В блоке питания взорвался конденсатор: Почему взрываются конденсаторы, пути решения проблемы.

Содержание

Почему взрываются конденсаторы, пути решения проблемы.

Частый вопрос — почему взрываются электролитические конденсаторы на материнской плате, видеокарте, блоке питания? Какие причины взрывов и пути решения проблемы, чтобы это не повторялось. Этому посвящена статья.

Теория

Очень часто при ремонте компьютеров и  компьютерной техники — в блоках питания, материнской плате компьютера, видеокарте, мониторах, принтерах и других устройствах — можно обнаружить испорченные вздутые конденсаторы, в которых вытек электролит, а  их корпус разрушен.

Конденсаторы — это рулоны (или стопки) фольги, разделенные диэлектриком. В электролитических конденсаторах одним электродом (анодом) является фольга, а другим (катодом)- электролит. В качестве диэлектрика выступает тонкая оксидная пленка, нанесенная на анод. Чтобы разобраться с причиной, по которой конденсаторы выходят из строя, составим примерную эквивалентную схему конденсатора.

Таким образом, у конденсатора есть и активное сопротивление r (эквивалентное последовательное сопротивление или по-научному ESR), и сопротивление утечки R, и индуктивность L из-за свернутого спиралью сэндвича.

Условность схемы в том, что на самом деле схема представляет собой «длинную линию», расчет которой чрезвычайно сложен.

Почему возникает взрыв конденсатора

Дело в том, что эти конденсаторы стоят в цепи импульсной схемы питания и служат для сглаживания пульсаций частотой в десятки килогерц. В принципе, уже из-за пульсаций через конденсаторы течет переменный ток, который немного нагревает внутреннее сопротивление. На малой частоте этот нагрев мал и конденсатор холодный. Закипание возникает тогда, когда выделяемая мощность больше мощности рассеивания. Так почему же происходит нагрев из-за которого электролит закипает и происходит взрыв и какую роль в нагревании играет индуктивность?

В импульсных схемах, если посмотреть осциллографом, то можно увидеть, что в момент переключения транзисторов возникает затухающий колебательный процесс, причем амплитуда перерегулирования очень значительная, а частота колебательного процесса высокая. Высокочастотная составляющая хорошо пропускается емкостью, она же и является основной причиной нагрева конденсатора.

Причем же здесь индуктивность? А индуктивность и является причиной колебаний, т.к. она является частью колебательного контура LC. Поэтому, чем больше паразитная индуктивность конденсатора, тем больше энергия высокочастотной колебательной составляющей выделяется внутри конденсатора. Во избежание взрыва на корпусе конденсатора наносятся насечки, позволяющие выпустить пар кипящего электролита.

Как выбирать конденсаторы для замены

Что же делать? Чем заменить неисправный?

1. Нужно брать качественные изделия с малым ESR и индуктивностью. Они дороже, но греются меньше и взрываются значительно реже. К тому же, есть понятие «реактивная мощность конденсатора» — мощность, которую конденсатор способен выдержать, пропустив через себя, и которая зависит тангенса потерь диэлектрика и размеров конденсатора. Т.е., чем больше размер конденсатора, тем больше рассеивание и выше реактивная мощность.

2. Можно параллельно электролитическим конденсаторам поставить керамические небольшой емкости.

3. Если выбросы напряжения заходят в отрицательную область, то поможет обратный диод, который не даст обратному току «спалить» полярный конденсатор при приложении обратного напряжения.

Срок жизни электролитических конденсаторов ограничен из-за химических изменений в диэлектрике и зависит от того, как близко выбрано рабочее напряжение к максимальному. Другими словами, чем выше мы выберем максимальное напряжение конденсатора, тем дольше он будет служить.

Перепайка конденсаторов на материнской плате в нашем компьютерном центре обычно стоит 1000 руб вместе с работой по разборке и сборке компьютера.

 Правда о конденсаторах

Однако самой правдоподобной версией массового выхода из строя электролитических конденсаторов является другая — технологическая. В пользу этой версии говорит тот факт, что взрываются в основном конденсаторы, произведенные конкретными китайскими фирмами.

