Почему взрываются конденсаторы: Это просто бомба или почему взрываются электронные устройства / Хабр

Содержание

Это просто бомба или почему взрываются электронные устройства / Хабр

Когда я был школьником, мама порой с ужасом смотрела на мои запасы радиохлама, служившего источником радиодеталей. Ужас этот оформлялся в вопрос: а у тебя там точно ничего не взорвется? И надо сказать, вопрос был не беспочвенный: в наших золотоносных краях, богатых не только драгоценным металлом, но и разнообразной взрывчаткой, неоднократно были случаи, когда дети притаскивали домой электродетонаторы и прочие опасные вещи. Но я хорошо знал не только как выглядит детонатор, но и как с ним обращаться, и мне бы в голову не пришло хранить его дома. Так что мои сокровища были безобидными. Примерно такими, как на КДПВ (если кто не понял, это обычные часы в экстравагантном оформлении).

Впрочем, не всегда так. Иногда электроника взрывается. И об этом моя статья.

Есть такое явление – электровзрыв

Если пропустить через тонкую проволочку достаточно большой ток, она раскалится и перегорит. Характер этого явления сильно зависит от силы тока: если при невысоких ее значениях она просто перегорит, и процесс этот будет длиться секунды или десятые доли секунды, то при больших плотностях тока (104-106 А/мм2) выделившееся тепло за считанные доли микросекунды или единицы микросекунд превратит проволочку в пар. Причем пар чудовищно сильно сжатый (с плотностью, как у твердой меди!) и находящийся под крайне большим давлением. Температура его тоже немалая. Тут же он начинает расширяться со сверхзвуковой скоростью, порождая ударную волну, в энергию которой переходит около четверти всей подведенной к проволочке энергии. Другой вариант электровзрыва реализуется при пробое жидкого или твердого диэлектрика, который превращается в пар в канале разряда.

Электровзрыв – явление интересное и имеющее множество полезных применений: с его помощью генерируют ударные волны и создают сверхвысокие давления и температуры, получают наночастицы и напыляют тонкие пленки, проводят химические реакции, требующие экстремальных условий. Электровзрыв применяют для атомизации проб в эмиссионном спектральном анализе, с его помощью генерируют сейсмические волны для зондирования морского дна и даже дробят горные породы. В электронике же электровзрыв – явление безусловно вредное. Развивается он, разумеется, при аварийной ситуации, и впоследствии может очень сильно осложнить ремонт. Речь тут уже идет не только о выгоревших проводниках, но и о той меди, которая осела на все вокруг в виде проводящей пленки. Об ударных волнах, которые способны, например, оторвать разварочную проволоку от кристалла микросхемы, находящейся в другом конце платы и на первый взгляд никак не пострадавшей. Наконец, давлением взрыва может вырвать из платы крупногабаритные детали или даже деформировать плату и разорвать корпус. И самое неприятное последствие – это то, что ионизированные пары меди создают условия для перебрасывания дуги, образовавшейся после взрыва, на низковольтные цепи – тут уже возникает и опасность поражения током, и вероятность пожара, и материальный ущерб из-за внезапного подключения последнего iPhone прямо к сети 220 В. Типичное место возникновения такой аварии – импульсные блоки питания с сетевой стороны. При замыкании входного выпрямителя к току КЗ сети добавляется ток разряда фильтрующего конденсатора и общий ток в импульсе легко может достигнуть тысяч и десятков тысяч ампер! Такой ток с легкостью испаряет не только печатные проводники, но и выводы радиодеталей.

Профилактикой от таких ужасов является ограничение тока короткого замыкания. Обычно на входе импульсных блоков питания ставят предохранитель и терморезистор (NTC). К сожалению, последний выполняет в основном функцию ограничения зарядного тока при включении, но и его остаточное сопротивление – порядка десятых долей ома – может снизить ток КЗ в несколько раз. У блоков питания невысокой мощности (до 10-15 Вт) имеет смысл установить резистор сопротивлением в несколько ом уже после выпрямителя – на нем будет рассеиваться несколько сот милливатт мощности, зато при любой аварии ток не превысит десятков ампер. Хорошей практикой является использование в таких цепях разрывных резисторов, выполняющих одновременно роль предохранителя. Также не следует пренебрегать мерами против переброса дуги в виде перегородок между высоковольтной и низковольтной частями схемы.

В низковольтных цепях, даже сильноточных (а в современной компьютерной технике такие не редкость) электровзрыв обычно развивается только внутри корпусов транзисторов и микросхем, порой взрывая их изнутри, но не производя дополнительных разрушений.

Бабах из конденсатора

Вам знакома забава советских детей – “электролит” покрупнее в розетку и бежать? Иногда так случается и в аппаратуре, когда конденсатор выходит из строя по той или иной причине. Результат часто бывает печален: по всему корпусу разбросаны обрывки фольги, замкнувшей все и вся, так что ремонтировать просто нечего – все напрочь сгорело. Природа взрыва проста и незатейлива: закипевший электролит своим давлением пара разрывает герметичный корпус и выбрасывает свое содержимое. Так “взлететь” может не только оксидный конденсатор – бумажные и пленочные на это также способны при наличии сколько-нибудь прочного корпуса. Аналогично взрываются и аккумуляторы при неправильной зарядке (с литий-ионными “немножко” другая физика и химия, об этом ниже).

Кстати, такие взрывы могут представлять серьезную опасность, особенно когда идет речь о старых советских конденсаторах крупных размеров без предохранительного клапана и насечек на корпусе. Вынесу из комментариев описание инцидента:

в ходе опытов было устанослено, что 10000мКф, 25В(?) конденсатор с цельным корпусом способен с 7 метров оставить вмятину в алюминивом профиле глубиной в 5мм.   (@OvO)

(цитату не редактировал, чтобы сохранить атмосферу после взрыва и трясущиеся руки).

Как бороться? Ставьте конденсаторы хороших фирм и с запасом, не забывая учитывать и реактивную мощность. Между более дешевым конденсатором без предохранительного клапана и более дорогим с клапаном выбирайте последний, особенно если конденсатор крупный.

Обычно все взрывы в электронике ограничиваются ровно той энергией, которую туда подвели непосредственно перед взрывом извне. Но иногда источник энергии находится внутри.

Настоящая взрывчатка inside

Так тоже бывает.

Знаете, как устроен танталовый конденсатор? Микроскопически – точно так же, как обычный электролитический: на поверхности тантала имеется оксидная пленка, служащая изолятором. Только вместо электролита (он же вторая обкладка) – диоксид марганца, смешанный для лучшей электропроводности с сажей. Основное отличие состоит в том, что вместо рулончика фольги здесь – кирпичик из спрессованного порошка тантала, поры которого заполнены двуокисью марганца. Вам это ничего не напоминает? Это же термит! Смесь порошка более активного металла и оксида менее активного, в которой после поджигания идет бурная реакция, сопровождающаяся выделением большого количества тепла, разбрасыванием искр и образованием продукта в виде расплавленного металла.

Отсюда не удивительно, что танталовый конденсатор, пробиваясь, отправляется в царство Ямараджа не тихо-спокойно, а с фейерверком. Причем произойти это может даже в слаботочных цепях, от которых вовсе не ожидаешь пиротехнических эффектов при включении – накопленной конденсатором энергии достаточно, чтобы разогреть точку пробоя до начала реакции. Фейерверк этот может продолжаться несколько секунд, независимо от подачи тока, и может прожечь плату насквозь, до дыры. Данному эффекту не подвержены полимерные танталовые конденсаторы, в которых отсутствует двуокись марганца.

Я выше упомянул литий-ионные аккумуляторы, мол, там немного по другому. Так вот, с ними та же история. Если из заряженного литий-ионного аккумулятора убрать сепаратор, то это та же самая взрывчатая смесь. Ведь катод здесь, после зарядки – это почти что двуокись кобальта, сильный окислитель. А анод – мало того, что горючий графит, так еще и набитый еще более горючим литием под завязку. И все это – в тесном соседстве и плотном соприкосновении. Стоит лишь образоваться маленькой дырочке в сепараторе – от механического повреждения, перегрева, заводского дефекта или дендрита металлического лития, образовавшегося из-за неправильной зарядки – как разогрев током короткого замыкания эту смесь тут же подожжет.

Как бороться? Культурно обращаться с атомной энергией, как сказала Фаина Раневская. Литий-ионные аккумуляторы требуют тщательного соблюдения всех надлежащих мер безопасности, описание которых тянет как минимум на следующую статью. А с танталовыми конденсаторами — в общем-то все то же, что с обычными, только пробиться со взрывом они могут и от микросекундных иголок. Ну и проверять все (особенно полярность!) перед первым включением и не наклоняться над платой в этот момент.

А иногда бывает. ..

Так задумано

Электродетонаторы, электровоспламенители и пиропатроны – это, в сущности, тоже электронные компоненты. Взрываться – их функция. Главное, чтобы они взрывались только по команде. А значит, нужно тщательно продумывать схему включения таким образом, чтобы случайное инициирование исключалось, в том числе при любых мыслимых неисправностях. Сфера эта специфическая, многое тут покрыто секретностью, а то, что несекретно, обсуждать на открытой площадке тоже не стоит по понятным причинам.

В свое время ходили байки про пиропатроны, встроенные в японские магнитофоны, призванные взорвать аппарат при попытке заглянуть внутрь. В реальности, конечно, было как в песне у Иващенко с Васильевым:

… А потом они решили
посмотреть, что там внутри:
нежно крышку приоткрыли

динамиту не нашли.

Так что в гражданской сфере основное применение компонентов такого рода – это автомобильные подушки безопасности.

А вам желаю никогда не подрываться на собственных конструкциях. И не пренебрегать защитными очками.

Танталовые конденсаторы опасны.Взрываются и горят.Будь осторожен | Электронные схемы

танталовые конденсаторы в чем их минус

танталовые конденсаторы в чем их минус

У известных танталовых конденсаторов,помимо плюсов есть один очень серьезный минус.Этот минус-пожароопасность.

В электронике,для фильтрации питания от различных помех применяют полярные конденсаторы.Самые распространенные,это оксидные конденсаторы с жидким электролитом.На их корпусе есть насечка и если будет превышение допустимого напряжения,тока пульсаций или переполюсовка выводов на конденсаторе,этот электролит нагреется и выйдет из корпуса под давлением наружу в виде пара.Другой тип конденсаторов-твердотельные,там нет жидкого электролита,это конденсаторы полимерные и танталовые.

полимерный и танталовый конденсатор

полимерный и танталовый конденсатор

Решил проверить,что будет,если на полимер или тантал конденсатор подать большее напряжение чем то,на которые они рассчитаны,и что будет,если подать напряжение в обратной полярности. Полимерный конденсатор на 10 Вольт вполне выдержал превышение до 15 Вольт и переполюсовку он вполне выдержал.При переполюсовке в 15 Вольт питания через него пойдет ток 10 мА и конденсатор будет чуть теплый.

Танталовый конденсатор на 10 Вольт тоже выдержал испытание напряжением 15 Вольт.Но при переполюсовке питания,уже при напряжении 4 В, ток через конденсатор достигнет около 280мА и при 6 В конденсатор взрывается и горит,пока не отключить питание.Происходит разрушение оксидного слоя конденсатора и пробой диэлектрика,в итоге возгорание и возможный пожар.

взрыв и возгорание танталового конденсатора

взрыв и возгорание танталового конденсатора

При установке танталового конденсатора в устройства,надо не превышать допустимое его напряжение, деталь брать с запасом по напряжению,может выйти из строя при перегреве.Также ни в коем случае не должна произойти смена полярности питания.Это все касается по крайней мере конденсаторов в желтых корпусах.В продаже есть танталовые конденсаторы,которые более устойчивы к возгоранию и менее пожароопасны.

минус танталового конденсатора в его пожароопасности

минус танталового конденсатора в его пожароопасности

Электроника НТБ – научно-технический журнал – Электроника НТБ

Технология металлизации
Пленочные конденсаторы изготавливаются методом металлизации полимерной пленки диэлектрика. В применяемой компанией AVX технологии для обеспечения хорошего сцепления пленок полимер (полипропилен) перед металлизацией обрабатывается коронным разрядом. Тонкая металлическая (алюминиевая) пленка наносится методом вакуумного испарения при температуре камеры 1200°C и температуре полипропиленовой подложки от -25 до -35°C. Схема установки нанесения металлизации приведена на рис.1. При достаточно малой толщине металлическая пленка, находящаяся над дефектом диэлектрика, при прохождении тока испаряется, в результате чего дефектная область оказывается изолированной, т. е. происходит так называемое самозаживление компонента. Благодаря эффекту самозаживления и обеспечивается высокий градиент напряжения пленочных конденсаторов. Для современных конденсаторов компании AVX, изготавливаемых по полностью “сухой” технологии и предназначенных для разрядных устройств, градиент напряжения превышает 500 В/мкм и 250 В/мкм для конденсаторов фильтров постоянного тока. Поскольку разрабатываемые конденсаторы соответствуют стандарту промышленности бытовой электронной техники CEI 1071, они способны выдерживать без существенного сокращения срока службы несколько выбросов напряжения, превышающих номинальное значение примерно в два раза. Пользователь при выборе компонента может принимать во внимание нужное номинальное напряжение конденсатора.

Электролитические конденсаторы
В электролитических конденсаторах в качестве диэлектрика используется окись алюминия, диэлектрическая постоянная которой составляет 8–8,5, а градиент напряжения – 0,07 В/А. Поэтому толщина диэлектрика конденсатора на напряжение постоянного тока 900 В должна составлять 12000 ангстрема, или 1,2 мкм. Однако такая толщина диэлектрической пленки для электролитических конденсаторов неприемлема. Это объясняется тем, что для получения требуемой удельной мощности конденсатора в пленке окиси алюминия вытравливаются ямки, формирующие ее микрорельеф, уровень которого зависит от толщины пленки диэлектрика. С увеличением толщины емкостной коэффициент, обусловленный микрорельефом диэлектрика, уменьшается. Это приводит к тому, что значение емкости конденсатора на напряжение 500 В вдвое меньше емкости низковольтного конденсатора. С другой стороны, проводимость электролита конденсатора на напряжение 500 В составляет 5 Ом/см против 150 Ом/см для конденсатора на низкое напряжение. В результате эффективное значение тока высоковольтного конденсатора не может превышать 20 мА/мкФ. По этим причинам максимальное номинальное напряжение электролитических конденсаторов составляет 500–600 В, и для получения требуемого высокого напряжения пользователь должен последовательно соединять несколько конденсаторов. А поскольку существует разброс значений сопротивления диэлектрика конденсаторов, пользователь для балансировки напряжения должен присоединить к каждому конденсатору резистор.
При подаче обратного напряжения, в полтора раза превышающего номинальное значение, начинается химическая реакция, и, если это напряжение подается достаточно долго, конденсатор взрывается или вытекает электролит. Чтобы не допустить этого, пользователь вынужден присоединять к каждому конденсатору параллельный диод.
И наконец, рассмотрим наиболее важный для некоторых применений фактор – способность выдерживать выбросы напряжения. Максимально допустимое напряжение выброса электролитических конденсаторов составляет 1,15–1,2 от значения номинального напряжения постоянного тока. Поэтому пользователь при выборе электролитического конденсатора должен учитывать не его номинальное напряжение, а напряжение выброса.

