解决一起市场抱怨遥控器塑料熔毁

浏览产品评论时看到一个用户抱怨家里的遥控器使用一段时间发生了塑料熔毁的安全问题,从拆解图片来看发生熔化的塑料为电池负极带金属弹簧区域。
解决一起市场抱怨遥控器塑料熔毁

通常来说遥控器只是使用2节AAA五号电池,电压只有3V,家里面随处仍放的遥控器更多时候也只是碰到电池和金属片生锈短路,正常使用时不容易大功率发热导致塑料融化问题。对着遥控器各个区域电路电流测试了一番发现最大工作电流也只是语音输入的时候不超过300mA,正常待机只有几微安,这么小的电流不至于设计上的问题,于是将这个问题视为低风险观察。

没想到后面又收到一起桌面布被烧毁,用户抱怨说和遥控器有关系,事态变严重,但从手头的测试分析又无头绪。

隔离在家刷抖音小视频,无意间看荒野求生节目,发现原来用香烟的铝箔纸连接碱性电池的正负极可以产生瞬间短路取火。那要是遥控器的电池两端也被短路,是不是也会产生短期大电流,然后融化塑料,点燃周边呢?

想到就去做,翻出焊锡丝,将遥控器的VCC和GND 电路测试点短路,果然模拟出了塑料后壳融化,清晰看到白烟飘出:

如果短路可以产生大电流,那市场上收集到的不良遥控器一定可以找到短路可能性的样品。果不其然,在一个返回的不良品中发现一个电池电解质残留,残留物漏到了测试点导致电路短路,电流大到0.798A,去掉残渣后又恢复正常。

根据这个方向,请遥控器设计商针对电池V+和 V-模拟,发现电流是有可能达到3.7A 的峰值,负极侧的金属片温度最高可以达100°C,如果简单短路VCC和 GND,电流也会达到1~2A,温度可以达到80°C。 遥控器的塑料材质为HB,耐温范围是60~80°C,桌布材质是PVC 的话,耐温约80°C,如此在万一情况下融化的可能性就有了。

找到可能原因,下对策就容易。
解决一起市场抱怨遥控器塑料熔毁

防止长时间不使用,电池漏液导致电路VCC和 GND短路产生大电流发热,在电路预留电阻R1点位替换一个PTC保险丝(500mAh)。PTC电子保险丝为限流保险丝,当短路时,其电流异常,保险丝对AAA电池起到最大限流作用,对AAA电池起到恒定500mA最大电流放电的作用,同时对遥控产品对其他电路和部件无影响。

为了验证对策的有消息,拿两个同款遥控器对比测试,一个加PTC e-fuse, 一个不加PTC e-fuse, 安装全新电池。一分钟后,就可以观察到不加PTC e-fuse的遥控器塑料融化,冒烟,红外摄像拍摄5分钟后达到最高温154.2°C, 而加PTC e-fuse的遥控器温度只在20~30°C变化,没有其他部件影响。
解决一起市场抱怨遥控器塑料熔毁

最终在完成了后期系统验证项目(功耗,反接,温升)后,正式投入生产,市场检测了几个月以来,没有再发现类似的抱怨。

电路中加入PTC保险丝的简易方法也可以在其他使用电池的产品上,比如蓝牙键盘,蓝牙鼠标等。

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