История вопроса. Некоторые китайские фирмы не захотели покупать патенты на производство электролитических конденсаторов и разработали свою технологию, в частности, формулу электролита. Однако, формула оказалась нестабильной. Через несколько лет их электролит под воздействием рабочих факторов (одни из важнейших — повышенная рабочая температура и напряжение) изменяет свои электрические параметры, в частности, сопротивление. В результате через несколько лет конденсаторы вспучивались из-за вскипания электролита.

Поэтому самое главное при замене конденсаторов — это заменять их на качественные конденсаторы, произведенные надежной фирмой.

Типы конденсаторов в блоках питания: за что мы переплачиваем | Блоки питания компьютера | Блог

Все мы знаем, что блок питания — один из важных элементов компьютера. Некачественная модель может быстро выйти из строя, унеся за собой остальные компоненты. Давайте выясним, как применяемые в БП комплектующие влияют на надежность и стабильную работу ПК.

Надежность работы блока питания и качество формируемых напряжений напрямую зависит от компонентов, применяемых в конструкции. Самые распространенные радиоэлементы в БП — это, конечно, конденсаторы. В бюджетных моделях ставят алюминиевые электролитические. Их отличительные черты: невысокая стоимость, низкая надежность, малый срок службы и довольно средние эксплуатационные характеристики.

В более дорогих БП используются полимерные конденсаторы. Но не везде, а лишь в критически важных участках электрической схемы. У «полимеров» все гораздо лучше с надежностью, а эксплуатационные параметры значительно превосходят «электролиты».

Наступил момент, чтобы разобраться в устройстве конденсаторов более подробно. Давайте выясним, как их качество влияет на формирование питающих напряжений.

Устройство конденсаторов

Алюминиевый электролитический конденсатор обладает большой емкостью при относительно малых размерах. Себестоимость производства небольшая, поэтому такой тип недорог и очень популярен.

Конструктивно он состоит из двух лент алюминиевой фольги, между которыми размещена бумага, пропитанная электролитом. Вся конструкция свернута в плотный рулон и упакована в герметичный металлический корпус. Диэлектриком является окись алюминия на поверхности фольги, которая исполняет роль положительной обкладки (анода). Окись образовывается путем взаимодействия электролита с поверхностью при протекании электрического тока, поэтому ее толщина очень мала — за счет этого и достигается большая емкость конденсатора. Катодом является электролит, который имеет электрический контакт со всей поверхностью неоксидированной обкладки, соединенной с отрицательным выводом.

Кроме алюминиевых, существуют и другие виды электролитических конденсаторов — например, танталовые и ниобиевые. Диэлектрический слой в них образован окислом этих металлов, поэтому они дороже в производстве.

Конструкция полимерных конденсаторов аналогична алюминиевым электролитическим. Отличие состоит в том, что в качестве электролита в них применяются токопроводящие полимеры. Последние находятся в твердом состоянии: диэлектрический оксидный слой создается не на обкладке, а на поверхности токопроводящего полимерного слоя.

Жидкий электролит может сочетаться с твердыми токопроводящими полимерами — такие конденсаторы называются гибридными.

Сейчас выпускаются четыре вида полимерных конденсаторов, три из которых (SP-Cap, POSCAP, OS-CON) имеют в качестве электролита твердый токопроводящий полимер и отличаются друг от друга только материалом обкладок. Четвертый вид — гибридный (Hybrid).

Любой полимерный конденсатор по эксплуатационным характеристикам лучше, чем даже самый качественный электролитический. Более подробно поговорим об этом в следующем разделе.

Говоря о терминологии, стоит отметить, что неправильно отделять полимерные и гибридные конденсаторы от алюминиевых электролитических. По сути, все они относятся к одной группе — электролитических. Но в техническом жаргоне есть традиционное разделение на «электролиты» и «полимеры», им и будем пользоваться для удобства.

Рассмотрим основные параметры, по которым различаются конденсаторы.

Электрическая емкость — это способность обкладок конденсатора накапливать электрический заряд. Измеряется в Фарадах (Ф) или долях (мкФ, нФ, пФ). Величина обычно указывается на корпусе.