Сравнение пленочных и электрических конденсаторов для различных областей применения

Конденсаторы на большие токи для фильтров цепи постоянного тока. Значения емкости и тока
Рассмотрим требования к конденсаторам, выполняющим функции развязки в цепи электрического транспортного средства с батарейным питанием (рис. 2). Одно из основных требований к таким конденсаторам – способность выдерживать большие эффективные значения тока. А значит, для этой области применения пленочные конденсаторы весьма перспективны. Так, если для электрического транспортного средства требуется конденсатор на напряжение постоянного тока 120 В с допустимыми эффективными значениями пульсаций напряжения 4 В и эффективным значением тока 80 А на частоте 10 кГц, то минимальная емкость его составит:

Рассмотрим случай применения электролитического конденсатора. Если его предельное эффективное значение тока составляет 20 мА/мкФ, то для обеспечения тока 80 A его емкость должна составлять С = 80/0,02 = 4000 мкФ.
Теперь рассмотрим конденсатор, предназначенный для питаемого от сети драйвера мотора промышленного оборудования. Форма волны цепи развязки по постоянному току имеет вид, приведенный на рис.3. При расчете емкости следует учесть, что частота напряжения питания ниже частоты стабилизатора. Расчет емкости производится по следующей формуле:
. ..
где Pнаг – мощность в нагрузке; Uпульсаций – напряжение пульсаций; Fстаб – частота стабилизатора.
Для приблизительного расчета эффективного значения тока воспользуемся следующими формулами:


Таким образом, эффективный ток конденсатора Iэф зависит от мощности в нагрузке, максимального напряжения Umax и напряжения пульсаций Uпульсаций.
Рассмотрим конкретный пример расчета емкости и эффективного значения тока конденсатора на напряжение 1000 В и напряжение пульсаций 200 В. При мощности в нагрузке 1 МВт эффективный ток равен 2468 А, при 500 кВт – 1234 А и при 100 кВт – 247 А.
При сравнении с электролитическим конденсатором вспомним, что его предельный эффективный ток составляет 20 мА/мкФ. Как показали расчеты для пленочного конденсатора, эффективный ток при мощности в нагрузке 1 МВт равен 2468 А. Это значит, что емкость электролитического конденсатора должна составлять 123,4 мФ. Из кривой зависимости емкости от частоты стабилизатора, приведенной на рис.4, получим, что пленочный конденсатор с таким значением емкости нужен для стабилизатора на частоту менее 100 Гц. Частота трехфазного стабилизатора с шестью выпрямительными диодами составляет 300 Гц. Из рис.4 получим, что при мощности в нагрузке 1 МВт требуемая емкость пленочного конденсатора на такую частоту равна всего 18,5 мФ. При меньших значениях мощности в нагрузке требуемые емкости конденсатора еще меньше, и пленочная технология по-прежнему дает лучшее решение. Даже для стабилизатора на частоту 100 Гц емкость конденсатора не превышает 555 мкФ при неизменных значениях напряжения питания и напряжения пульсаций.

Конденсаторы фильтров постоянного тока.
Проблема выброса напряжения
Рассмотрим применение фильтров постоянного тока в таких городских транспортных средствах, как поезда метро, трамваи, тролейбусы и т.п. (рис.5). Форма волны напряжения в линии постоянного тока приведена на рис.6. При подводе мощности к составу контакт между токоприемником и контактным проводом не всегда непрерывен. В случае отсутствия контакта энергия поступает от конденсатора цепи постоянного тока, и при этом напряжение снижается. При восстановлении контакта происходит выброс напряжения:
… где

где Undc – номинальное постоянное напряжение; L – индуктивность фильтра; С – емкость фильтра; R – сопротивление фильтра.
Худшие условия возникают тогда, когда изменение напряжения DV равно напряжению контактного провода, поскольку при этом выброс напряжения в два раза превышает номинальное напряжение. Как было указано ранее, пленочные конденсаторы выдерживают такие перегрузки.

А что происходит при использовании электролитического конденсатора? Как уже указывалось, максимальная перегрузка, выдерживаемая электролитическим конденсатором, составляет 1,2 значения номинального напряжения. При номинальном напряжении 1000 В минимальный выброс напряжения, который должен выдержать электролитический конденсатор, будет равен 2·1000/1,2 В = 1670 В. Чтобы выдержать такой выброс напряжения, необходимо последовательно включить четыре конденсатора на напряжение 450 В.

Срок службы
Срок службы пленочных конденсаторов достаточно продолжителен и зависит от рабочего напряжения и температуры горячих точек (рис. 7). Температура горячей точки в зависимости от области применения и технологии конденсатора лежит в пределах от 85 до 105°С. Продолжительность срока службы определяется периодом, в течение которого значение емкости уменьшается на 2%. Правда, это теоретическое значение срока службы, поскольку в тех случаях, когда допускается 5%-ное изменение емкости, конденсатор может применяться значительно дольше.

Пленочные конденсаторы компании AVX
Как уже указывалось, компания AVX успешно проводит программу разработки и производства пленочных конденсаторов. В конце 2005 года компания сообщила о расширении рабочих параметров пленочных конденсаторов средней мощности. Конденсаторы семейства FFVE с диэлектриком из не импрегнированного металлизированного полипропилена или полиэфира предназначены для применения в преобразователях топливных элементов, источниках бесперебойного электропитания, драйверах двигателей и источниках питания промышленных систем. Емкость конденсаторов семейства FFVE составляет 12–400 мкФ±10%, номинальное напряжение – 300–1900 В, напряжение, подаваемое при испытаниях на стойкость к выбросам напряжения, равно 1,5 Vndc в течение 10 c, диапазон рабочих температур – -40…105°С.

Отличительный параметр конденсаторов семейства – малая паразитная индуктивность – 18–40 нГ.

Новинки
С развитием полупроводниковых приборов повышаются требования к уменьшению индуктивности рассеяния фильтров постоянного тока, с тем чтобы ограничить выбросы напряжения при соединении с полупроводниковыми приборами. И здесь вновь пленочная технология облегчает решение проблемы.
Специалистами компании AVX разработан конденсатор, который может непосредственно монтироваться на IGBT-модуль (рис.8). При разработке конденсатора учитывалось важное требование защиты от воздействия окружающей среды. Поскольку конденсатор предназначен для систем подачи энергии транспортным средствам, его срок службы при номинальных значениях параметров и условиях окружающей среды должен составлять 100 тыс. ч. Чтобы обеспечить такой срок службы, конденсатор монтируется в пластмассовый или алюминиевый корпус, герметически запаянный полиуретаном, обеспечивающим не только защиту от воздействия окружающей среды, но и выполнение требований стандартов огнеупорности подвижных железнодорожных составов NFF 16-101NFF и 16-102.

К тому же герметизация полипропиленом позволяет использовать различные типы выводов, например, в виде медной пластины, отделенной от корпуса изолирующей прокладкой.
По пленочной технологии созданы и конденсаторы с менее длительными сроками службы, но большими значениями градиента напряжения, что позволяет увеличить плотность энергии. Специалистами компании определены законы старения конденсаторов и разработаны программные средства, позволяющие ответить на любой специальный запрос заказчика.
Кроме того, благодаря использованию специальной технологии значение паразитной индуктивности новых конденсаторов не превышает 10 нГ даже у конденсаторов большой емкости. В результате при подключении к IGBT-модулю уже не нужно применять развязывающий конденсатор, что удешевляет стоимость конструкции.

Таким образом, если применение требует небольших эффективных значений тока, большие емкости, отсутствие выбросов напряжения и подачи обратного напряжения, пленочные конденсаторы, по-видимому, не смогут конкурировать с электролитическими. Но если необходимы большие напряжения, высокий эффективный ток, стойкость к выбросам напряжения, высокий пиковый ток, пленочные конденсаторы, безусловно, лучший выбор.

III Специализированная выставка нанотехнологий и наноматериалов “NTМЕХ-2006”

За последние десятилетия в материаловедении сформировалось новое направление, связанное с получением и использованием веществ в наносостоянии (когда размер конденсированной фазы хотя бы в одном направлении уменьшается до сотен и единиц нанометров). Переход практически всех веществ в наносостояние существенным образом изменяет его характеристики: электрические, магнитные, оптические, механические, термические, биологические и др., что позволяет создавать принципиально новые функциональные материалы с уникальными потребительскими свойствами.
Научные исследования и прикладные разработки в области наноматериалов и технологий (частицы, материалы, устройства) могут стать в XXI веке ключевыми для всего научно-технического прогресса. Во всех промышленно развитых странах это направление в последние годы стало приоритетным, особенно в связи с развитием наноэлектроники и миниатюризации промышленных и бытовых приборов и устройств.
На сегодняшний день научные коллективы России обладают высоким потенциалом, позволяющим создать наукоемкие производства XXI века. Значительная часть разработок на уровне интеллектуального продукта может быть реализована в промышленности и обладает перспективами выхода на международный финансовый рынок.
Специализированная выставка нано- технологий и материалов “NТМЕХ” – единственная на сегодня выставка, охватывающая все аспекты нано- технологий и материалов – от постановки задач до технического воплощения и промышленного внедрения. Двухлетний опыт проведения мероприятия показал целесообразность проведения проблемно-ориентированных выставок, семинаров и конференций с участием ведущих ученых и специалистов органов государственной власти и промышленных предприятий города Москвы с целью выявления рыночной инвестиционной перспективности инновационных проектов по направлению “нанотехнологии и наноматериалы”.

II Специализированная выставка нано- технологий и материалов “NTМЕХ-2005”, которая в декабре прошлого года прошла в современном выставочном зале здания Правительства Москвы, занимала выставочную площадь 800 квадратных метров и насчитывала более 60 участников, среди которых академические научно-исследовательские и высшие учебные заведения и известные всему миру промышленные предприятия: Физико-технологический институт РАН, Институт проблем технологий микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Институт физической химии РАН, Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского РАН, Московский научно-исследовательский онкологический институт им. П.А. Герцена, ГНЦ РФ ГИРЕДМЕТ, Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН, ФГУП ЭЗАН, ГНЦ РФ – физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского и ГУ НИИ Биомедицинской химии им. В.Н. Ореховича РАМН, Научный центр сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева РАМН, МГУ им. М.В. Ломоносова и РХТУ им. Д.И. Менделеева, Московский энергетический институт (ТУ), Московский государственный институт стали и сплавов (ТУ), Научно-исследовательский центр по изучению свойств поверхности и вакуума “НИЦПВ”, ЗАО “Нанотехнология МДТ”, РНЦ “Курчатовский институт” и многие другие. Выставка вызвала широкий интерес не только у российских, но и у зарубежных специалистов. За время ее работы выставку посетило около 2500 специалистов, в том числе представители посольств Великобритании и Чили, представители научных кругов Китая, Северной Кореи, Чехии, Голландии, Америки, Италии.
С 5 по 7 декабря 2006 года в Универсальном выставочном зале здания Правительства Москвы (Новый Арбат, 36/9) пройдет III Специализированная выставка нанотехнологий и наноматериалов “NТМЕХ-2006”. Организаторами мероприятия являются Департамент науки и промышленной политики города Москвы, Московский комитет по науке и технологиям и Компания МКМ ПРОФ.
Основными целями специализированной выставки являются: демонстрация уникальных достижений предприятий и научных коллективов в области нанотехнологий и наноматериалов, содействие их продвижению на международный рынок, расширение выпуска высокотехнологичной продукции и принципиально новых функциональных материалов с уникальными потребительскими свойствами; содействие внедрению нанотехнологий в различные области науки, техники и производства; установление деловых контактов, привлечение отечественных и зарубежных инвестиций в данный сектор высоких технологий, содействие формированию и реализации национальных и региональных программ по нанотехнологиям и наноматериалам.

III Специализированная выставка нано- технологий и материалов “NТМЕХ-2006” включает следующие тематические разделы:
· наноматериалы и нанотехнологии;
· технология и оборудование для производства наноматериалов;
· модули и оригинальные компоненты на основе наноматериалов;
· услуги в области нанотехнологий;
· наноматериалы для компонентов и микросистем;
· применение нанотехнологий в областях городского хозяйства;
· готовая продукция с использованием нанотехнологий и наноматериалов.

В рамках насыщенной деловой программы выставки пройдут мероприятия (круглые столы, презентации) по вопросам применения нанотехнологий и наноматериалов в различных отраслях, обзор сегодняшнего состояния и перспектив в области и нанотехнологий, и наноматериалов, а также обзор современного состояния и перспектив развития отрасли в России и за рубежом.

Учитывая огромный интерес к новому перспективному направлению инновационной деятельности, основой которого являются нанотехнологии и наноматериалы в промышленно развитых странах, а также наличие высоких достижений в данной области ученых России, приглашаем принять участие в III Специализированной выставке нанотехнологий и наноматериалов “NTМЕХ-2006” и ждем Вас на выставке и мероприятиях деловой программы.

Дирекция выставки:
Телефон/факс: (095) 502-19-38, 502-19-37, 775-17-20
www.mkmexpo.ru , e-mail: [email protected]

Зачем нужны электролитические конденсаторы и как их менять

Рубрика: Статьи обо всем, Статьи про радиодетали Опубликовано 13.04.2020   ·   Комментарии: 0   ·   На чтение: 5 мин   ·   Просмотры:

Post Views: 1 129

Электролитические конденсаторы обладают большой емкостью. Они используются в основном в цепях питания, где требуется фильтрация напряжения от помех.

Их чего состоят

Больших емкостей можно добиться только с помощью химических источников.

Электролитические конденсаторы очень близки к химическим источникам тока. У них, как и у аккумуляторов, есть катод, анод и электролит. А также те же самые недостатки, что и у аккумуляторов.

Поэтому, такие конденсаторы и называются электролитическими. Среди радиолюбителей и электронщиков они сокращенно называются электролитами.

