电视机燃烧元凶

【摘要】随着液晶技术的成熟发展，液晶电视机价格一降再降，已经不再是奢侈的高档消费品，早就成为寻常百姓家里的普通消费品。但随着液晶电视机的普及使用，不时有发生电视机燃烧的事件，给使用者造成重大的经济损失和精神损伤。笔者就液晶电视机燃烧的元凶之一――铝电解电容器导致液晶电视机燃烧的可能进行模拟验证，同时提出一些可能的预防解决方案。

【关键词】液晶电视；电解电容；燃烧；工频电容；开关电源

1.序言

2.铝电解电容器的结构

3.燃烧三要素

对于火源中的第一点：氧化膜绝缘损坏而在工作中产生的火花。学过电子的人都知道“尖端放电”或者“尖端效应”，一旦绝缘皮膜某个地方损坏，该处就容易形成绝缘尖端，也就是该处绝缘最弱，导致不用很高的电压就容易击穿绝缘层而出现打火产生火花，理论上在一个标准大气压下空气的放电电压是1KV/mm（该距离或者电压和当时的湿度、温度等有关），也就是当两点间电压为1KV时，如果其距离小于1mm就会出现放电而产生火花。这里讲的损坏包括滤波剪切不平整以及留有铝屑等。

根据空气放电距离的原理，虽然理论上只要两端间存在电压差且距离一定近时就会出现放电而产生火花，但低压部分要达到这个条件还是非常困难的。在开关电源回路上，电解电容器使用的地方主要时整流滤波回路，主要有初级工频滤波电容器、次级整理滤波电容器以及相关IC工作VCC供电的滤波电容器等。其中只有工频滤波电容器属于高压工作，且其工作时存在的能量也最大，导致燃烧的可能性也最大。故下面就理论上和实际是否可能导致放电等引起火灾进行研究。

4.理论上存在的最高电压

5.试验模拟电路

根据以上的理论分析，在电网等出现异常情况时工频电容器上承受的电压会高达620V，那这么高的电压能导致工频电容器出现异常并产生明火吗？下面将进行相关试验来验证。

6.燃烧试验情况

试验的结果证明了在某些异常高压出现时，电解电容器存在火源，从而会出现异常而产生明火的情况，由于明火的温度高导致塑胶后壳容易发生燃烧。

7.防止电解电容器燃烧导致火灾的对策

另一个是尽量防止异常高压施加到工频电容器上。比如在回路上追加一些侦测回路，一旦出现异常高压时，把后级回路关闭，使得工频电容因为提供极少的能力，其内部温度低，就算出现失效也不会产生明火，从而有效防止出现燃烧的情况，也可以利用继电器把AC输入关断。侦测回路的原理图如图九所示，通过对工频电容器上的电压进行异常高压侦测，当出现异常高压时通过继电器把输入电源关断，实际试验结果如图9所示，当叠加到工频的电容达到570V左右（该电压的高低可以根据需要进行调整设置）时，继电器就会动作，从而关断AC输入，试验结果工频电容只会出现失效而没有明火产生，也是有效果的。该对策除了需要增加一些成本外，需要注意防止侦测回路误动作问题。

再一个就是提升电解电容的特性。根据以上的理论分析，电路出现异常时施加到工频电容器上的电压达到620V左右时相同容易出现的情况，那如果电解电容本身在承受620V左右的电压时不会出现短路打火的情况，理论上也是能有效改善这个问题。有两个方向，一是通过改变电解电容器的结构，使其能承受更高的静电能力，如提高正箔的化成电压、增加化成反应时间，提高铝氧化物的厚度、增加电解液的系数等；另一个是开发采用所谓阻燃电解电容器。阻燃电解电容器和一般品在结构上没有什么区别，主要区别在于其采用的电解液、电解纸、胶盖等都可以达到94-V0的防火等级，在防爆阀打开时不会出现明火的情况。该对策无法由液晶电视机制造厂商单独来实现，需要和电解电容器制造厂家配合，且由于市场需求少、技术要求高、专利限制等因素，这个具有阻燃特性的电解电容器制造厂商少且价格高。

另外由于电解电容器的工艺是电解纸和铆接在导针上的铝箔缠绕在导针上，并用铝壳组装起来，一旦铝壳受外力变形就会损伤到内部素子，而引脚的成型等有可能导致铝箔于导针铆接的地方出现破损等情况，从而导致工频电容器出现不良导致明火发生，故在使用电容器时出现注意成型以及打胶固定。

参考文献

[1]扬蕙夏.浅谈铝电解电容器的燃烧性[J].世界电子元器件,2004(02).

作者简介：曾维禄（1974―），男，福建古田人，毕业于北京科技大学信息工程学院工业电气自动化专业，大学本科，工程师，毕业后即进入世界最大的液晶显示器和液晶电视机制造公司――福建捷联电子有限公司工作，先后担任制程工程师、电气设计主管、电源工程部经理等职。