Номинальное напряжение — величина, при которой рабочие параметры конденсатора сохраняются на протяжении всего срока службы.

Максимально допустимая рабочая температура также обычно указывается на корпусе.

Повышение температуры конденсатора на каждые 10°С (свыше 40°С) уменьшает срок его службы вдвое, а то и в трое, в зависимости от типа:

ESR (Equivalen Series Resistance, в переводе «эквивалентное последовательное сопротивление») состоит из суммы активных сопротивлений обкладок, выводов, электролита и контактных соединений обкладок с выводами. Оно является паразитным, то есть — вредным. Наибольшее влияние на величину ESR оказывает электролит. Реальный конденсатор схематически можно представить как последовательное соединение паразитного сопротивления R и идеального конденсатора C:

Это сопротивление приводит к потерям как при заряде, так и разряде конденсатора. Таким образом, ухудшается качество сглаживания напряжений, формируемых БП. Помимо этого, при прохождении тока выделяется тепло, то есть происходит нагрев конденсатора. Делаем вывод: чем меньше ESR, тем лучше конденсатор.

ESI или ESL (Equivalen Series Inductance, в переводе «эквивалентная последовательная индуктивность») тоже является также паразитной. Она возникает из-за неидеальной конструкции конденсаторов и состоит из суммы индуктивностей обкладок и выводов.

Большое значение ESI (ESL) имеют конденсаторы со спиральной намоткой обкладок. При рассмотрении этого параметра реальный конденсатор представим как последовательное соединение паразитной индуктивности L и идеального конденсатора C:

При небольшой частоте импульсного тока, проходящего через конденсатор, индуктивное сопротивление будет очень мало и на работу не повлияет. Но при увеличении частоты, будет увеличиваться и индуктивное сопротивление. На частотах свыше нескольких сотен килогерц электролитический конденсатор и вовсе перестанет выполнять свои функции.

Таким образом, эквивалентная схема конденсатора с учетом всех физических несовершенств конструкции выглядит следующим образом:

Помимо вышеуказанных параметров, добавилось паразитное сопротивление R leakage. Оно характеризует ток утечки между обкладками конденсатора из-за несовершенства диэлектрического материала.

Описав эквивалентную схему суммой сопротивлений всех ее активных и реактивных элементов, получаем комплексное сопротивление Z, также называемое импедансом. Чем ниже импеданс конденсатора, тем он лучше.

Из графика видно, что импеданс в области низких частот определяется емкостным сопротивлением идеального конденсатора, в области средних частот ограничивается паразитным ESR, а по мере дальнейшего увеличения частоты, на импеданс все больше влияния начинает оказывать влияние индуктивное сопротивление паразитной ESL.

ТКЕ (температурный коэффициент емкости) характеризует относительное изменение емкости при изменении температуры. Это вредное явление, к нему особенно критичны частотозадающие цепи. При изменении температуры работающего устройства или окружающей среды, меняется и температура конденсатора, а частота начинает «плыть».

DC-bias (эффект смещения при постоянном напряжении) характеризует зависимость емкости от приложенного напряжения. Например, при увеличении напряжения на конденсаторе MLCC (см. график ниже) до максимального значения, емкость может снизиться на 65% от номинальной величины.

Каждый уважающий себя конденсатор должен поддерживать емкость неизменной. Как видим, полимерные справляются с этой задачей на отлично.

Преимущества полимерных конденсаторов

С устройством мы разобрались, теперь давайте выясним, что все это значит на практике.

Полимерные конденсаторы по сравнению с обычными электролитическими обладают более низким ESR, соответственно, и более низким импедансом. При использовании первых в сглаживающем фильтре БП заряд, накапливаемый от источника и отдаваемый в нагрузку, будет больше, сглаживание пульсаций выходного напряжения — лучше, а нагрев — гораздо меньше.

Надежность полимерных конденсаторов на порядок выше, чем алюминиевых электролитических. У последних частенько высыхает жидкий электролит, особенно, если они неправильно размещены в устройстве. Например, в непосредственной близости от горячих радиаторов охлаждения. Повышенная температура не только способствует ускоренному высыханию, но и уменьшает срок службы электролитов. Также она приводит к вздутию — нарушению герметичности корпуса путем разрыва предохранительных насечек.