По составу электролита они бывают: жидкого и сухого типа. Еще есть оксидно-полупроводниковые, а также оксидно-металлические.

Обозначаются на принципиальных схемах также, как и обычный, но только с указанием полярности в виде знака +.

Характеристики электролитического конденсатора

К характеристикам можно отнести емкость и рабочее напряжение. Они указаны на корпусе.

Маркировки у электролитов по сути нет, основана информация указывается на корпусе. Микрофарады обозначаются µF, а рабочее напряжение в V.

А вообще, есть еще понятие ESR.

Рабочее напряжение ни в коем случае нельзя превышать.

Преимущества и недостатки

Преимущества электролитических конденсаторов:

  • Большая емкость;
  • Компактность.

Недостатки:

  • Со временем электролит высыхает, теряется емкость;
  • Работает только на низких частотах;
  • Ограничения по эксплуатационным условиям и риск вздутия/взрыва.

Разберём подробнее преимущества и недостатки электролитов.

Большая емкость

Электролитические конденсаторы обладают большой емкостью, и это их отличительная и самая главная особенность среди остальных конденсаторов.

Емкость обозначается в микрофарадах (мкФ), поскольку электролиты с меньшими значениями не выпускают.

Они обычно выпускаются от нескольких мкФ, до нескольких Ф (1 000 000 мкФ).

Компактность

Благодаря использованию химии, конденсаторы большой емкости намного компактнее, чем если бы их делали керамическими или пленочными.

Емкость конденсатора можно увеличить только за счет его обкладок, диэлектрика и геометрии. Поэтому электролиты лидируют по соотношению емкость/габариты.

Ионисторы

Разновидность электролитических конденсаторов — это ионисторы. Они обладают большей емкостью (например, 3000 Ф), и работают в основном как резервный или автономный низковольтный источник питания схемы. А также поддерживает схему в спящем режиме без другого источника. Их кстати в большей степени можно отнести к аккумуляторам.

Высыхание электролита

Основная проблема таких конденсаторов – это высыхание электролита. Обычно такая проблема проявляется из-за того, что техникой долго не пользуются или нарушаются условия эксплуатации (перегрев корпуса). Из-за этого электролит начинает высыхать, поэтому происходит потеря емкости.

Можно восстановить емкость конденсатора путем разбавления засохшего электролита дистиллированной водой (как аккумулятор), но это не выгодно. Лучше и надежнее всего заменить старый на новый, аналогичный по параметрам.

Работа на низких частотах

Это скорее особенность, чем недостаток. Большие емкости — это высокое реактивное сопротивление для высоких частот.

Поэтому, такие конденсаторы используются в низкочастотных цепях. Например, в блоках питания в качестве фильтров и сглаживания пульсаций.

Когда конденсатор вздувается и взрывается

Всегда еобходимо соблюдать полярность подключения.

Конденсаторы, как и аккумуляторы, могут вздуваться и взрываться. Иногда это происходит из-за неправильного включения или перегрева.

Если вы подключите минус источника к плюсу конденсатора и плюс источника к минусу конденсатора, то сразу же начнется вскипание электролита. Такой эффект возникает из-за обратной химической реакции. Конденсатор может взорваться.

В старых конденсаторах типа К-50 корпус монолитный, и он взрывался громко и достаточно разрушительно.

В современных электролитах на корпусе есть небольшой надрез, который в случае вскипания электролита позволяет горячему пару выйти наружу.

Иногда они просто вдуваются без нарушения герметизации, а бывают и такие случаи, когда конденсатор полностью теряет герметичность.

Тем не менее, надрез на корпусе значительно уменьшил взрывы, поэтому конденсаторы теперь чаще вздуваются, а не взрываются.

На корпусах современных конденсаторов вертикальной чертой указывается минусовой контакт.

Внимательно устанавливайте и записывайте прежнее положение, ибо многие производители ставят свои обозначения.

Например, среди радиолюбителей обычно минусовые контакты рисуют в виде квадрата.

А производители печатных плат наоборот, рисуют квадратные контактные площадки под плюс конденсатора. И то, так делают не все.

Так как есть такая путаница среди и радиолюбителей и производителей, всегда обращайте на то. где указан плюсовой контакт. И записывайте прежнее положение детали, иначе это чревато взрывом.

Характерные признаки неисправности электролитов

К таким признакам можно отнести:

  • Устройство не включается. Блок питания уходит в защиту или не запускается;
  • Устройство включается, но сразу же выключается. Емкость конденсаторов высохла или потеряла свое прежнее значение, поэтому блок питания уходит в защиту;
  • Перед неисправностью был писк в блоке питания. Обычно это означает, что конденсатор потерял герметичность и электролит начинает вытекать;
  • Нет регулировки яркости в мониторе. Отсутствие нужной емкости приводит к нарушению работы всего устройства. Емкость в данном случае делает функцию настройки;
  • Перед неисправностью был взрыв и неприятный запах. Неприятный запах – это электролит;
  • Устройство включается через раз. Это значит, что есть большая вероятность протечки фильтра питания.

Внешние признаки неисправности электролитических конденсаторов:

  • Вздутие корпуса;
  • Повреждение корпуса:
  • Наличие электролита под корпусом;
  • Вздутие со стороны контактов (внизу корпуса, обычно еле заметно).

Также высокочастотные пульсации вредят электролитам. Поэтому чаще всего они выходят из строя в блоках питания, поскольку именно там много пульсаций.

Правила работы с электролитами

Внимание! Перед тем, как прикоснуться к плате неисправного источника, убедитесь, что емкости разряжены. Даже если неисправен преобразователь, а не электролит, то конденсаторы могут быть заряжены. Им попросту некуда девать свой заряд. Поэтому первым делом аккуратно и не касаясь щупом мультиметра, измерьте емкости с высоким напряжением. Если они заряжены, разрядите их с помощью лампочки.

Как менять старый на новый

Среди электронщиков есть два мнения. Первое это то, что менять нужно неисправный старый конденсатор менять на такой же старый. Это объясняется тем, что вся работы схемы «привыкла» к старому конденсатору.

Но технически правильно и обоснованное мнение – это то, что нужно ставить только новый и только подходящий по параметрам конденсатор. Нет никакого привыкания схемы. Да, многие компоненты устарели и не могут работать как прежде, но у конденсатора по сути нет ничего того, что кардинально влияло бы на ухудшение работоспособности всех схемы. Устройство наоборот, будет работать лучше.

Меняйте старые конденсаторы на новые, максимально близкие по параметрам. Например, емкость можно взять чуть больше, если речь идет о блоке питания. А если это цепь настройки, то увеличив или уменьшив емкость, так можно повлиять на весь режим работы схемы. Нужно действовать по ситуации.

Ставить конденсатор с меньшими рабочим напряжением, чем в схеме, категорически нельзя. Он начнет нагреваться и взорвется. Да, многие разработчики считают с запасом, но лучше не рисковать.

Также не стоит забывать о таком параметре, как ESR (эквивалентное последовательное сопротивление).

Post Views: 1 129

Можно ли ставить конденсаторы большего напряжения. Как заменить конденсатор в электронной аппаратуре. Основные параметры конденсаторов

Самая распространённая поломка современной электроники – это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор – радиоэлектронный компонент, основная цель которого – это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора – это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Автор : elremont от 26-01-2014

Это был один из тех дней, когда кошка пожевала ваш модуль? Или, может быть у вас есть старый усилитель, где из конденсаторов потекла эта противная ядовитая слизь? Если вы когда-либо были в этой ситуации, то вы могли бы отремонтировать модуль, заменив конденсаторы. Давайте рассмотрим пример, где я заменю этот конденсатор на печатной плате. Сначала немного теории. Что такое конденсатор? Конденсатор это устройство для хранения энергии, которое может быть использовано для сглаживания напряжения. Каждый конденсатор имеет два важных параметра: емкость и напряжение. Емкость говорит нам о том, сколько энергии может накопить конденсатор при заданном напряжении. Емкость обычно измеряется в микрофарадах (uF). В девяносто девяти процентах случаев, при замене конденсатора, надо использовать такое же значение емкости или очень близкое. Здесь применен конденсатор 470uF. Если я хочу заменить его, то в идеале я должен взять другой конденсатор на 470uF. Другой важный параметр это номинальное напряжение. Номинальное напряжение это максимальное напряжение, при котором конденсатор может работать не взрываясь. Еще раз отметим, что напряжение написанное на конденсаторе означает, что это максимальное напряжение, которое может подаваться на конденсатор. Это не значит, что на конденсаторе, обязательно будет это напряжение. Например, это конденсатор на 16 вольт. Это не означает, что он заряжен на 16 вольт, как батарейка. Это означает, что если его заряжать до 5 вольт, то он будет прекрасно работать. Если я заряжу его до 10 вольт, все будет хорошо. Если заряжу его до 16 вольт, то он справиться и с этим. Но если я заряжу его до 25 вольт, он взорвется. Возвращаясь к нашему примеру конденсатора я вижу, что он рассчитан на 16 вольт. При замене я должен использовать конденсатор на 16V или выше. Теперь выясняется, что все конденсаторы на 470 uF, которые у меня есть рассчитаны 25 вольт. Но это не проблема. Если в оригинальной схеме требуется конденсатор на 16V, то я могу использовать конденсатор на 25V, это просто означает, что у меня будет больший запас прочности. Теперь давайте поговорим о полярности. На минусовой стороне электролитического конденсатора всегда будет нанесен маленький символ минуса. Все, что вам нужно сделать, это убедиться, что полярность совпадает с прежним конденсатором. Если перепутать полярность, то вот что происходит. Так что теперь, зная полярность, я заменю конденсатор и припаяю его на место. Напоследок, небольшое предупреждение по безопасности. Если вы когда-нибудь видели эти большин конденсаторы на напряжения более 200 вольт, то вы должны быть осторожны с ними, чтобы не задеть их, если они заряжены. Помните, что конденсатор, заряженный на 200V, может убить вас.
Удачной замены конденсаторов!
_

Приняв решение о замене конденсатора на печатной плате, первым делом следует подобрать конденсатор на замену. Как правило, речь идет об электролитическом конденсаторе, который по причине исчерпания своего рабочего ресурса начал создавать нештатный режим вашему электронному устройству, либо конденсатор лопнул из-за перегрева, а может быть вы просто решили поставить поновее или получше.

Выбираем подходящий конденсатор на замену

Параметры конденсатора на замену непременно должны подходить: его номинальное напряжение ни в коем случае не должно быть ниже, чем у заменяемого конденсатора, а емкость — никак не ниже, или может быть процентов на 5-10 выше (если это допустимо в соответствии с известной вам схемой данного устройства), чем была изначально.

Наконец, убедитесь, что новый конденсатор подойдет по размеру на то место, которое покинет его предшественник. Если он окажется чуть-чуть поменьше диаметром и высотой — не страшно, но если диаметр или высота больше — могут помешать компоненты, расположенные на этой же плате поблизости или он будет упираться в элементы корпуса. Эти нюансы важно учесть. Итак, конденсатор на замену выбран, он вам подходит, теперь можно приступать к демонтажу старого конденсатора.

Готовимся к процессу

Сейчас необходимо будет устранить с платы неисправный конденсатор, и подготовить место для установки сюда же нового. Для этого вам потребуется, конечно, а также удобно к данному действу подготовить кусок медной оплетки для снятия припоя. Как правило, мощности паяльника в пределах 40 Вт будет вполне достаточно даже если на плате был изначально применен тугоплавкий припой.

Что же касается медной оплетки для устранения припоя, то если у вас такой нет, ее весьма несложно изготовить самостоятельно: возьмите кусок не очень толстого медного провода, состоящего из тонких медных жилок, снимите с него изоляцию, слегка (можно простой сосновой канифолью), – теперь эти пропитанные флюсом жилки легко, словно губка, вберут в себя припой с ножек выпаиваемого конденсатора.

Выпаиваем старый конденсатор

Сначала посмотрите, какова полярность выпаиваемого конденсатора на плате: в какую сторону минусом он стоит, чтобы когда будете впаивать новый — не допустить ошибки с полярностью. Обычно минусовая ножка отмечена полосой. Итак, когда оплетка для удаления припоя приготовлена, а паяльник уже достаточно разогрет, сначала прислоните оплетку к основанию той из ножек конденсатора, которую вы решили освободить от припоя первой.

Аккуратно расплавьте припой на ножке прямо через оплетку, чтобы оплетка тоже разогрелась и быстро втянула в себя припой с платы. Если припоя на ножке многовато, двигайте оплетку по мере того как она будет заполняться припоем, собирая на нее весь припой с ножки, чтобы ножка в итоге осталась свободной от припоя. Проделайте это же самое со второй ножкой конденсатора. Теперь конденсатор можно легко выдернуть рукой или пинцетом.

Впаиваем новый конденсатор

Новый конденсатор необходимо установить с соблюдением полярности, то есть минусовой ножкой туда же, где была минусовая ножка выпаянного. Обычно минус обозначен полоской, а плюсовая ножка длиннее минусовой. Обработайте ножки конденсатора флюсом.

Вставьте конденсатор в отверстия. Не нужно заранее укорачивать ножки. Разогните ножки немного в разные стороны, чтобы конденсатор хорошо держался на месте и не выпадал.

Теперь, прогревая ножку возле самой платы кончиком жала паяльника, поднесите тычком припой к ножке, чтобы ножка окуталась, смочилась, окружилась припоем. То же самое проделайте со второй ножкой. Когда припой остынет, вам останется укоротить ножки конденсатора кусачками (до той длины, что и у соседних деталей на вашей плате).

Пусковой и рабочий конденсаторы служат для запуска и работы элетродвигателей работающих в однофазной сети 220 В.

Поэтому их ещё называют фазосдвигающими.

Место установки – между линией питания и пусковой обмоткой электродвигателя.

Условное обозначение конденсаторов на схемах

Графическое обозначение на схеме показано на рисунке, буквенное обозначение-С и порядковый номер по схеме.

Основные параметры конденсаторов

Ёмкость конденсатора -характеризует энергию,которую способен накопить конденсатор,а также ток который он способен пропустить через себя. Измеряется в Фарадах с множительной приставкой (нано, микро и т.д.).

Самые используемые номиналы для рабочих и пусковых конденсаторов от 1 мкФ (μF) до 100 мкФ (μF).

Номинальное напряжение конденсатора- напряжение, при котором конденсатор способен надёжно и долговременно работать, сохраняя свои параметры.

