——何乐而不为?

终究,咱们不以为能够由于对金钱财富无度的贪婪而有意无意的加速电子产品更新换代速度的行为能够被持续忍受和宽恕,在人类坚信自己能够挣脱地球的捆绑,并确认能够在宇

宙中找到新的家乡之前,没有理由不善待地球。假如亲眼目睹山脉般的电子废物横亘在面前,就会有毛骨悚然的感觉。

天主的原意或许有二:

其一:在人类真实学会善待地球之前,休想找到新的星球家乡。

其二:就给你一个地球玩儿,制止跨界,自己看着办。

附:关于这个时间常数公式的命名——

这个时间常数公式被发现者首要成功而经典的运用在深圳市阿尔达科技有限公司规划

出产的阿尔达快速恒温烙铁产品中,不只使产品获得了极端超卓的安稳性与可靠性,更为值得称道的是,该烙铁产品因一起兼备三大超卓功用而成为职业中性价比名列前茅的佼佼者:

1)升温敏捷,通电约15秒即可熔锡焊接,能很好满意通用场合的各种焊接要求;

2)节能作用奇高,在420 下的待机功耗仅为16瓦左右,比最一般的25瓦小功率烙铁还低了9瓦!是当时全职业中最节能的恒温烙铁;

3)还有一项绝无仅有的功用是,在发生静电、漏电时会主动声响报警,提示作业人员有必要当即处理,有用避免或许发生的灵敏器材的焊接危害,是进步良品率,下降返修率的有力保证,特别合适电子出产制作企业大批量运用。

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