Эффект высыхания приводит к уменьшению емкости конденсатора и увеличению ESR. Блок питания за это точно не скажет спасибо, зато отправить комплектующие на небеса — может запросто.

В полимерных конденсаторах высыхания быть не может — в них используется твердый токопроводящий слой. Но эксплуатация при повышенном напряжении также может привести к вздутию и разрыву корпуса.

«Полимеры» способны к самовосстановлению при локальном пробое оксидного слоя. При воздействии большого тока короткого замыкания, в локальной точке происходит сильный нагрев токопроводящего полимера. Молекулярная цепочка в зоне дефекта разрушается. В результате формируется диэлектрический слой, изолирующий место пробоя.

В алюминиевых электролитических конденсаторах подобный пробой будет лавинообразно разрастаться. Это приведет к разрыву корпуса и выходу из строя всего блока питания.

Подытоживая, давайте сравним эксплуатационные параметры рассматриваемых типов конденсаторов.

Выводы

Выбирайте блок питания так же тщательно, как и другие важные компоненты компьютера: процессор, видеокарту или материнскую плату. 

Перед покупкой изучите обзоры, по ним можно определить, какой тип конденсаторов применяется в конкретном блоке. Применение полимеров, пусть и частично, положительно сказывается на надежности и долговечности БП.

Повторяем в очередной раз — экономить на блоке питания не стоит. Как говорил барон Ротшильд: «Мы не настолько богаты, чтобы покупать дешевые вещи».

Ремонт блока питания АТХ.

Замена вздутых конденсаторов | Электронные схемыремонт компьютерного блока питания АТХ

ремонт компьютерного блока питания АТХ

Для питания электронных устройств,использую компьютерный блок питания(АТХ).Такой б.п. выдает 12В и 5В при достаточно большом токе,этого вполне хватает для питания самоделок.Со временем, б.п. стал уходить сам по себе в защиту и потом включался,но на днях стал сразу отключаться при включении.

ремонт блока питания атх своими руками

ремонт блока питания атх своими руками

Снял корпус и при осмотре высоковольтной части,визуально ничего плохого не видно.Термистор не сгорел,предохранитель целый,конденсаторы высоковольтные не вздутые,транзисторы силовые на короткое замыкание не прозваниваются.

атх уходит в защиту ремонт

атх уходит в защиту ремонт

При осмотре низковольтной части,сразу бросаются взгляду вздутые электролитические конденсаторы.Они стоят для фильтрации пульсаций напряжения,режим их работы тяжелый и они часто выходят из строя,оказывая сопротивление току. Поэтому срабатывает защита и АТХ не включается.

вздутый конденсатор в блоке питания

вздутый конденсатор в блоке питания

Вздутых конденсаторов оказалось пять,фирма-Fuhjyyu,характеристики не удалось найти но у таких конденсаторов должно быть низкое эквивалентное последовательное сопротивление(ESR).

esr вздутого неисправного конденсатора

esr вздутого неисправного конденсатора

При проверке тестером вздутого неисправного конденсатора,выявляется его очень большой ESR,составляющий 6.4Ом при норме 0.14. Емкость реальная 179мкФ при указанной на корпусе 2200мкФ. Такой конденсатор надо менять.

esr исправного конденсатора

esr исправного конденсатора

Порывшись в коробочке с б.у. конденсаторами,выбрал примерно подходящие по емкости,рабочему напряжению и температуре конденсаторы.Проверив их на тестере и убедившись,что б.у. конденсаторы исправны,впаял их на место неисправных.

esr и емкость неисправного электролитического конденсатора

esr и емкость неисправного электролитического конденсатора

Конденсаторы б. у. взял трех разных фирм.

ремонт атх компьютерного блока питания своими руками

ремонт атх компьютерного блока питания своими руками

Когда все конденсаторы были впаяны,наступила проверка.При включении в сеть блока питания,нагрузка-лампа светит а кулер крутит.Вот такой очень простой ремонт можно произвести своими руками.