Известные производители конденсаторов указывают на его корпусе напряжение и соответствующую ему гарантированную наработку в часах,например:

  • 400 В – 10000 часов
  • 450 В – 5000 часов
  • 500 В – 1000 часов

Проверка пускового и рабочего конденсаторов

Проверить конденсатор можно с помощью измерителя ёмкости конденсаторов, такие приборы выпускаются как отдельно, так и в составе мультиметра- универсального прибора, который может измерять много параметров. Рассмотрим проверку мультиметром.

  • обесточиваем кондиционер
  • разряжаем конденсатор, закоротив еговыводы
  • снимаем одну из клемм (любую)
  • выставляем прибор на измерение ёмкости конденсаторов
  • прислоняем щупы к выводам конденсатора
  • считываем с экрана значение ёмкости

У всех приборов разное обозначение режима измерения конденсаторов, основные типы ниже на картинках.

В этом мультиметре режим выбирается переключателем, его необходимо поставить в режим Fcх. Щупы включить в гнёзда с обозначением Сх.

Переключение предела измерения ёмкости ручное. Максимальное значение 100 мкФ.

У этого измерительного прибора автоматический режим, необходимо только его выбрать, как показано на картинке.

Измерительный пинцет от Mastech также автоматически измеряет ёмкость, необходимо только выбрать режим кнопкой FUNC, нажимая её, пока не появится индикация F.

Для проверки ёмкости, считываем на корпусе конденсатора её значение и ставим заведомо больший предел измерения на приборе. (Если он не автоматический)

К примеру, номинал 2,5 мкФ (μF), на приборе ставим 20 мкФ (μF).

После подсоединения щупов к выводам конденсатора ждём показаний на экране, к примеру время измерения ёмкости 40 мкФ первым прибором – менее одной секунды, вторым – более одной минуты, так что следует ждать.

Если номинал не соответствует указанному на корпусе конденсатора, то его необходимо заменить и если нужно подобрать аналог.

Замена и подбор пускового/рабочего конденсатора

Если имеется оригинальный конденсатор, то понятно, что просто-напросто необходимо поставить его на место старого и всё. Полярность не имеет значения, то есть выводы конденсатора не имеют обозначений плюс “+” и минус “-” и их можно подключить как угодно.

Категорически нельзя применять электролитические конденсаторы (узнать их можно по меньшим размерам, при той же ёмкости, и обозначению плюс и минус на корпусе). Как следствие применения – термическое разрушение. Для этих целей производители специально выпускают неполярные конденсаторы для работы в цепи переменного тока, которые имеют удобное крепление и плоские клеммы, для быстрой установки.

Если нужного номинала нет, то его можно получить параллельным соединением конденсаторов . Общая ёмкость будет равна сумме двух конденсаторов:

С общ =С 1 +С 2 +…С п

То есть, если соединить два конденсатора по 35 мкФ, получим общую ёмкость 70 мкФ, напряжение при котором они смогут работать будет соответствовать их номинальному напряжению.

Такая замена абсолютно равноценна одному конденсатору большей ёмкости.

Типы конденсаторов

Для запуска мощных двигателей компрессоров применяют маслонаполненные неполярные конденсаторы.

Корпус внутри заполнен маслом для хорошей передачи тепла на поверхность корпуса. Корпус обычно металлический, аллюминиевый.

Самые доступные конденсаторы такого типа CBB65 .

Для запуска менее мощной нагрузки, например двигателей вентиляторов, используют сухие конденсаторы, корпус которых, обычно, пластмассовый.

Наиболее распространённые конденсаторы этого типа CBB60 , CBB61 .

Клеммы для удобства соединения сдвоенные или счетверённые.

В элементной базе компьютера (и не только) есть одно узкое место – электролитические конденсаторы. Они содержат электролит, электролит – это жидкость. Поэтому нагрев такого конденсатора приводит к выходу его из строя, так как электролит испаряется. А нагрев в системном блоке – дело регулярное.

Поэтому замена конденсаторов – это вопрос времени. Больше половины отказов материнских плат средней и нижней ценовой категории происходит по вине высохших или вздувшихся конденсаторов. Еще чаще по этой причине ломаются компьютерные блоки питания.

Поскольку печать на современных платах очень плотная, производить замену конденсаторов нужно очень аккуратно. Можно повредить и при этом не заметить мелкий бескорпусой элемент или разорвать (замкнуть) дорожки, толщина и расстояние между которыми чуть больше толщины человеческого волоса. Исправить подобное потом достаточно сложно. Так что будьте внимательны.

Итак, для замены конденсаторов понадобится паяльник с тонким жалом мощностью 25-30Вт, кусок толстой гитарной струны или толстая игла, паяльный флюс или канифоль.

В том случае, если вы перепутаете полярность при замене электролитического конденсатора или установите конденсатор с низким номиналом по вольтажу, он вполне может взорваться. А вот как это выглядит:

Так что внимательнее подбирайте деталь для замены и правильно устанавливайте. На электролитических конденсаторах всегда отмечен минусовой контакт (обычно вертикальной полосой цвета, отличного от цвета корпуса). На печатной плате отверстие под минусовой контакт отмечено тоже (обычно черной штриховкой или сплошным белым цветом). Номиналы написаны на корпусе конденсатора. Их несколько: вольтаж, ёмкость, допуски и температура.

Первые два есть всегда, остальные могут и отсутствовать. Вольтаж: 16V (16 вольт). Ёмкость: 220µF (220 микрофарад). Вот эти номиналы очень важны при замене. Вольтаж можно выбирать равный или с большим номиналом. А вот ёмкость влияет на время зарядки/разрядки конденсатора и в ряде случаев может иметь важное значение для участка цепи.

Поэтому ёмкость следует подбирать равную той, что указана на корпусе. Слева на фото ниже зелёный вздувшийся (или потёкший) конденсатор. Вообще с этими зелёными конденсаторами постоянные проблемы. Самые частые кандидаты на замену. Справа исправный конденсатор, который будем впаивать.

Выпаивается конденсатор следующим образом: сначала находите ножки конденсатора с обратной стороны платы (для меня это самый трудный момент). Затем нагреваете одну из ножек и слегка давите на корпус конденсатора со стороны нагреваемой ножки. Когда припой расплавляется, конденсатор наклоняется. Проводите аналогичную процедуру со второй ножкой. Обычно конденсатор вынимается в два приема.

Спешить не нужно, сильно давить тоже. Мат.плата – это не двухсторонний текстолит, а многослойный (представьте вафлю). Из-за чрезмерного усердия можно повредить контакты внутренних слоев печатной платы. Так что без фанатизма. Кстати, долговременный нагрев тоже может повредить плату, например, привести к отслоению или отрыву контактной площадки. Поэтому сильно давить паяльником тоже не нужно. Паяльник прислоняем, на конденсатор слегка надавливаем.

После извлечения испорченного конденсатора необходимо сделать отверстия, чтобы новый конденсатор вставлялся свободно или с небольшим усилием. Я для этих целей использую гитарную струну той же толщины, что и ножки выпаиваемой детали. Для этих целей подойдет и швейная игла, однако иглы сейчас делают из обычного железа, а струны из стали. Есть вероятность того, что игла схватится припоем и сломается при попытке ее вытащить. А струна достаточно гибкая и схватывается сталь с припоем значительно хуже, чем железо.

При демонтаже конденсаторов припой чаще всего забивает отверстия в плате. Попробовав впаять конденсатор тем же способом, которым я советовал его выпаивать, можно повредить контактную площадку и дорожку, ведущую к ней. Не конец света, но очень нежелательное происшествие. Поэтому если отверстия не забил припой, их нужно просто расширить. А если все же забил, то нужно плотно прижать конец струны или иглы к отверстию, а с другой стороны платы прислонить к этому отверстию паяльник. Если подобный вариант неудобен, то жало паяльника нужно прислонять к струне практически у основания. Когда припой расплавится, струна войдёт в отверстие. В этот момент надо ее вращать, чтобы она не схватилась припоем.

После получения и расширения отверстия нужно снять с его краев излишки припоя, если таковые имеются, иначе во время припаивания конденсатора может образоваться оловянная шапка, которая может припаять соседние дорожки в тех местах, где печать плотная. Обратите внимание на фото ниже – насколько близко к отверстиям располагаются дорожки. Припаять такую очень легко, а заметить сложно, поскольку обзору мешает установленный конденсатор. Поэтому лишний припой очень желательно убирать.

Если у вас нет под боком радио-рынка, то скорее всего конденсатор для замены найдется только б/у. Перед монтажом следует обработать его ножки, если требуется. Желательно снять весь припой с ножек. Я обычно мажу ножки флюсом и чистым жалом паяльника облуживаю, припой собирается на жало паяльника. Потом скоблю ножки конденсатора канцелярским ножом (на всякий случай).

Вот, собственно, и все. Вставляем конденсатор, смазываем ножки флюсом и припаиваем. Кстати, если используется сосновая канифоль, лучше истолочь ее в порошок и нанести его на место монтажа, чем макать паяльник в кусок канифоли. Тогда получится аккуратно.

Замена конденсатора без выпаивания с платы

Условия ремонта бывают разные и менять конденсатор на многослойной (мат. плата ПК, например) печатной плате – это не то же самое что поменять конденсатор в блоке питания (однослойная односторонняя печатная плата). Надо быть предельно аккуратным и осторожным. К сожалению, не все родились с паяльником в руках, а отремонтировать (или попытаться отремонтировать) что-то бывает очень нужно.

Как я уже писал в первой половине статьи, чаще всего причиной поломок являются конденсаторы. Поэтому замена конденсаторов наиболее частый вид ремонта, по крайней мере в моём случае. В специализированных мастерских есть для этих целей специальное оборудование. Если оного нет, приходится пользоваться оборудованием обычным (флюс, припой и паяльник). В этом случае очень помогает опыт.

Главным преимуществом данного метода является то, что контактные площадки платы придётся в значительно меньшей степени подвергать нагреву. Как минимум в два раза. Печать на дешёвых мат.платах достаточно часто отслаивается от нагрева. Дорожки отрываются, а исправить такое потом достаточно проблематично.

Минус данного способа в том, что на плату всё-таки придётся надавить, что тоже может привести к негативным последствиям. Хотя из моей личной практики давить сильно ни разу не приходилось. При этом есть все шансы припаяться к ножкам, оставшимся после механического удаления конденсатора.

Итак, замена конденсатора начинается с удаления испорченной детали с мат.платы.

На конденсатор нужно поставить палец и с лёгким нажатием попробовать покачать его вверх-вниз и влево-вправо. Если конденсатор качается влево-вправо, значит ножки расположены по вертикальной оси (как на фото), в обратном случае по горизонтальной. Также можно определить положение ножек по минусовому маркеру (полоса на корпусе конденсатора, обозначающая минусовой контакт).

Дальше следует надавить на конденсатор по оси расположения его ножек, но не резко, а плавно, медленно увеличивая нагрузку. В результате ножка отделяется от корпуса, далее повторяем процедуру для второй ножки (давим с противоположной стороны).

Иногда ножка из-за плохого припоя вытаскивается вместе с конденсатором. В этом случае можно слегка расширить получившееся отверстие (я делаю это куском гитарной струны) и вставить туда кусок медной проволоки, желательно одинаковой с ножкой толщины.

Половина дела сделана, теперь переходим непосредственно к замене конденсатора. Стоит отметить, что припой плохо пристаёт к той части ножки, которая находилась внутри корпуса конденсатора и её лучше откусить кусачками, оставив небольшую часть. Затем ножки конденсатора, приготовленного для замены и ножки старого конденсатора обрабатываются припоем и припаиваются. Удобнее всего паять конденсатор, приложив его к к плате под углом в 45 градусов. Потом его легко можно поставить по стойке смирно.

Вид в результате, конечно неэстетичный, но зато работает и данный способ намного проще и безопаснее предыдущего с точки зрения нагрева платы паяльником. Удачного ремонта!

Если материалы сайта оказались для вас полезными, можете поддержать дальнейшее развитие ресурса, оказав ему (и мне ) .

Дед клуб: Тайны танталовых конденсаторов.

 Сейчас, в период новогодних праздников, когда на улицах хлопают петарды, я, почему-то вспомнил об этих конденсаторах. Даже воняли они после взрывов также противно, как эти петарды, только радости от этого никакой не было. И остаётся на сегодня одно только воспоминание о ранее выпускавшихся отечественных  конденсаторах, да и не только танталовых, как о самых надёжных в мире.


 Стоило только подсоединить изделие к аккумулятору – щелчок, и красивый желтый прямоугольник, разгораясь до красноты, прожигает насквозь печатную плату. Последующий за щелчком хлопок разрывает его на части, превращая из красной раскуренной сигареты в чёрные угольки. Наконец мощный ключевой транзистор не выдерживает ток короткого замыкания и, отстреливая свой корпус, размыкает, таким образом, электрическую цепь. Вонючие клубы дыма, поднимаясь к потолку, включат аварийную сигнализацию, и останется несколько секунд, чтобы покинуть помещение и не попасть под проливной дождь, который будет заливать шипящие и искрящиеся измерительные приборы.  

 Хорошо, что этот казус обнаружился на стадии регулировки, хотя эпизодически приходят  в ремонт изделия  спустя 3 – 5 лет, по той же причине, выхода конденсатора из строя.

В общем, хватает с ними забот. По мне я бы это г вовсе не ставил, но нравятся они нашим конструкторам, уж больно красивая печатная плата с ними получается.

 А поэтому, чтобы не было его выхода из строя  – остаётся только два выхода:

 1. полностью отказаться от такого изобретения.

 2. ставить конденсаторы по цепям питания с двойным запасом по напряжению.

 Последнее, конечно, будет в ущерб цене, но «искусство требует жертв».

Сами же изобретатели данного детища рекомендуют ставить последовательно с конденсатором  резистор с небольшим сопротивлением. Такое решение возникает в попытке убрать переходные процессы на нём, подрезав, таким образом, его достоинства, выведенные в таблице  характеристик.  В противном случае, амплитуда на конденсаторе в момент включения  в 2 раза может превысить напряжение питания, выводя его из строя, в момент подключения источника. Внутреннее сопротивление открытого электронного ключа, стоящего последовательно с ним по цепи питания, не спасают конденсатор от взрыва, а только становятся его заложником, перегреваясь вместе с проводами в результате замыкания цепи, и тоже выходят из строя.

 Не помогают рекомендации об использовании данного конденсатора в цепях, потребляющих не более 300 мА. На практике установлено, что при токе в 10 раз меньшем, они  так же   взрываются 
После взрыва.
Переходные процессы на конденсаторе
в момент подключения аккумулятора.
Пиковое значение напряжения в 2 раза больше
напряжения самого аккумулятора.
 .

