无声杀手:冷凝如何缩短电池寿命并威胁您的封闭式电子设备

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想象一下,在雨天开车时,您的车窗开始起雾。您擦去冷凝水,一切似乎都很正常。想象一下类似的场景,但您的贵重电子设备,而不是您的车窗,正在其外壳内起雾。这种日常现象会给您的电子产品带来灾难性的后果,包括电池寿命缩短和潜在的设备故障。 

 

什么原因导致冷凝?

冷凝是一个自然过程,当热空气接触到比周围空气露点更冷的表面时就会发生。在室外电子设备外壳中,冷凝通常是由以下原因造成的

  • 温度变化
  • 湿度过高
  • 密封不严
  • 电子设备运行时产生的热量与环境低温相结合

这些因素都会导致机箱内的热空气与印刷电路板 (PCB) 或电池的冷表面相遇。湿气就会凝结成水滴,在 PCB 或电池上形成一层薄薄的水层。

为什么冷凝会成为封闭式电子设备的问题?

电子设备设计用于在特定的环境条件下运行,包括湿度水平。过多的湿气会影响设备的正常工作,导致故障或突然关机。

  1. 1.电子元件生锈

冷凝会导致金属部件生锈。随着锈蚀的加剧,会削弱连接并降低电子元件的整体效率。久而久之,设备就会出现故障和失灵。

2.损坏印刷电路板(PCB)迹线

将印刷电路板的铜迹线暴露在电解液(即使是水等温和的电解液)中,迹线之间会瞬间产生电流。持续的电流会拉掉氧化铜,形成类似汽车电池连接处的绿色堆积物。

有两种类型的腐蚀会导致 PCB(或电池)失效:

  • 电化学腐蚀:液体中的电解质会吸附足够的氧化铜,导致线路断裂并停止向正确位置供电。
  • 树枝状腐蚀:电解质将铜从一条迹线中拉出,形成一条全新的迹线,从而改变了连接路线,改变了预期设计,导致设备损坏。

损坏的印刷电路板迹线还可能导致毁灭性的数据丢失,即使设备仍能继续运行。

3.火灾危险

外壳内的水会增加电流沿意外路径流动而造成电气短路的可能性。这些短路可能导致火花、过热甚至起火,造成重大安全隐患。

4.电池寿命缩短

当电池暴露在冷凝水中时,水会渗入电池单元,增加内阻。内阻增大会降低能量效率,导致电池电量消耗加快,最终无法充电。

此外,如上文第 2 项所述,冷凝水会促进电池内部树枝状突起的生长,尤其是在锂离子电池中。虽然接触后电池可能不会立即失效,但随着时间的推移,电池会慢慢失去充电能力。最终,由于设备无法从新的痕迹中获得足够的电量,电池将完全失效。

5.电池有效容量降低

电解质对电池内离子的流动至关重要,可促进能量流动。水会稀释电解液,长期影响电池的容量和性能。

如何防止冷凝

注重适当的外壳设计对于降低冷凝风险和缩短电池寿命至关重要。这包括选择防潮材料、使用有效的密封件和垫圈,以及提供足够的通风以调节内部温度和湿度。

机柜加热器: 防止 机柜内温度下降,确保内部暖空气均匀分布。

过滤风扇: 防止 过热和影响安装的可靠性。

温度调节器湿度调节器利用我们的温度和湿度控制系统 确保 机柜和开关柜内的理想条件:我们的温度调节器和湿度调节器可控制和调节交流和直流应用(直流调节器)中连接的加热器、过滤风扇和热交换器。

远程监控系统: 提供 预测性和前瞻性数据,确保您始终领先于潜在的冷凝引起的问题。

干燥剂 是一种 用于吸收湿气并保持电子设备外壳内低湿度的物质。硅胶包和其他干燥剂材料可战略性地放置在机柜内,以保持内部环境干燥、无冷凝。不过,随着时间的推移,干燥剂可能会失去作用。

持续的维护 对于 防止冷凝相关问题至关重要。定期检查和清洁机箱,检查是否有受潮的迹象,更换损坏的密封件或垫圈,可以大大延长电子设备的使用寿命和性能。

总结

冷凝会对户外封闭式电子设备和电池造成严重危害。看似无害的水会导致腐蚀、电气短路和数据丢失,同时还会影响电池的性能和寿命。了解冷凝的危险并采取积极措施保护电子设备,可以避免昂贵的更换费用,并确保不间断的生产效率。通过优先考虑适当的外壳设计、实施环境监测和定期维护,您可以保护您的投资,使电子设备保持最佳运行状态。

在 STEGO,我们相信保护项目免受冷凝、高温和严寒的影响应该是设计中最直接的部分。这就是为什么我们采用德国工程技术来制造最高质量的元件,以保护您的设计不受大自然的任何影响。40 多年来,我们一直是热管理领域的先驱;安装 STEGO 部件后,您可以高枕无忧,因为您的设计将得到长期可靠的保护。

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