компьютерный блок питания ремонт

компьютерный блок питания ремонт

Блок питания ПК – схема, ремонт своими руками

Блок питания в компьютере (БП) – это самостоятельное импульсное электронное устройство, предназначенное для преобразования напряжения переменного тока в ряд постоянных напряжений (+3,3 / +5 / +12 и -12) для питания материнской платы, видеокарты, винчестера и других блоков компьютера.

Прежде, чем приступать к ремонту блока питания компьютера необходимо убедиться в его неисправности, так как невозможность запуска компьютера может быть обусловлена другими причинами.

Фотография внешнего вида классического блока питания АТХ стационарного компьютера (десктопа).

Где находится БП в системном блоке и как его разобрать

Чтобы получить доступ к БП компьютера необходимо сначала снять с системного блока левую боковую стенку, открутив два винта на задней стенке со стороны расположения разъемов.

Для извлечения блока питания из корпуса системного блока необходимо открутить четыре винта, помеченных на фото. Для проведения внешнего осмотра БП достаточно отсоединить от блоков компьютера только те провода, которые мешают для установки БП на край корпуса системного блока.

Расположив блок питания на углу системного блока, нужно открутить четыре винта, находящиеся сверху, на фото розового цвета. Часто один или два винта спрятаны под наклейкой, и чтобы найти винт, ее нужно отклеить или проткнуть жалом отвертки. По бокам тоже бывают наклейки, мешающие снять крышку, их нужно прорезать по линии сопряжения деталей корпуса БП.

После того, как крышка с БП снята обязательно удаляется пылесосом вся пыль. Она является одной из главных причин отказа радиодеталей, так как, покрывая их толстым слоем, снижает теплоотдачу от деталей, они перегреваются и, работая в тяжелых условиях, быстрее выходят из строя.

Для надежной работы компьютера удалять пыль из системного блока и БП, а также проверять работу кулеров необходимо не реже одного раза в год.

Структурная схема БП компьютера АТХ

Блок питания компьютера является довольно сложным электронным устройством и для его ремонта требуются глубокие знания по радиотехнике и наличие дорогостоящих приборов, но, тем не менее, 80% отказов можно устранить самостоятельно, владея навыками пайки, работы с отверткой и зная структурную схему источника питания.

Практически все БП компьютеров изготовлены по ниже приведенной структурной схеме. Электронные компоненты на схеме я привел только те, которые чаще всего выходят из строя, и доступны для самостоятельной замены непрофессионалам. При ремонте блока питания АТХ обязательно понадобится цветовая маркировка выходящих из него проводов.

Питающее напряжение с помощью сетевого шнура подается через разъемное соединение на плату блока питания. Первым элементом защиты является предохранитель Пр1 обычно стоит на 5 А. Но в зависимости от мощности источника может быть и другого номинала. Конденсаторы С1-С4 и дроссель L1 образуют фильтр, который служит для подавления синфазных и дифференциальных помех, которые возникают в результате работы самого блока питания и могут приходить из сети.

Сетевые фильтры, собранные по такой схеме, устанавливают в обязательном порядке во всех изделиях, в которых блок питания выполнен без силового трансформатора, в телевизорах, видеомагнитофонах, принтерах, сканерах и др. Максимальная эффективность работы фильтра возможна только при подключении к сети с заземляющим проводом. К сожалению, в дешевых китайских источниках питания компьютеров элементы фильтра зачастую отсутствуют.

Вот тому пример, конденсаторы не установлены, а вместо дросселя запаяны перемычки. Если Вы будете ремонтировать блок питания и обнаружите отсутствие элементов фильтра, то желательно их установить.

Вот фотография качественного БП компьютера, как видно, на плате установлены фильтрующие конденсаторы и помехоподавляющий дроссель.

Для защиты схемы БП от скачков питающего напряжения в дорогих моделях устанавливаются варисторы (Z1-Z3), на фото с правой стороны синего цвета. Принцип работы их простой. При нормальном напряжении в сети, сопротивление варистора очень большое и не влияет на работу схемы. В случае повышении напряжения в сети выше допустимого уровня, сопротивление варистора резко уменьшается, что ведет к перегоранию предохранителя, а не к выходу из строя дорогостоящей электроники.