Ремонт материнской платы вздулись конденсаторы. Замена конденсаторов на материнской плате

Материнская плата очень сложное электронное устройство, которое объединяет и согласовывает работу всех комплектующих компьютера. Со временем материнская плата может выйти из строя по различным причинам: перегрев, старение комплектующих и т.п.

Очень часто на старых (материнках) можно обнаружить вздувшиеся электролитические конденсаторы. Выглядят они как бочонки с вздутым верхом или низом. При этом рядом с конденсатором могут быть следы вытекшего электролита. Такая системная плата, в принципе, может успешно работать, но чаще всего компьютер с такой материнской платой не запускается.

Чтобы привести материнскую плату в (чувства) следует заменить вздувшиеся конденсаторы на новые. Такой ремонт можно сделать самостоятельно без помощи сервисного центра. Однако, если вы ни разу не держали в руках паяльник и не имеете малейшего представления о том, как с ним работать, то лучше обратитесь в , дабы избежать усугубления ситуации и окончательно не (убить) системную материнскую плату.

Для замены конденсаторов вам понадобится маломощный паяльник (до 40Вт) с узким жалом или паяльная станция (в идеале), канифоль или паяльная кислота (предпочтительней), оловянный припой, спирт или очищенный бензин.

Перед тем как приступать к выпаиванию конденсатора внимательно осмотрите материнскую плату, найдите все конденсаторы, которые вздулись, или имеют следы вытекшего электролита. Электролитические конденсаторы припаиваются с соблюдением полярности. На их корпусе обычно нанесено обозначение отрицательного (-) вывода. На самой материнской плате, когда вы выпаяет конденсатор, также имеется маркировка полярности. Чтобы не перепутать полярность вы можете сфотографировать расположение конденсаторов.

И еще несколько слов о подготовительной работе. Материнская плата чувствительна к статическому напряжению, поэтому паяльник и материнскую плату желательно было бы заземлить. По этой же причине нельзя работать в синтетической одежде без соблюдения дополнительных мер защиты. Используйте антистатические перчатки и браслеты.

Выпаивание конденсатора требует особой осторожности, так как печатная плата имеет многослойный монтаж. Это означает, что дорожки проходят не только с обеих сторон платы, но и внутри нее! Если вы используете паяльник, то поочередно прогревайте ножки конденсатора и аккуратно извлеките его из печатной платы. После этого отверстия в плате следует очистить от остатка припоя. Можно использовать зубочистку, которую следует вставлять поочередно в каждое отверстие и прогревать плату с другой стороны паяльником. Таким образом, остатки олова будут удалены. Если используется паяльник с олово отсосом, то очистка платы от остатков припоя не потребуется.

Когда конденсаторы выпаяны, необходимо проверить их номинал и рабочее напряжение, чтобы приобрести новые на замену. Емкость конденсатора указывается в микрофарадах (мкФ, uF), а напряжение в вольтах (В, V). Если выпаянный конденсатор, например, имеет маркировку 6,3V 2000uF, то его рабочее напряжение составляет 6,3 В, а емкость 2000мкФ. Приобретая новый конденсатор вы можете не найти точно такого же по емкости и рабочему напряжению. Допускается установка конденсаторов с большим рабочим напряжением (12В вместо 6,3В) и большей емкостью (2200 мкФ вместо 2000мкФ). Использовать конденсаторы на меньшее напряжение крайне не рекомендуется, так как такой конденсатор очень быстро выйдет из строя.

Также при выборе конденсатора следует особое внимание уделять его габариту, так как материнская плата имеет плотный монтаж, и компоненты зачастую установлены практически впритык, то установка большего по диаметру конденсатора может быть невозможна. С конденсаторами больших по высоте проблем с установкой обычно не бывает.

Теперь остается только аккуратно припаять новый конденсатор и проверить работоспособность материнской платы. Установите конденсатор в материнскую плату, обязательно соблюдая полярность, и припаяйте его ножки с обратной стороны печатной платы. Не используйте большое количество припоя, чтобы он не растекся и не замкнул соседние контакты. При пайке следует не допускать излишнего нагрева платы, так как это может привести к отпаиванию соседних элементов. После того как все будет припаяно, удалите остатки паяльной кислоты или канифоли с печатной платы с помощью спирта или очищенного бензина.

Уважаемые гости, в этой статье мы будем производить замену вздутых конденсаторов на материнской плате своими руками. Хотел бы сразу сказать, что замена конденсаторов своими руками требует знаний и умений пользования таким инструментом как пояльник. В данном случае я использовал простой советский паяльник. Если у вас такго опыта нет, то я не рекомендую браться вам за такую работу. Про замену конденсаторов на блоке питания читаем .

Обычно конденсаторы на материнской плате начинают выходить из строя через 3-4 года пользования компьютером. Это как правило явление нормальное, и все это можно решить, путем замены их на новые.

Как определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись, какие признаки? Все сейчас разберем подробней.

Признаки неисправности конденсаторов в материнской плате

1. При включении компьютер включается, потом выключается. После 3-4 раза включения он включается нормально, и грузится операционная система. После этого он работает без проблем, но только стоит его выключить и включить на следующий день, проблема опять повторяется. Эти признаки говорят о том, что возможно у вас высохли и вздулись конденсаторы на плате.

2. Компьютер просто не включается. Возможно этой причиной могут быть также конденсаторы, или проблема с блоком питания. Как проверить блок питания , читаем .

3. При включении или работе компьютера часто появляется синий экран . Это также может быть причиной вздутия и неисправностей конденсаторов на материнской плате. Как правило это первичные признаки, когда конденсаторы только начинают вздуваться.

4. Откройте боковую крышку системного блока и внимательно осмотрите материнскую плату. Как правило визуально можно определить, что конденсаторы на материнской плате вздулись и требуют замены. Пример на картинке.

На рисунке в приближенном виде видно, что 2 конденсатора на материнской плате вздулись и требуют замены. Необходимо осматривать материнскую плату внимательно, т.к. неопытному человеку в этом деле не всегда с первого раза можно выявить неисправный конденсатор. После этого, нам необходимо найти новые конденсаторы на замену. Обычно их можно взять со старой материнской платы или купить в радиодеталях, они не дорогие. Выпаиваете старые конденсаторы, смотрите номинал и покупаете новые, можете взять с собой старые, чтобы показать продавцу (по вольтажу можно брать и больше, но не меньше). На своем примере это 6,3 вольт 1500 мкф . На замену я использовал 16 вольт 1500 мкф .

Если у вас или у ваших друзей есть старая материнская плата, можете выпаять их с нее. Все, у нас все готово, после этого начинаем замену конденсаторов на материнской плате своими руками. Как я уже писал выше, замена конденсаторов на материнской плате своими руками требует определенных умений работы с паяльником, если вы готовы, приступим.

При замене конденсаторов нам потребуется следующий инструмент:

  • Паяльник;
  • Канифоль;
  • Припой;
  • Зубочистки;
  • Бензин очищенный (для удаления канифоли с платы).

В идеале, для выпаивания таких деталей нужно использовать оловоотсос, ну или паяльный фен. Поскольку у меня дома есть только паяльник, то пришлось выпаивать им, поочередно нагревая ножки конденсатора и вытаскивая его. Вывод: простым паяльником это делать крайне неудобно.

После того как мы извлекли старый конденсатор и приготовили ему замену, нужно прочистить отверстия для конденсатора, иначе старый припой не даст его нормально вставить. С оловотсосом можно было бы справиться за пару секунд, но мне пришлось повозиться и использовать зубочистки. Аккуратно вставляем их в отверстия и нагреваем паяльником с обратной стороны, чтобы вытолкнуть весь лишний припой. Еще раз повторюсь, что это нужно делать аккуратно, так как плата многослойная и можно повредить дорожки внутри платы

После прочистки отверстий вставляем конденсатор на место, обязательно соблюдая полярность . Обычно, на материнской плате есть обозначения установки конденсаторов (закрашенная сторона это – минус « «), но лучше всего запомнить как был установлен старый. На самих конденсаторах также есть обозначения ввиде полосы со знаком » «.

Запаиваем с обратной стороны. Фото самого процесса у меня нет, так как я не смог паять и одновременно фотографировать. Зато есть фото конечного результата)

Не забываем очистить плату от флюса или канифоли.

Ну вот и все, на этом мой ремонт закончился. Главное не бояться и аккуратно пробовать паять своими руками. Должен заметить, это очень увлекательный процесс.

На всякий случай, даю вам видео, где вы также можете посмотреть, как происходит процесс замены конденсаторов на материнской плате своими руками.

Самая распространённая поломка современной электроники – это неисправность электролитических конденсаторов. Если вы после разбора корпуса электронного устройства замечали, что на печатной плате имеются конденсаторы с деформированным, вздутым корпусом, из которого сочится ядовитый электролит, то самое время разобраться, как распознать поломку или дефект в конденсаторе и подобрать адекватную замену. Располагая профессиональным флюсом для пайки, припоем, паяльной станцией, набором новых конденсаторов, вы без особого труда «оживите» любой электронный прибор своими руками.

По сути, конденсатор – радиоэлектронный компонент, основная цель которого – это накопление и отдача электроэнергии с целью фильтрации, сглаживания и генерации переменных электрических колебаний. Любой конденсатор имеет два важнейших электрических параметра: ёмкость и максимальное постоянное напряжение, которое может быть приложено к конденсатору без его пробоя или разрушения. Ёмкость, как правило, определяет, какое количество электрической энергии может вобрать в себя конденсатор, если приложить к его обкладкам постоянное напряжение, не превышающее заданного лимита. Ёмкость измеряется в Фарадах. Наибольшее распространение получили конденсаторы, ёмкость которых исчисляется в микрофарадах (мкФ), пикофарадах (пкФ) и нанофарадах (нФ). Во многих случаях рекомендуется заменять неисправный конденсатор на исправный, имеющий аналогичные ёмкостные характеристики. Однако в ремонтной практике бытует мнение о том, что в схемах блоков питания можно ставить конденсатор, несколько превышающий по ёмкости фабричные параметры. К примеру, если мы хотим заменить разорвавшийся электролит на 100мкФ 12Вольт в блоке питания, который призван сгладить колебания после диодного выпрямительного моста, можно смело устанавливать ёмкость даже на 470мкФ 25В. Во-первых, повышенная ёмкость конденсатора только уменьшит пульсации, что само по себе неплохо для блока питания. Во-вторых, повышенное предельное напряжение только повысит общую надёжность схемы. Главное, чтобы отведённое под установку конденсатора место подходило.

Почему взрываются конденсаторы электролитического типа

Самая частая причина, по которой происходит взрыв электролитического конденсатора – это превышение напряжения межу обкладками конденсатора. Не секрет, что во многих приборах китайского производства параметр максимального напряжения точно соответствует приложенному напряжению. По своей задумке производители конденсаторов не предусматривали, что в штатном включении конденсатора в состав электросхемы на его контакты будет подаваться именно максимальное напряжение. К примеру, если на конденсаторе написано 16В 100мкФ, то не стоит его подключать в схему, где на него будет постоянно подаваться 15 или 16В. Безусловно, он выдержит какое-то время такое издевательство, но запас прочности будет практически равен нолю. Гораздо лучше устанавливать такие конденсаторы в цепь с напряжением 10–12В., чтобы был какой-то запас по напряжению.

Полярность подключения электролитических конденсаторов

Электролитические конденсаторы имеют отрицательный и положительный электроды. Как правило, отрицательный электрод определяется по маркировке на корпусе (белая продольная полоса за значками «-»), а положительная обкладка никак не промаркирована. Исключение – отечественные конденсаторы, где, напротив, положительный терминал промаркирован значком «+». При замене конденсаторов необходимо сопоставить и проверить, соответствует ли полярность подключения конденсатора маркировке на печатной плате (кружок, где имеется заштрихованный сегмент). Сопоставив минусовую полосу с заштрихованным сегментом, вы безошибочно вставите конденсатор. Остаётся лишь обрезать ножки конденсатора, обработать места пайки и качественно припаять. Если случайно перепутать полярность подключения, то даже абсолютно новый и вполне исправный конденсатор просто-напросто разорвётся, измазав попутно все соседние компоненты и печатную плату токопроводящим электролитом.

Немного о безопасности

Не секрет, что замена низковольтных конденсаторов может принести вред здоровью лишь в случае ошибки подключения полярности. При первом включении конденсатор взорвётся. Вторая опасность, которую стоит ожидать от конденсаторов, заключается в напряжении между его обкладками. Если вы когда-нибудь разбирали блоки питания от компьютеров, то вы, вероятно, замечали огромные электролиты на 200В. Именно в этих конденсаторах остаётся опасное высокое напряжение, которое может серьёзно травмировать вас. Перед заменой конденсаторов блоков питания рекомендуем полностью его разрядить либо резистором, либо неоновой лампочкой на 220В.

Полезный совет: такие конденсаторы очень не любят разряжаться через короткое замыкание, поэтому не замыкайте их выводы отвёрткой с целью разряда.

Если Ваш компьютер зависает, работет с ошибками, не устанавливается Windows . Если компьютер не запускается вообще, или запустившись, сразу останавливается, не поленитесь открыть крышку системного блока и проблема может быть увидена не вооруженным глазом – это электролитические конденсаторы на материнской плате . Одной из наиболее часто встречающихся причин неисправности материнской платы являются пробой, закорачивание или утечки электролитических конденсаторов. Выходят из строя обычно конденсаторы фильтров стабилизатора напряжения питания процессора, или северного моста.

Обычно неисправные конденсаторы можно обнаружить по вздувшейся задней части корпуса или вытекшему электролиту, но не обязательно. Бывает что конденсатор внешне абсолютно нормальный, но он также не исправен. Грубую проверку электролитического конденсатора , не имеющего внешних повреждений, можно сделать с помощью стрелочного омметра по броску стрелки. Для проверки конденсатора омметр ставят на низший диапазон измерения сопротивления и подключают к выводам конденсатора, в начальный период конденсатор начнет заряжаться и стрелка прибора отклонится, а затем по мере зарядки вернётся на место. Можно повторить проверку, поменяв выводы конденсатора. Чем больше и медленнее отклоняется стрелка, тем больше ёмкость конденсатора. Если омметр показывает ноль, то конденсатор закорочен, а если бесконечность, то вероятен обрыв. Если по мере возврата стрелки в исходное положение она останавливается, на каком либо положении, не возвращясь в исходное, то конденсатор также неисправен.

