一、試驗變化與過程分析

1.部分實驗條件從Uc改為Uref參考電壓，

2.對于戶內(nèi)型 SPD,在整個試驗過程中和試驗后試品表面溫開不成超過120K，在試驗中所有非線性元件斷開 5min 后，表面溫升不應超過 80 K.

除此之外初始電流、步進電流、熱穩(wěn)定表征等沒有變化。

圖1  新標準合格判定變化

本期我們分析兩個試驗結果曲線來分析熱穩(wěn)定的實驗流程。 

圖2  試品熱穩(wěn)定階段（合格）

    先熱穩(wěn)定的定義，在標準中規(guī)定為10min之內(nèi)的溫升小于等于2k，在2000年初期這個定義會誤認為每一個電流檔只做實驗10min，在10min之內(nèi)不能超過2k的溫升，這是不可能達到的，也是錯誤理解。如今已經(jīng)基本沒有這樣的誤解了，10min/2k的判定其實是一個斜率判定，即每一檔電流測試里要至少有10min的時間段溫升是小于2k的，而每一檔電流測試必然大于10min，那么在一檔電流里會有怎樣的溫升呢？

    每一檔測試溫升大約會經(jīng)歷三個斜率k的過程，K1是換擋之后溫度急劇上升，然后進入到平穩(wěn)上升期是K2，第三是緩慢上升期K3，那么當K3就會進入10min/2k的判定，所以在實驗中每一檔電流的跳躍之前必定有K3=10min/2K。

圖3  試品熱脫離與溫度測試階段（合格）

    經(jīng)過幾個電流擋的溫度攀升，溫度到了112℃，此時內(nèi)部低溫焊系達到了熔化溫度，脫離的瞬間測試電流跌落回0，形成開路狀態(tài)，測試電壓探測到電流跌落，開始電壓攀升，嘗試維持電流到相應的電流檔位，進行一段攀升后，發(fā)現(xiàn)電流始終為0，設備判定為熱脫離，測試電壓回0，判定為脫離后，經(jīng)過5分鐘再次施加UC電壓測量電流值應小于1mA，恢復室溫后再施加Uc電壓2h，判定完全脫離。

    開篇講到對于脫離溫度的判定：溫升不是脫離時的實時溫度，所以此處需要使用脫離溫度112度減去初始溫度大約23度，得到ΔT=89K＜120K，同時5min之后的也是溫升，實時的溫度減去初始溫度。

    題外話，當2000年末的時候，我們國家的低溫焊錫產(chǎn)業(yè)剛剛開始，許多企業(yè)的使用的低溫焊烯還尚不穩(wěn)定，筆者也經(jīng)歷過大量實驗尋找低溫焊錫供應商的時段，確定過一款產(chǎn)品，是當時先進的技術制成了含助焊劑的成品絲。反觀現(xiàn)在我們國家制造工藝的提升，低溫焊錫絲、環(huán)保低溫焊錫絲都是有了長足的進步，可以輕易采購到，低溫焊錫的溫度一般在135～145度，既保證了機械強度，也保證了熔化溫度。但需要注意一點，同樣熔點的環(huán)保焊錫絲比普通絲的機械強度要低。 

圖4 熱穩(wěn)定中熱崩潰階段（不合格）

    我們來看一個熱失控的不合格產(chǎn)品。先試品從2mA起測，經(jīng)過了漫長的溫度攀升和電流檔攀升，實驗大約經(jīng)過兩個半小時，曲線上可以看到達到中后期，每一檔電流出現(xiàn)熱穩(wěn)定的用時都比初期的要長。有設備一檔試驗電源為大輸出700V，進行下一檔電流需要跳轉第二個電源調(diào)壓器，此電源輸出阻抗小，電壓切換時電流出現(xiàn)回調(diào)，同時溫度也有所回落。第二檔電源由于輸出阻抗減小，實現(xiàn)低電壓大電流。（此處切換現(xiàn)象因設備涉及差異而異） 

圖5 試品熱失控階段（不合格）

    完成切換后，電壓和電流趨于穩(wěn)定，但是電壓一直微降維持電流，電流陡增，呈現(xiàn)出電壓、電流曲線反方向交叉，說明了試品內(nèi)阻在不斷下降，此區(qū)域就形成了熱失控區(qū)，此區(qū)域維持了約1小時。 

圖6  以高溫脫離或起火終止（不合格）

    熱失控的試品溫度一直上升，達到了159度。此時脫扣系統(tǒng)低溫焊錫尚能正常工作使試品脫離，否則試驗電源跌過Uc切換至Uref電源時將不再限制電流，MOV將會起火。

二、熱脫離后的試驗判定

標準變化，增加了Uc施加2h的合格判定流程。

圖7 新標準驗證脫離器斷開流程

    實現(xiàn)熱脫離靠低溫脫扣系統(tǒng)，之所以標準里要驗證脫離器斷開，是因為下圖所展示的SPD內(nèi)部脫離系統(tǒng)脫離后的樣子。一是低溫焊錫熔化后，拉絲形成了微弱的導電通路；第二個是低溫焊錫雖然熔化，但是脫扣系統(tǒng)機械結構卻卡在一起無法脫離，這都造成了脫離不完全；三是，脫扣系統(tǒng)脫離瞬間使熔化的焊錫飛濺，殘留表面形成爬電可能。

 圖8 各種脫離不完全的隱患

    同時熱穩(wěn)定實驗的合格判定里還有一項：脫離器如果動作要有清晰的指示。那么不清析或無法辨認的指示都是不合格的。問題大多出現(xiàn)在防老Obo結構和仿老老西戴爾結構中，反觀仿老盾結構，就基本沒有不清晰指示的問題。

圖9 各種脫離器指示清晰與不清晰的區(qū)別

     橘紅色“不合格”需引起大家的重視，我們在技術交流中外資企業(yè)與認證機構也同樣給出了肯定的不合格研判。從設計制造角度分析，屬于脫離器機械結構問題，綠板超寬。換個角度思考，做防雷產(chǎn)品、做檢測的人都知道其實他脫扣翻牌了，但是用戶不一定知道翻盤，是否會認為還有30%是綠的，就像手機電量，30%不用換等他全面紅了再換，所以一定要跳出測試者和制造者的角度看問題。歡迎討論！