Чтобы отремонтировать отказавший блок по причине перенапряжения, достаточно будет просто заменить варистор и предохранитель. Если варистора под руками нет, то можно обойтись только заменой предохранителя, компьютер будет работать нормально. Но при первой возможности, чтобы не рисковать, нужно в плату установить варистор.

В некоторых моделях блоков питания предусмотрена возможность переключения для работы при напряжении питающей сети 115 В, в этом случае контакты переключателя SW1 должны быть замкнуты.

Для плавного заряда электролитических конденсаторов С5-С6, включенных сразу после выпрямительного моста VD1-VD4, иногда устанавливают термистор RT с отрицательным ТКС. В холодном состоянии сопротивление термистора составляет единицы Ом, при прохождении через него тока, термистор разогревается, и сопротивление его уменьшается в 20-50 раз.

Для возможности включения компьютера дистанционно, в блоке питания имеется самостоятельный, дополнительный маломощный источник питания, который всегда включен, даже если компьютер выключен, но электрическая вилка не вынута из розетки. Он формирует напряжение +5 B_SB и построен по схеме трансформаторного автоколебательного блокинг-генератора на одном транзисторе, запитанного от выпрямленного напряжения диодами VD1-VD4. Это один из самых ненадежных узлов блока питания и ремонтировать его сложно.

Необходимые для работы материнской платы и других устройств системного блока напряжения при выходе из блока выработки напряжений фильтруются от помех дросселями и электролитическими конденсаторами и затем посредством проводов с разъемами подаются к источникам потребления. Кулер, который охлаждает сам блок питания, запитывается, в старых моделях БП от напряжения минус 12 В, в современных от напряжения +12 В.

Ремонт БП компьютера АТХ

Внимание! Во избежание вывода компьютера из строя расстыковка и подключение разъемов блока питания и других узлов внутри системного блока необходимо выполнять только после полного отключения компьютера от питающей сети (вынуть вилку из розетки или выключить выключатель в «Пилоте»).

Первое, что необходимо сделать, это проверить наличие напряжения в розетке и исправность удлинителя типа «Пилот» по свечению клавиши его выключателя. Далее нужно проверить, что шнур питания компьютера надежно вставлен в «Пилот» и системный блок и включен выключатель (при его наличии) на задней стенке системного блока.

Как найти неисправность БП нажимая кнопку «Пуск»

Если питание на компьютер подается, то на следующем шаге нужно глядя на кулер блока питания (виден за решеткой на задней стенке системного блока) нажать кнопку «Пуск» компьютера. Если лопасти кулера, хоть немного сдвинуться, значит, исправны фильтр, предохранитель, диодный мост и конденсаторы левой части структурной схемы, а также самостоятельный маломощный источник питания +5 B_SB.

В некоторых моделях БП кулер находится на плоской стороне и чтобы его увидеть, нужно снять левую боковую стенку системного блока.

Поворот на маленький угол и остановка крыльчатки кулера при нажатии на кнопку «Пуск» свидетельствует о том, что на мгновенье на выходе БП появляются выходные напряжения, после чего срабатывает защита, останавливающая работу БП. Защита настроена таким образом, что если величина тока по одному из выходных напряжений превысит заданный порог, то отключаются все напряжения.

Причиной перегрузки обычно является короткое замыкание в низковольтных цепях самого БП или в одном из блоков компьютера. Короткое замыкание обычно появляется при пробое в полупроводниковых приборах или изоляции в конденсаторах.

Для определения узла, в котором возникло короткое замыкание нужно отсоединить все разъемы БП от блоков компьютера, оставив только подключенные к материнской плате. После чего подключить компьютер к питающей сети и нажать кнопку «Пуск». Если кулер в БП завращался, значит, неисправен один из отключенных узлов. Для определения неисправного узла нужно их последовательно подключать к блоку питания.

Если БП, подключенный только к материнской плате не заработал, следует продолжить поиск неисправности и определить, какое из этих устройств неисправно.