Чтобы приблизительно определить емкость конденсатора можно сравнить поведение стрелки прибора при подключении заведомо исправного конденсатора такой же ёмкости и проверяемого. Чтобы не повредить прибор необходимо разрядить конденсатор, закоротив его выводы. Иногда состояние конденсатора можно определить омметром не выпаивая его, если он не шунтируется другими элементами схемы, но для качественной проверки все же лучше его отпаять. Отпаивать и припаивать конденсаторы можно любым паяльником не очень большой мощности (до 65 ватт) с применением канифоли или другого паяльного флюса. После отпайки конденсаторов нужно очистить от припоя отверстия. Я делаю это с помощью обычной швейной иглы, прикладывая остриё иглы к отверстию со стороны расположения корпусов конденсаторов и одновременно жало паяльника с другой стороны.

Ёмкость конденсаторов не обязательно подбирать точно, можно с отклонением в любую сторону до 30% и даже более. Если ёмкость имеющихся конденсаторов значительно меньше, то можно добавить еще один, в фильтрах стабилизаторов процессоров они соединены параллельно и есть свободные, резервные места. Номинал напряжения конденсаторов ни в коем случае не стоит выбирать меньше чем прежде. Следует обратить внимание на температурный номинал, он должен быть 105 0 C. Обязательно нужно соблюдать полярность. Если отпаяв конденсаторы, Вы не запомнили, как они стояли, то посмотрите внимательно, как расположены другие и впаяйте также. Подбирая конденсаторы для замены тех, которые расположены около процессора, необходимо учитывать радиатор кулера, чтобы они не помешали установить его на место. Если вы не имеете возможности или желания заменять конденсаторы, то обратитесь к специалистам, которые смогут это сделать качественно и без проблем. Обычно стоимость такого ремонта не превышает 50% стоимости материнской платы. Хотя, гарантию Вам в этом случае, скорее всего никто не даст. Решать Вам, ремонтировать или менять?

Одна из самых частых причин неполадок материнских плат — вышедшие из строя конденсаторы. Сегодня мы расскажем вам, как правильно их заменить.

Первое, что нужно отметить — процедура замены конденсаторов представляет собой очень тонкую, почти хирургическую манипуляцию, для которой понадобятся соответствующие навык и опыт. Если вы не уверены в своих силах, то лучше доверить замену специалисту.

В случае если нужный опыт имеется, убедитесь, что помимо него у вас есть соответствующий инвентарь.

Конденсаторы на замену
Самый важный элемент. Эти компоненты отличаются между собой по двум ключевым параметрам: вольтажу и ёмкости. Вольтаж представляет собой рабочее напряжение элемента, ёмкость — количество заряда, которое может содержать конденсатор. Поэтому, выбирая новые компоненты, убедитесь, что их вольтаж равен или чуть больше старых (но ни в коем случае не меньше!), а ёмкость точно соответствует вышедшим из строя.

Паяльник
Данная процедура требует наличия паяльника мощностью до 40 Вт с тонким жалом. Можно использовать паяльную станцию с возможностью регулировки мощности. Кроме того, обязательно приобретите подходящий паяльнику флюс.

Стальная игла или кусок проволоки
Швейная игла или кусок тонкой стальной проволоки понадобится для зачистки и расширения отверстия в плате под ножки конденсаторов. Использовать тонкие предметы из других металлов нежелательно, поскольку они могут схватиться припоем, что создаст дополнительные трудности.

Убедившись, что инвентарь соответствует требованиям, можно переходить непосредственно к процедуре замены.

Замена неисправных конденсаторов

Предупреждение! Дальнейшие действия вы совершаете на свой страх и риск! Мы не несем никакой ответственности за возможные повреждения платы!

Данная процедура происходит в три этапа: выпаивание старых конденсаторов, подготовка места, установка новых элементов. Рассмотрим каждый по порядку.

Этап 1: Выпаивание

Во избежание сбоев перед началом манипуляций рекомендуется . Процедура происходит так.


Если конденсаторов несколько, повторите вышеописанную процедуру для каждого. Вытащив их, переходите к следующему этапу.

Этап 2: Подготовка посадочного места

Это — самая важная часть процедуры: от грамотных действий зависит, получится ли установить новый конденсатор, поэтому будьте предельно внимательны. В большинстве случаев при вынимании элементов припой попадает в отверстие для ножки и забивает его. Чтобы прочистить место, используйте иглу или кусочек проволоки следующим образом.


Убедившись, что плата подготовлена, можно переходить к последней стадии.

Этап 3: Установка новых конденсаторов

Как показывает практика, большинство ошибок совершается именно на этом шаге. Поэтому, если предыдущие этапы вас утомили, рекомендуем сделать паузу, и только потом приступать к завершающей части процедуры.


После окончания процедуры дайте припою остыть и проверяйте результаты своей работы. Если вы в точности следовали вышеописанной инструкции, никаких проблем быть не должно.

Альтернативный вариант замены

В некоторых случаях во избежание лишнего нагрева платы можно обойтись без выпаивания неисправного конденсатора. Этот метод более грубый, зато подойдет для пользователей, которые не уверены в своих силах.


На этом все. Напоследок еще раз хотим напомнить вам — если вы считаете, что не справитесь с процедурой, лучше доверьте её мастеру!

Почему взрываются электролитические конденсаторы?

Если вы хотите знать, почему взрывается электролитический конденсатор, сначала вы должны знать, что такое электролитический конденсатор. Электролитический конденсатор представляет собой разновидность емкости, металлическая фольга — положительный электрод (алюминий или тантал), а оксидная пленка (оксид алюминия или оксид тантала), плотно прилегающая к металлу, — диэлектрик. Катод состоит из проводящего материала, электролита (который может быть жидким или твердым) и других материалов.Поскольку электролит является основной частью катода, электролитический конденсатор получил свое название. В то же время нельзя неправильно подключить емкость электролитического конденсатора.

Танталовый электролитический конденсатор в основном состоит из спекаемого твердого вещества, твердого тела с обмоткой из фольги, спекаемой жидкости и так далее. Спеченные твердые частицы составляют более 95% текущего производства, которые в основном состоят из неметаллической герметизированной смолы.

Алюминиевые электролитические конденсаторы можно разделить на четыре типа: алюминиевые электролитические конденсаторы свинцового типа; алюминиевый электролитический конденсатор рупорного типа; алюминиевый электролитический конденсатор с болтовым креплением; твердый алюминиевый электролитический конденсатор.

 Возможные причины взрыва конденсатора:

  1. Выход из строя внутренних компонентов конденсатора происходит в основном из-за некачественного производственного процесса.
  2. Повреждение изоляции корпуса конденсатором. Сторона высокого напряжения конденсатора изготовлена ​​из тонкого стального листа, а край будет неровным с заусенцами или серьезно согнут, если производственный процесс некачественный, а наконечник склонен генерировать коронный разряд, вызывающий пробой масла. расширение корпуса и капля масла.Кроме того, когда крышка закрыта, внутренняя изоляция сгорает и выделяет масло и газ, что приводит к сильному падению напряжения и повреждению, если время сварки слишком велико.
  3. Плохое уплотнение и утечка масла. Сопротивление изоляции снижено из-за плохой герметизации корпуса узла. Или поверхность масла упала из-за разлива масла, что привело к выбросу в крайнем направлении оболочки или поломке компонента.
  4. Живот и внутренняя диссоциация. За счет внутренней короны, пробивного разряда и серьезной диссоциации начальное свободное напряжение элемента снижается до напряженности рабочего электрического поля под действием перенапряжения, что вызывает физические, химические и электрические воздействия, ускоряющие старение и разложение элемента. изоляция, которая будет выделять газ и образовывать замкнутый круг, а затем давление в корпусе будет увеличено, и барабан взорвется.
  5. Конденсатор взрывается электрическим зарядом. Все конденсаторы с номинальным напряжением запрещается заряжать. Каждый раз при повторном включении конденсаторной батареи конденсатор должен быть разряжен в течение 3 минут после отключения переключателя. В противном случае полярность напряжения момента замыкания может быть вызвана противоположной полярностью остаточного заряда на конденсаторе.

Кроме того, это может быть вызвано высокой температурой, плохой вентиляцией, высоким рабочим напряжением, чрезмерной гармонической составляющей напряжения или рабочим перенапряжением и т. д.

 

 

Почему взорвался конденсатор, оказалось из-за него!

Если конденсатор взорвется, его мощность нельзя недооценивать. Открою секрет, что вызывает взрыв конденсатора?

1. Положительный и отрицательный полюсы поменяны местами
У поляризованных конденсаторов положительный и отрицательный полюсы поменяны местами, как у танталовых конденсаторов. Если положительный и отрицательный полюсы поменялись местами, конденсаторы сгорят при легком весе, а конденсаторы взорвутся при большем весе.

2. Качество конденсатора не имеет значения
Если качество конденсатора не высокое (некачественный техпроцесс и т.д.), это может привести к повреждению внутренних компонентов конденсатора, повреждению изоляции корпуса и т. д., что может привести к взрыву конденсатора.

3. Плохая герметизация и утечка масла
Плохая герметизация монтажной втулки приводит к попаданию влаги внутрь, что может привести к снижению сопротивления изоляции; или падение поверхности масла из-за утечки масла, что приводит к падению, что может вызвать выброс в сторону разрушения корпуса или компонента.

4. Внутренний свободный и вздутый
Когда внутри конденсатора образуются коронный разряд, пробойный разряд и сильное расслоение, конденсатор будет уменьшать начальное свободное напряжение компонента ниже напряженности рабочего электрического поля под действием перенапряжения, тем самым вызывая срабатывание ряд физических, химических и электрических воздействий для ускорения старения изоляции, разложение с образованием газа, образующего порочный круг, так что давление оболочки коробки увеличивается, в результате чего внешняя стенка стенки коробки набухает и вызывает взрыв.

5. Повреждение изоляции корпуса
Токоподводящий провод на стороне высокого напряжения конденсатора изготавливается из тонкого стального листа, если техпроцесс некачественный. На краях имеются заусенцы или сильные изгибы, а кончик подвержен коронации. Корона вызовет разложение масла, расширит корпус и опустит поверхность масла, что вызовет пробой. Кроме того, при герметизации, если время сварки на углу слишком велико, внутренняя изоляция будет сожжена, а масло и газ будут генерироваться, что значительно снизит напряжение и повредит ее.

6. Включение под напряжением вызывает взрыв конденсатора
Любая батарея конденсаторов номинального напряжения запрещается находиться под напряжением в замкнутом состоянии. Каждый раз при повторном включении конденсаторной батареи конденсатор должен быть разряжен в течение 3 минут при выключенном выключателе, иначе полярность напряжения в момент закрытия может оказаться противоположной полярности остаточного заряда на конденсаторе и вызвать взрыв. По этой причине обычно устанавливается, что конденсаторная батарея мощностью 160 кВАр и более должна быть оборудована устройством автоматического отключения при отсутствии напряжения, а выключатель конденсаторной батареи не допускается оснащать устройством автоматического повторного включения. .

7. Чрезмерная температура вызывает взрыв конденсатора
Если температура конденсатора слишком высока, электролит внутри него быстро испаряется и расширяется, прорывая ограничитель оболочки и взрываясь. Общие причины следующие: ① Слишком высокое напряжение, что приводит к выходу из строя конденсатора, и ток через конденсатор быстро увеличивается в одно мгновение; ② Температура окружающей среды слишком высока и превышает допустимую рабочую температуру конденсатора, что приводит к закипанию электролита.

Почему взорвался конденсатор, я думаю, теперь всем должно быть ясно, и знать, как это предотвратить.

Почему взрываются электролитические конденсаторы? – Волшебный металлический тантал

Если вы хотите знать, почему взрывается электролитический конденсатор, сначала вы должны знать, что такое электролитический конденсатор. Электролитический конденсатор представляет собой разновидность емкости. Металлическая фольга является положительным электродом (алюминиевая фольга или танталовая фольга), а оксидная пленка (оксид алюминия или оксид тантала), плотно прилегающая к металлу, — диэлектриком.Катод состоит из проводящего материала, электролита (который может быть жидким или твердым) и других материалов. Поскольку электролит является основной частью катода, отсюда и название электролитического конденсатора. В то же время нельзя неправильно подключить емкость электролитического конденсатора.

Танталовый электролитический конденсатор в основном состоит из твердого тела для спекания, твердого тела для намотки фольги, жидкости для спекания и так далее. Спеченные твердые тела составляют более 95% текущего производства и в основном состоят из неметаллической герметизированной смолы.

Алюминиевый электролитический конденсатор можно разделить на четыре типа: алюминиевый электролитический конденсатор свинцового типа; Алюминиевый электролитический конденсатор рупорного типа; Алюминиевый электролитический конденсатор на болтах; Твердотельный алюминиевый электролитический конденсатор.

Возможные причины взрыва конденсатора:

  1. Выход из строя внутренних компонентов конденсатора происходит в основном из-за некачественного производственного процесса.
  2. Повреждена изоляция конденсатора к корпусу.Сторона высокого напряжения конденсатора изготовлена ​​из тонкого стального листа. Если производственный процесс некачественный, кромка неровная с заусенцами или серьезным изгибом. Наконечник подвержен коронации, а корона вызывает разрушение масла, расширение корпуса и падение масла. Кроме того, когда крышка закрыта, если время сварки слишком велико, внутренняя изоляция сгорает и выделяет масло и газ, что приводит к сильному падению напряжения и повреждению.
  3. Плохое уплотнение и утечка масла. Сопротивление изоляции снижено из-за плохой герметизации корпуса узла.Или разлив нефти привел к падению поверхности масла, что привело к выбросу в крайнем направлении оболочки или поломке компонента.
  4. Живот и внутренности расходятся. За счет внутренней короны, пробивного разряда и серьезной диссоциации под действием перенапряжения пусковое холостое напряжение элемента снижается до напряженности рабочего электрического поля. Это вызывает физическое, химическое и электрическое воздействие, ускоряющее старение и разложение изоляции, выделяя газ и образуя порочный круг, давление в корпусе увеличивается, что приводит к взрыву барабана
  5. Конденсатор взрывается электрическим зарядом.Все конденсаторы с номинальным напряжением запрещается заряжать. Каждый раз при повторном включении конденсаторной батареи конденсатор должен быть разряжен в течение 3 минут после отключения переключателя. В противном случае полярность напряжения момента замыкания может быть вызвана противоположной полярностью остаточного заряда на конденсаторе. Для этого, как правило, требуется конденсаторная батарея мощностью более 160 квар, а также должно быть установлено устройство автоматического отключения при отсутствии давления. А на выключатели конденсаторной батареи не разрешается устанавливать автоматическое повторное включение.

