Dlaczego tak łatwo uszkadza mikroelektronikę niskiego napięcia?

Wszyscy mieli czas, kiedy woda przenika całą elektronikę, a cała sprawa ulega zniszczeniu, jak telefony komórkowe.

Przy tak niskim napięciu (3-5 woltów) nie rozumiem, dlaczego jest to tak krótkotrwała szkoda (długoterminowa ma sens - korozja itp.)

Gdyby dioda LED była równoległa do wody, może pobrano by nieco więcej prądu, ale wydaje się, że wcale nie wystarcza do zwarcia systemu, a dioda nadal świeciłaby.

Co więc powoduje trwałe uszkodzenie części elektroniki i jaka jest przyczyna?

Czysta woda nie jest szkodliwa dla elektroniki. Czysta woda nie przewodzi prądu. Widziałem całe płytki drukowane zanurzone w czystej wodzie i działają dobrze. Problem polega na tym, że czysta woda nie pozostaje czysta przez długi czas. Szybko rozpuści / zaabsorbuje różne zanieczyszczenia ze środowiska, a zanieczyszczenia te spowodują, że teraz nie czysta woda będzie przewodzić prąd.

Zanieczyszczenia te pochodzą ze środowiska - w tym z powietrza. Tak więc kurz, brud, a nawet CO2 spowoduje przepływ wody. Woda z kranu zawiera wiele minerałów i soli, które również będą przewodzić.

Ale normalna woda (nie czysta woda) nie zniszczy większości elektroniki, gdy obwód jest wyłączony. Często spłukuję płytki drukowane w zlewie, a nawet zwykłą zmywarkę, aby je wyczyścić. Muszę tylko upewnić się, że woda całkowicie wysycha i nie pozostawia pozostałości przed włączeniem.

Ale powodem, dla którego normalne obwody zanurzone w normalnej wodzie nie działają, jest to, że normalna woda przewodzi. To nie jest idealny przewodnik, ale wystarczy przewodnik. Jeśli dostaniesz wystarczającą ilość energii elektrycznej przepływającej przez miejsca, do których nie była przeznaczona, to źle. Jeśli będziesz miał szczęście, spowoduje to, że obwód będzie chwilowo niewłaściwie zachowany. Jeśli nie masz szczęścia, odniesiesz trwałe obrażenia.

Proste obwody, takie jak LED + rezystor + bateria, prawdopodobnie będą działać dobrze, gdy są zanurzone. Dioda LED może nie świecić, a akumulator może być całkowicie rozładowany. Ale osusz go i wymień baterię, a powinno działać dobrze. Ale niektóre obwody są bardziej wrażliwe. Pomyśl o MOSFET, który przełącza setki wzmacniaczy / woltów. Włączenie MOSFET-a wymaga jedynie odrobiny prądu, a woda jest wystarczająco przewodząca, aby go włączyć. Ale teraz masz ogromne ilości mocy włączonej, kiedy nie powinna - więc nie jest zaskoczeniem, że coś może zostać uszkodzone.

Lub pomyśl o rezystywnym dzielniku napięcia na sprzężeniu zwrotnym przetwornicy DC / DC. To właśnie ustawia napięcie wyjściowe. Dodaj trochę wody, a napięcie wyjściowe może być zbyt wysokie. Woda nie zepsułaby tego rozdzielacza. Teraz zamiast wyprowadzać 3,3 V, wyrzuca 9 V. Oczywiście każdy układ zasilany z 9 V zamiast 3,3 V jest prawdopodobnie martwy.

Zatem woda nieczysta jest zła. To zabija rzeczy.

Chociaż nigdy o tym nie słyszałem, możliwe jest również, że uruchomienie urządzenia nasiąkniętego wodą zawierającego tanią płytę SRBP może stanowić ryzyko pożaru.

Jako lekkomyślny nastolatek czerpałem przyjemność z okablowania 12 V prądu stałego na parach sąsiednich torów na kawałku taniej listwy, a następnie umieszczając kroplę wody z kranu na torach. Na początku dostajesz tylko ładunek wodoru i tlenu, ale w końcu podgrzana woda częściowo odparowuje, a częściowo wnika w tani materiał podstawowy SRBP. W końcu deska staje się tak gorąca, że ​​zaczyna się karbonizować, a następnie między torami pojawiają się iskry i ostatecznie deska się zapala!

Nie wiem, jakie byłoby minimalne napięcie, aby do tego doszło (nie próbowałem ostatnio!), Ale 12V przy kilkuset miliamperach zrobi to z Veroboard o skoku 0,1 ".

Mam nieużywaną samochodową ładowarkę do telefonu, która byłaby idealnym kandydatem na eksperyment później ...

Mikroelektronika niskiego napięcia często ma niską tolerancję na wyższe prądy i napięcia. Taka jest natura ulepszonej mikronizacji i wydajności energetycznej. Dodając wodę, dodajesz ścieżki elektryczne dla różnych części, które nie powinny tam być. Rzeczy ulegają zwarciu, części ochronne są pomijane, części mogą otrzymywać wyższe napięcia niż są w stanie tolerować.

Dane urządzenie może być zasilane baterią 3,7 V lub złączem USB 5 V, ale mogą istnieć regulatory podwyższające dla niektórych podsekcji jego elektroniki. Możesz mieć urządzenie ze skokiem do 18 V. Dodaj wodę, aby utworzyć niechcianą ścieżkę elektryczną, a ten podsekcja 18 V właśnie zwrócił się do sekcji tylko 5 V, zabijając każdy chip tam.

Układ scalony może obsłużyć tylko tonięcie lub pozyskiwanie 10 mA. Dodanie wody i zwarcie do ziemi lub V _cc spowodowałoby wyciągnięcie dużo więcej niż 10 mA, smażąc ten pin układu scalonego, jeśli nie cały układ. Poof, tam jest LCD na twoim telefonie.

Głównym powodem takiego stanu rzeczy jest to, że nie są to pojedyncze, niezasilane części, ale cała płyta prawdopodobnie z tysiąca części, wszystkie o różnych maksymalnych progach napięcia i prądu, które są starannie ułożone w sposób, w którym ścieżki elektryczne są dokładnie kontrolowane.

Dla porównania, twój samochód może siedzieć na deszczu bez wnikania wody (jeśli jest dobrze zaprojektowany i utrzymany, oczywiście). Wjedź do rzeki (lub rzeka do ciebie przyjdzie), a woda zniszczy wnętrze kabiny i silnika. To właśnie robisz, gdy wprowadzasz wodę do elektroniki.