Проверка БП компьютера


измерением величины сопротивления выходных цепей

При ремонте БП некоторые виды его неисправности можно определить путем измерения омметром величины сопротивления между общим проводом GND черного цвета и остальными контактами выходных разъемов.

Перед началом измерений БП должен быть отключен от питающей сети, и все его разъемы отсоединены от узлов системного блока. Мультиметр или тестер нужно включить в режим измерения сопротивления и выбрать предел 200 Ом. Общий провод прибора подключить к контакту разъема, к которому подходит черный провод. Концом второго щупа по очереди прикасаются к контактам, в соответствии с таблицей.

В таблице приведены обобщенные данные, полученные в результате измерения величины сопротивления выходных цепей 20 исправных БП компьютеров разных мощностей, производителей и годов выпуска.

Для возможности подключения БП для проверки без нагрузки внутри блока на некоторых выходах устанавливают нагрузочные резисторы, номинал которых зависит от мощности блока питания и решения производителя. Поэтому измеренное сопротивление может колебаться в большом диапазоне, но не должно быть ниже допустимого.

Если нагрузочный резистор в цепи не установлен, то показания омметра будут изменяться от малой величины до бесконечности. Это связано с зарядкой фильтрующего электролитического конденсатора от омметра и свидетельствует о том, что конденсатор исправный. Если поменять местами щупы, то будет наблюдаться аналогичная картина. Если сопротивление велико и не изменяется, то возможно в обрыве находится конденсатор.

Сопротивление меньше допустимого свидетельствует о наличии короткого замыкания, которое может быть вызвано пробоем изоляции в электролитическом конденсаторе или выпрямляющего диода. Для определения неисправной детали придется вскрыть блок питания и отпаять от схемы один конец фильтрующего дросселя этой цепи. Далее проверить сопротивление до и после дросселя. Если после него, то замыкание в конденсаторе, проводах, между дорожками печатной платы, а если до него, то пробит выпрямительный диод.

Поиск неисправности БП внешним осмотром

Первоначально следует внимательно осмотреть все детали, обратив особое внимание на целостность геометрии электролитических конденсаторов. Как правило, из-за тяжелого температурного режима электролитические конденсаторы, выходят из строя чаще всего. Около 50% отказов блоков питания связано именно с неисправностью конденсаторов. Зачастую вздутие конденсаторов является следствием плохой работы кулера. Смазка подшипников кулера вырабатывается и обороты падают. Эффективность охлаждения деталей блока питания снижается, и они перегреваются. Поэтому при первых признаках неисправности кулера блока питания, обычно появляется дополнительный акустический шум, нужно почистить от пыли и смазать кулер.

Если корпус конденсатора вздулся или видны следы вытекшего электролита, то отказ конденсатора очевиден и его следует заменить исправным. Вздувается конденсатор в случае пробоя изоляции. Но бывает, внешних признаков отказа нет, а уровень пульсаций выходного напряжения большей. В таких случаях конденсатор неисправен по причине отсутствия контакта между его выводом и обкладки внутри него, как говорят, конденсатор в обрыве. Проверить конденсатор на обрыв можно с помощью любого тестера в режиме измерения сопротивления. Технология проверки конденсаторов представлена в статье сайта «Измерение сопротивления».

Далее осматриваются остальные элементы, предохранитель, резисторы и полупроводниковые приборы. В предохранителе внутри вдоль по центру должна проходить тонкая металлическая проволочка, иногда с утолщением в середине. Если проволочки не видно, то, скорее всего она перегорела. Для точной проверки предохранителя нужно его прозвонить омметром. Если предохранитель перегорел, то его нужно заменить новым или отремонтировать. Прежде, чем производить замену, для проверки блока питания можно перегоревший предохранитель не выпаивать из платы, а припаять к его выводам жилку медного провода диаметром 0,18 мм. Если при включении блока питания в сеть проводок не перегорит, то тогда уже есть смысл заменять предохранитель исправным.

Как проверить исправность БП замыканием контактов PG и GND

Если материнскую плату можно проверить только подключив к заведомо исправному БП, то блок питания можно проверить отдельно с помощью блока нагрузок или запустить с помощью соединения контактов +5 В PG и GND между собой.