Кроме того, это может быть вызвано высокой температурой, плохой вентиляцией, высоким рабочим напряжением, чрезмерной гармонической составляющей напряжения или рабочим перенапряжением и т. д.

Stanford Advanced Materials (SAM) является ведущим поставщиком и производителем высококачественного танталового порошка конденсаторного качества и танталовой проволоки по конкурентоспособной цене и в кратчайшие сроки. Пожалуйста, посетите http://www.samaterials.com для получения дополнительной информации.

Почему взрываются электролитические конденсаторы

Известно, что электролитические конденсаторы быстро выходят из строя при неправильном обращении.

Leland Teschler • Ответственный редактор
Вскройте обычную светодиодную лампочку, и вы часто обнаружите электролитический конденсатор, занимающий место на входе от линии переменного тока. Хотя срок службы светодиодов для освещения обычно превышает 10 000 часов, электролитические колпачки в их основании могут не прослужить так долго. Причин таких плохих результатов может быть множество.

Электролитические конденсаторы, видимые на этих печатных платах, взяты из эквивалентных 60-ваттных светодиодных ламп производства Philips (вверху) и Feit Electric.

Пожалуй, основная причина трудностей с электролитическими крышками — их плохая работа при воздействии обратного напряжения. Электролиты — это поляризованные устройства, которые хорошо работают только тогда, когда приложенные сигналы на положительной клемме крышки превышают сигналы на отрицательной клемме. Чувствительность к полярности возникает из-за конструкции колпачка.

Наиболее распространенным электролитическим колпачком является алюминиевый электролитический. Его анодный электрод (+) представляет собой чистую алюминиевую фольгу с протравленной поверхностью. Тонкий изолирующий слой оксида алюминия действует как диэлектрик конденсатора.Нетвердый электролит покрывает шероховатую поверхность оксидного слоя, выступая в принципе в качестве катода (-). Вторая алюминиевая фольга, называемая «катодной фольгой», касается электролита и служит электрическим соединением с катодом. Вся сборка сворачивается, чтобы сформировать отличительную цилиндрическую форму, характерную для электролитов.

Следует отметить, что приложение положительного напряжения к материалу анода в электролитической ванне формирует изолирующий слой оксида алюминия. Его толщина соответствует приложенному напряжению.Этот оксидный слой действует как диэлектрик. После формирования диэлектрического оксида на шероховатых структурах анода противоэлектрод должен соответствовать шероховатой поверхности изолирующего оксида. Электролит служит этой цели.

Толщина диэлектрика мала, обычно измеряется в нанометрах. Сила напряжения оксидного слоя достаточно высока в правильном направлении. Но превышение максимального напряжения может привести к тому, что конденсатор будет выглядеть как короткое замыкание. Результат может стать достойным внимания видео, о чем свидетельствует количество взрывающихся конденсаторов, доступных для просмотра на YouTube.

Вот здесь и проявляется полярность: подача сигнала с неправильной полярностью предотвращает образование оксидного слоя. Результат, опять же, может быть катастрофическим провалом.

Таким образом, Illinois Capacitor резюмирует виды отказов электролитических конденсаторов. Нажмите на изображение, чтобы увеличить.

Разумеется, правильно функционирующие прикладные схемы будут подавать сигналы правильной полярности на используемые электролитические конденсаторы. Наиболее распространенной причиной сокращения срока службы электролитической крышки является тепло.Конденсатор, рассчитанный на 10 000 часов при 25 °C, будет иметь пониженные характеристики для использования при более высоких температурах — он может быть рассчитан только на 1000 часов при 85 °C и даже меньше при 105 °C. Тепло обычно испаряет электролит и уменьшает емкость. Кроме того, электролитический колпачок может нагреваться, когда он находится в цепи, которая многократно и быстро заряжает и разряжает его. А изменения производительности, вызванные высокими температурами, носят временный характер. Характеристики, указанные в спецификациях, снова появятся, как только конденсатор вернется к нормальной температуре (при условии, что он не был поврежден перегревом). Существуют конденсаторы, рассчитанные на длительный срок службы при более высоких температурах, когда температура является проблемой.

Другим печально известным фактором сокращения срока службы электролитической крышки является пульсирующий ток, воспринимаемый крышкой. Пульсации тока распространены в схемах регуляторов мощности, в которых часто используются электролитические конденсаторы. По сложным электрохимическим причинам, чем выше пульсирующий ток, тем больше и быстрее деградирует цоколь. Чувствительность к пульсирующему току зависит от конструкции и материалов крышки. Поставщики указывают срок службы с различными значениями пульсаций тока.Кроме того, существуют электролитические конденсаторы, разработанные специально для работы с токами с высокой пульсацией.

К сожалению, проблемы с цепочкой поставок также могут повлиять на производительность ограничения. Некачественные или откровенно контрафактные детали все чаще встречаются в каналах закупок. Относительно легко изготовить адекватный конденсатор, который будет нормально работать в краткосрочной перспективе. Однако срок службы может быть легко ниже стандартного.

Например, емкость даже высококачественных электролитических конденсаторов может со временем отклоняться от номинального значения.Нередко указываются большие допуски, обычно 20%. Таким образом, можно ожидать, что алюминиевый электролитический конденсатор с номинальной емкостью 47 мкФ будет измерять где-то между 37,6 мкФ и 56,4 мкФ. Танталовые электролитические конденсаторы могут иметь более жесткие допуски, но обычно имеют более низкие рабочие напряжения. И все ставки сделаны в отношении допустимости некачественных или поддельных крышек с течением времени.

Также полезно знать условия, при которых применяются номинальные характеристики крышек. Номинальная емкость обычно указывается как значение при 20°C и 120 Гц.Емкость будет уменьшаться при температурах выше и ниже 20°C. Обратите также внимание на характеристику тангенса угла потерь. Тангенс угла потерь определяется как тангенс разности фазового угла между напряжением конденсатора и током конденсатора относительно теоретического значения 90°. Разница вызвана диэлектрическими потерями внутри конденсатора. Тангенс угла потерь (tan δ) указан как значение при 20°C и 120 Гц. Это значение будет снижаться при более высоких температурах и повышаться при более низких температурах.

Кроме того, как емкость, так и тангенс угла потерь зависят от частоты. Емкость ниже на высоких частотах, а тангенс угла потерь выше на высоких частотах. Импеданс конденсатора обычно выражается как значение при 20°C и частоте 100 кГц. Импеданс будет выше на более низких частотах.

Условия хранения также могут влиять на работу электролитической крышки. Ток утечки в алюминиевом электролитическом конденсаторе будет возрастать, если конденсатор хранится в течение длительного времени.Как и в случае с другими параметрами конденсатора, эффект более заметен при более высоких температурах хранения. Однако подача напряжения может уменьшить ток утечки. Это принцип восстановления электролитического конденсатора путем подачи напряжения. По той же причине разработчики схем должны учитывать начальное увеличение тока конденсатора при проектировании оборудования. Обычный метод заключается в подключении защитной цепи параллельно колпачку.

Примеры упаковки, используемой для электролитических конденсаторов.Эти пакеты от Nichicon выпускают газы через слой резины в случае перегрева.

Упаковка самого колпачка может вызвать проблемы. Обратите внимание, что между корпусом конденсатора и выводом катода нет изоляции. Производители обычно не указывают величину сопротивления между корпусом электролитического конденсатора и выводом катода. Внешние гильзы колпачков также подвержены повреждениям. Втулка может треснуть при воздействии высоких температур. Обычно внешние рукава изготавливаются из ПВХ, но ПВХ используется для маркировки, а не для обеспечения электрической изоляции.Электролитические колпачки обычно также имеют вентиляционные отверстия, которые имеют форму тонкой области на внешнем корпусе и размещаются там для предотвращения повышения давления в случае неправильного обращения с колпачком. Хорошо выяснить, где находится вентиляционное отверстие, и оставить место над ним.

Наконец, небольшие различия в конденсаторах, подключенных последовательно или параллельно, могут привести к проблемам. Например, электрический ток может неравномерно распределяться между параллельно включенными конденсаторами. В источниках питания одним из последствий может быть чрезмерная пульсация тока на одном или нескольких конденсаторах.Точно так же, когда два или более конденсатора соединены последовательно, необходимо учитывать баланс приложенных напряжений, чтобы напряжения, приложенные к каждому из отдельных конденсаторов, оставались ниже номинального напряжения. Обычный подход заключается в установке резисторов делителя напряжения параллельно каждому из конденсаторов.

15 неблагоприятных ситуаций, которые могут привести к катастрофическому взрыву батареи конденсаторов

Проблемы с батареями конденсаторов

Некоторые неисправности, связанные с батареями конденсаторов, уже известны, поскольку они происходят часто.Некоторые из сбоев можно проследить до первоисточника, и иногда это может быть трудно сделать. Во многих случаях конечным результатом отказа может быть катастрофический взрыв конденсатора на части или возгорание.

15 неблагоприятных ситуаций, которые могут привести к катастрофическому взрыву батареи конденсаторов (фото предоставлено Хуаном Геварой через Flickr)

В этой технической статье обсуждается потенциальная опасность возгорания и взрыва при использовании батарей конденсаторов. Ниже обсуждаются 15 наиболее типичных причин выхода из строя конденсатора.


1. Отказ конденсатора из-за несоответствующего номинального напряжения

В блоках фильтров блоки конденсаторов соединены последовательно с катушками индуктивности. Иногда напряжение на блоках конденсаторов превышает расчетные значения. В таких обстоятельствах блоки конденсаторов катастрофически выходят из строя из-за несоответствующего номинального напряжения .


2. Перегорание предохранителя

Перегорание предохранителя может быть вызвано коротким замыканием в блоке конденсаторов , перегрузкой по току из-за перенапряжения или гармониками. Короткозамкнутый конденсаторный блок можно определить, осмотрев корпус конденсатора на предмет вздутия или разрыва корпуса.

Иногда номинал предохранителя может быть ниже необходимого номинала . Высокое контактное сопротивление блока предохранителей может привести к перегреву и выходу из строя предохранителя. Выход из строя плавкого предохранителя означает перегорание плавкого предохранителя при обстоятельствах, отличных от выполнения его предусмотренной функции.

Таким образом, предохранитель, перегорающий после короткого замыкания конденсатора, не считается неисправным предохранителем.

Предохранитель может выйти из строя из-за усталости, неправильного применения и неправильной защиты ветвей .

Рисунок 1. Предохранители конденсатора (фото предоставлено thomasnet.com)

3. Термический отказ

Конденсаторы, работающие в экстремально высоких условиях, могут выйти из строя из-за чрезмерной температуры . Избыточное тепло может быть вызвано высокой температурой окружающей среды, излучением тепла от соседнего оборудования или дополнительными потерями.


4. Феррорезонанс

Конденсаторные батареи взаимодействуют с индуктивностью источника или трансформатора и вызывают феррорезонанс .Это может вызвать незатухающие колебания тока или напряжения, в зависимости от типа резонанса.

Если система не имеет надлежащего демпфирования, существует вероятность выхода из строя емкости или трансформатора. Это связано с состоянием системы и не может быть определено при визуальном осмотре.


5.

Гармоники

Любая нелинейная нагрузка в системе, такая как дуговая печь или преобразовательное оборудование, создает гармоники. Фильтры используются для контроля гармоник.

Если настройка фильтров недостаточно точна, то возможны чрезмерные гармонические токи через батарею конденсаторов . Гармоники вызывают перегрев и выход из строя конденсаторных блоков.

Очень важно, чтобы конденсаторные батареи были установлены в наилучшем месте в сети.

Рисунок 2 – Типовая однолинейная схема для промышленной системы

6. Конденсаторные блоки с разомкнутой цепью

Измерение в полевых условиях может определить, перегорел ли предохранитель и имеется ли обрыв цепи из-за отказа конденсатора .


7. Пробой диэлектрика

При выходе из строя внутренней последовательной группы блока конденсаторов напряжение на остальных внутренних последовательных группах в цепочке увеличивается.

Блок желательно вывести из эксплуатации, когда напряжение, приложенное к остальным внутренним последовательным группам, превысит 110% их номинального напряжения.

Чувствительность, необходимая для обнаружения отдельных внутренних последовательных отказов, требует схемы обнаружения дисбаланса , которая не чувствительна к дисбалансу системы и может быть настроена для устранения собственного дисбаланса батареи конденсаторов.

Важно отметить, что, поскольку внутренняя конструкция блоков конденсаторов, используемых в батареях без предохранителей, становится неотъемлемой частью схемы реле, замена неисправных блоков в блоке должна производиться только блоками с такой же внутренней электрической конфигурацией.

Подробнее о схемах обнаружения дисбаланса для удаления из системы вышедшей из строя конденсаторной батареи .

Рисунок 3. Измерение тока нейтрали с помощью трансформатора тока

8. Неисправности стойки и пробои изоляции

Двумя видами отказа, вызывающими наибольшую озабоченность в группе без предохранителей, являются отказ основной изоляции блока и пробой проходного изолятора блока . Если блок в банке с внешним предохранителем испытывает один из этих двух режимов отказа, внешний предохранитель сработает и выведет блок из эксплуатации.

Однако в банках без предохранителей нет внешних предохранителей.


9. Производственный брак

Да, бывает, как и в автомобильной или любой другой отрасли. Важно как можно скорее уведомить об этом производителя конденсаторов.

Эти дефекты выявляются при заводских испытаниях конденсаторных установок.Типичная кривая отказа любого электрического компонента в ванне показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Типичная кривая ванны

Кривая ванны состоит из трех периодов:

  1. Период младенческой смертности с уменьшающейся частотой отказов;
  2. Затем нормальный срок службы, также известный как срок службы с низкой, относительно постоянной интенсивностью отказов; и, наконец,
  3. Период износа, при котором частота отказов увеличивается.

При наличии производственного брака в конденсаторных блоках отказ ДОЛЖЕН произойти на заводе во время испытаний, но не обязательно. В течение срока службы любой отказ конденсатора может быть вызван причинами, связанными со стрессом.


10. Отказы из-за внутреннего напряжения в блоках конденсаторов

Приложение пульсирующих токов, импульсных напряжений и высокочастотных колебательных токов может вызвать внутреннее напряжение в блоках конденсаторов и преждевременный выход из строя.

На рис. 5 показано, как пульсации тока влияют на срок службы конденсаторов.

Рассматривая типичный случай при температуре окружающей среды 45°C, конденсатор с прогнозируемым сроком службы 10 000 часов при токе пульсаций 39% имеет срок службы 600 часов при пульсациях тока 100% .

Помимо пульсаций тока и перенапряжений, на срок службы конденсаторных блоков также влияют тип формы сигналов и длительность импульсов тока.

Рисунок 5 – Типичное изменение срока службы конденсаторов в зависимости от пульсаций тока при различных температурах окружающей среды

11.

Отказы из-за внешних нагрузок

Иногда батареи конденсаторов подвергаются экстремальным условиям эксплуатации, включая чрезмерные температуры окружающей среды, влажность, циклическое изменение температуры, вибрации, удары , и отсутствие вентиляции.Такие условия могут возникнуть в конденсаторных установках подстанций.

В некоторых случаях используется принудительное воздушное охлаждение.

Во многих случаях конденсаторные батареи выставляются без принудительного воздушного охлаждения. Ожидается, что дополнительное охлаждение этих блоков улучшит ожидаемый срок службы.


12. Человеческий фактор

Иногда причиной отказа конденсаторной батареи является человеческий фактор. Если координация защиты при выборе предохранителя выполнена неправильно, может произойти отказ предохранителя или конденсатора.

Для питания конденсаторных батарей используется выключатель с замыкающим резистором . Когда батарея конденсаторов отключается из-за неисправности, автоматический выключатель размыкается. Переключатель цепи все еще находится в замкнутом положении. Теперь, если автоматический выключатель используется для питания конденсаторной батареи, в цепи нет замыкающего резистора, и конденсаторная батарея может выйти из строя из-за чрезмерных переходных процессов при подаче питания (рис. 6).

Для правильного выполнения этой операции переключатель цепи разомкнут.Затем автоматический выключатель замыкается. Включение конденсаторной батареи осуществляется с помощью выключателя цепи с замыкающим сопротивлением в цепи.

Такая человеческая ошибка распространена, но ее очень трудно доказать, если оператор не признает или не записывает такую ​​ошибку .

Рисунок 6 – Волна переходного тока при запуске конденсаторной батареи

13. Подключение разрядника

Ограничитель перенапряжения подключается параллельно батарее фильтров для защиты от коммутационных и грозовых перенапряжений.Иногда ограничитель перенапряжения подключается к реактору, как показано на рис. 7.

токи через конденсаторы.

Такие большие токи могут вызвать мгновенный выход из строя конденсатора. При этом защита конденсаторов от перенапряжения отсутствует.

Рекомендуемое подключение ограничителя перенапряжения к блоку фильтров показано на рис. 8.Применение ограничителя перенапряжения в незаземленном соединении звездой имеет другие проблемы с производительностью, как указано в стандарте IEEE C62.22.

Рис. 8. Применение разрядника перенапряжения для группы фильтров по каждой фазе. Ограничитель перенапряжения на фильтре

Рекомендуется использовать глухозаземленную цепь фильтра с разрядником на цепи фильтра.


14. Генерация гармоник преобразователя и связанные с этим проблемы

Если преобразователь создает более допустимые гармоники, компоненты фильтра, такие как конденсатор и катушка индуктивности, будут перегружены, что приведет к преждевременному выходу из строя .

Если время срабатывания не идентично для параллельного набора тиристоров, это может привести к неравномерной нагрузке, что приведет к отказам отдельных полупроводников и тяготеет к последующему каскаду отказов в системе, поскольку все меньшее количество устройств несет все большую и большую часть тока нагрузки.

Даже гармоники могут создаваться в выпрямительных системах путем запуска неравномерностей.


15. Проблемы с отказом, связанные с конденсаторными батареями H-конфигурации

Рассмотрим H-конденсаторную батарею, как показано на рисунке 19.8. Каждый квадрант батареи состоит из нескольких последовательно-параллельных конденсаторных блоков.

Н-конфигурация используется для идентификации неисправности в группах по результирующему току через мост. При выходе из строя одного элемента возникает временное короткое замыкание.

Измеренный ток на вторичной обмотке трансформатора тока показан на рисунке 9.

Рисунок 9 – Вторичный ток датчика тока при отказе конденсатора

Видно, что пиковый ток короткого замыкания сохраняется в течение 50 мс .Затем соседние элементы разряжаются на неисправный элемент, и предохранитель перегорает под чрезмерным током.

Рисунок 10 – Конденсаторная батарея в H-конфигурации

Ток небаланса затухает и устанавливается на более низкое значение. Если значение достаточно велико, чтобы вызвать аварийный сигнал или сигнал отключения, то будут предприняты действия по защите банка. Если элементы конденсатора выходят из строя в соседних квадрантах, то возникает эффект компенсации уровня тока небаланса.

Поэтому, если элементы в соседнем квадранте выходят из строя, настройки аварийного сигнала или отключения для защиты от дисбаланса могут быть неэффективными.

Следующая схема применима к банкам, сконфигурированным двойной звездой.

Рисунок 11 – а) Асимметрия напряжения; b) Асимметрия токов

Аналогичная схема может быть применена на пофазной основе , когда несколько четырех конденсаторных блоков подключены в конфигурации «Н» с трансформатором тока (или трансформатором напряжения), подключенным в соединении между средними точками. из двух пар конденсаторов, составляющих «H».

Источники //

    1. Конденсаторы энергосистемы Ramasamy Natarajan
    2. Промышленные энергетические энергосистемы Khan, Shoaib
    3. Проектирование и использование MV текущих предохранителей от O. Bouilliez and J.C. Perez Quesada

    Что произойдет, если мы неправильно подключим полярный конденсатор?

    Что происходит при подключении электролитического поляризованного конденсатора в обратной полярности?

    Существуют различные типы конденсаторов, такие как полярные (постоянные конденсаторы, например, электролитические, псевдоконденсаторы, ELD и суперконденсаторы) и неполярные конденсаторы (керамические, слюдяные, пленочные, бумажные и переменные конденсаторы). Конденсаторы играют активную и важную роль как в цепях переменного, так и постоянного тока (т.е. фильтры, RC-цепи, связь и развязка, улучшение коэффициента мощности, генераторы, демпферы и пускатели двигателей и т. д.). Давайте остановимся на теме поляризованных электролитических конденсаторов.

    Электролитический полярный конденсатор представляет собой тип полярного конденсатора, который имеет полярность на своих выводах, обозначенную катодом и анодом (положительный и отрицательный выводы).

    В электролитическом конденсаторе изолирующий слой, используемый в качестве диэлектрика (твердый, жидкий или газообразный материал), зажат между двумя электродами.Есть две металлические пластины, где первая пластина в качестве положительного «анода» покрыта изолирующим оксидным слоем посредством анодирования, а электролит используется в качестве второй клеммы, известной как «катод». Существует три типа электролитических конденсаторов, а именно алюминиевые, танталовые и ниобиевые конденсаторы.

    В алюминиевых электролитических конденсаторах электроды состоят из чистого алюминия, однако анодный (положительный) электрод изготавливается путем формирования изолирующего слоя из оксида алюминия (Al 2 O 3 ) посредством анодирования.Электролит (твердый или нетвердый) помещается на изолирующую поверхность анода. Этот электролит технически действует как катод. Второй алюминиевый электрод помещается поверх электролита, который служит его электрическим соединением с отрицательной клеммой конденсатора.

    Алюминиевая фольга с прокладкой из бумаги смотана вместе. Их пропитывают электролитом, а затем покрывают кожухом из алюминия. Этого достаточно, давайте сосредоточимся на теме прямо сейчас.

    Что происходит с конденсатором при подключении к обратному напряжению?

    Мы знаем, что конденсатор блокирует постоянный ток и пропускает переменный ток.Полярный, т.е. электролитический конденсатор должен быть подключен к правильным клеммам источника питания постоянного тока для правильной работы при использовании в цепях постоянного тока. Другими словами, положительный и отрицательный источник постоянного тока должны быть подключены к положительной и отрицательной клеммам конденсатора соответственно.

    Несчастные случаи реальны и происходят они чаще всего намеренно или случайно. Теперь давайте посмотрим, что произойдет, если полярный или электролитический конденсатор подключить к обратной клемме источника питания постоянного тока, т.е. минус к плюсу, и наоборот.

    Полярный электролитический конденсатор взорвется в обратной полярности

    Давайте сначала обсудим последний сценарий, чтобы обезопасить себя в первую очередь. В случае обратного включения конденсатор вообще не будет работать, а если приложенное напряжение выше значения номинала конденсатора, начнет протекать больший ток утечки и нагревать конденсатор, что приведет к повреждению диэлектрической пленки (алюминиевой слой очень тонкий и его легко сломать) по сравнению с приложенным постоянным напряжением) даже взорвать конденсатор.

    Необходимо соблюдать осторожность при подключении поляризованного конденсатора к источнику питания постоянного тока с помощью соответствующих клемм. В противном случае обратное напряжение может повредить общий конденсатор с треском или взрывом за очень короткое время (несколько секунд). Это может привести к серьезной травме или опасному пожару (танталовые конденсаторы с этим справляются).

    Слои алюминия в электролитическом конденсаторе выдерживают только прямое напряжение постоянного тока (так же, как и диод прямого смещения). Обратное постоянное напряжение на полярном конденсаторе приведет к его выходу из строя из-за короткого замыкания между двумя его выводами через диэлектрический материал (так же, как диод обратного смещения, работающий в области пробоя).Это явление известно как клапанный эффект.

    Имейте в виду, что электролит, используемый в фольге и электролитическом конденсаторе, может заживить и преобразовать конденсатор в его нормальное положение, если в конденсаторе прошло очень низкое обратное напряжение. Поэтому, если вы приложили обратное напряжение к полярному конденсатору и используете его для хобби, вы должны протестировать и проверить конденсатор перед установкой в ​​цепь или заменить его новым в случае коммерческого и промышленного использования.

    Поляризованный конденсатор взорвется при обратном напряжении

    В случае обратного напряжения (отрицательный источник к положительной клемме и наоборот) произойдет взрыв алюминиевого электролитического конденсатора из-за теории ионов водорода. При неправильном подключении проводов на электролитическом катоде возникает положительное напряжение, а на оксидном слое появляется отрицательное напряжение. В этой ситуации ионы водорода (H 2 ), собранные в оксидном слое, будут проходить через диэлектрическую среду между двумя пластинами и достигать металлического слоя, где они превращаются в газообразный водород. Давление, создаваемое газообразным водородом, достаточно для разрыва конденсатора, а корпус может взорваться со взрывом и паром.

    Удельное сопротивление электролитического конденсатора становится меньше при перепутывании клемм

    Когда положительная и отрицательная клеммы перепутаны.Водород будет генерироваться без образования оксидной пленки, необходимой для диэлектрической среды. По этой причине удельное сопротивление электролитического конденсатора с обратным подключением меньше по сравнению с правильным подключением, т. Е. Положительным и отрицательным источником к положительной и отрицательной клеммам соответственно. Весь этот процесс потерпит неудачу и повредит общий конденсатор.

    Полярный конденсатор действует как короткое замыкание при обратной установке

    Диэлектрическая среда, используемая между двумя электродами электролитического конденсатора, является однонаправленной, т.е.е. он будет пропускать ток только и только в одном направлении, как и диод PN-перехода. В случае обратного подключения диэлектрическая среда не будет выступать в роли сопротивления или изоляционного материала. Газообразный водород будет генерироваться в течение нескольких секунд, и конденсатор будет действовать как короткое замыкание для источника постоянного тока, что приведет к отказу конденсатора (с вздутием верхней части или общим износом компонента).

    Полезно знать:

    • Поляризованный и электролитический конденсаторы нельзя подключать к сети переменного тока (как прямое, так и обратное подключение), так как они специально разработаны для правильной работы только и только в цепях постоянного тока. В этом случае конденсатор немедленно взорвется. Весь сценарий мы обсудим в следующей статье.
    • Неполярный электролитический конденсатор на самом деле представляет собой два последовательно соединенных электролитических конденсатора, соединенных спиной к спине (так же, как диоды, соединенные спиной к спине, или две батареи, соединенные последовательно). Эти конденсаторы используются эпизодически из-за низкой надежности и эффективности, большого количества потерь и способности выдерживать низкое напряжение.

    Связанный пост: Разница между переменным и постоянным током (ток и напряжение)

    Осторожно:

    Всегда проверяйте положительную и отрицательную клеммы электролитических и полярных конденсаторов.Тот, на котором напечатана отметка «-» (минус или полоса со стрелкой) или короткий вывод, известен как «Катод» или отрицательный вывод, а другой с длинным выводом известен как «Анод» или положительный вывод.

    Маленький чувак, как поляризованный конденсатор, очень опасен и радостно взрывается и пускает кровь в случае замены и переворачивания его клемм или большей утечки или прямого тока и напряжения, отличного от номинального напряжения. Пожалуйста, наденьте защитные очки и не прикасайтесь к какой-либо части схемы во время игры и создания схем с использованием конденсаторов.

    Похожие сообщения:

    Перегруженные конденсаторы делают потрясающие взрывы в замедленной съемке

    The Slow Mo Guys вернулись с новыми выходками. На этот раз они нацелены на конденсаторы, перегружают напряжение и снимают результаты в сверхзамедленной съемке. В результате получается серия взрывов, коротких в реальном времени, но захватывающих и даже красивых, если их замедлить. Конденсаторы накапливают энергию в электронной схеме и имеют четко обозначенные номиналы и допуски. Что соведущие Гэв и Дэн воспринимают как вызов.

    The MythBusters повлияли на канал The Slow Mo Guys на YouTube, очевидно, в их мышлении, чтобы двигаться дальше. Первый конденсатор, который они перегружают, имеет функцию безопасности, такую ​​как выпускной клапан, поэтому он просто сбрасывает давление. Где в этом веселье? Они перебирают свои припасы, чтобы найти конденсаторы, которые вместо этого взорвутся. Затем они поднимают напряжение. Ни в коем случае не пытайтесь повторить это дома!

    Во время 13-минутного видео они снимают со скоростью от 80 000 до 187 500 кадров в секунду.Для сравнения, замедленная съемка на iPhone записывает от 120 до 240 кадров в секунду. Позже в видео они добавляют болтающийся воздушный шар с водой. Полученное видео выглядит так, будто астероид врезается в Землю, посылая рябь и обломки оттуда, где конденсатор летит в воздушный шар.

    The Slow Mo Guys

    Что касается протоколов безопасности, ребята добавили вентилятор, чтобы убрать дым и частицы. Дэн прячется под столом, контролируя напряжение, а Гэв отходит от камеры. Но это все! Они носят лабораторные халаты, но у Дэна сейчас церемониальный костюм.