От блока питания на материнскую плату питающие напряжения подаются с помощью 20 или 24 контактного разъема и 4 или 6 контактного. Для надежности разъемы имеют защелки. Для того, чтобы вынуть разъемы из материнской платы нужно пальцем нажать наверх защелки одновременно, прилагая довольно большое усилие, покачивая из стороны в сторону, вытащить ответную часть.

Далее нужно закоротить между собой, отрезком провода, можно и металлической канцелярской скрепкой, два вывода в разъеме, снятой с материнской платы. Провода расположены со стороны защелки. На фотографиях место установки перемычки обозначено желтым цветом.

Если разъем имеет 20 контактов, то соединять между собой нужно вывод 14 (провод зеленого цвета, в некоторых блоках питания может быть серый, POWER ON) и вывод 15 (провод черного цвета, GND).

Если разъем имеет 24 контакта, то соединять между собой нужно вывод 16 (зеленого зеленого, в некоторых блоках питания провод может быть серого цвета, POWER ON) и вывод 17 (черный провод GND).

Если крыльчатка в кулере блока питания завращается, то блок питания АТХ можно считать работоспособным, и, следовательно, причина неработящего компьютера находится в других блоках. Но такая проверка не гарантирует стабильную работу компьютера в целом, так как отклонения выходных напряжений могут быть больше допустимых.

Проверка БП компьютера


измерением напряжений и уровня пульсаций

После ремонта БП или в случае нестабильной работы компьютера для полной уверенности в исправности блока питания, необходимо его подключить к блоку нагрузок и измерять уровень выходных напряжений и размах пульсаций. Отклонение величин напряжений и размаха пульсаций на выходе блока питания не должны превышать значений, приведенных в таблице.

Можно обойтись и без блока нагрузок измеряв напряжение и уровень пульсаций непосредственно на выводах разъемов БП в работающем компьютере.

При измерении напряжений мультиметром «минусовой» конец щупа подсоединяется к черному проводу (общему), а «плюсовой» к нужным контактам разъема.

Напряжение +5 В SB (Stand-by), фиолетовый провод – вырабатывает встроенный в БП самостоятельный маломощный источник питания выполненный на одном полевом транзисторе и трансформаторе. Это напряжение обеспечивает работу компьютера в дежурном режиме и служит только для запуска БП. Когда компьютер работает, то наличие или отсутствие напряжения +5 В SB роли не играет. Благодаря +5 В SB компьютер можно запустить нажатием кнопки «Пуск» на системном блоке или дистанционно, например, с Блока бесперебойного питания в случае продолжительного отсутствия питающего напряжения 220 В.

Напряжение +5 В PG (Power Good) – появляется на сером проводе БП через 0,1-0,5 секунд в случае его исправности после самотестирования и служит разрешающим сигналом для работы материнской платы.

Напряжение минус 12 В (провод синего цвета) необходимо только для питания интерфейса RS-232, который в современных компьютерах отсутствует. Поэтому в блоках питания последних моделей этого напряжения может не быть.

Как заменить предохранитель в БП компьютера

Обычно в компьютерных блоках питания устанавливается трубчатый стеклянный плавкий предохранитель, рассчитанный на ток защиты 6,3 А. Для надежности и компактности предохранитель впаивают непосредственно в печатную плату. Для этого применяются специальные предохранители, имеющие выводы для запайки. Предохранитель обычно устанавливают в горизонтальном положении рядом с сетевым фильтром и его легко обнаружить по внешнему виду.

Но иногда встречаются блоки питания, в которых предохранитель установлен в вертикальном положении и на него надета термоусаживаемая трубка, как на фотографии выше. В результате обнаружить его затруднительно. Но помогает надпись, нанесенная на печатной плате рядом с предохранителем: F1 – так обозначается предохранитель на электрических схемах. Рядом с предохранителем может быть также указан ток, на который он рассчитан, на представленной плате указан ток 6,3 А.

При ремонте блока питания и проверке вертикально установленного предохранителя с помощью мультиметра был обнаружен его обрыв. После выпаивания предохранителя и снятия термоусаживаемой трубки стало очевидно, что он перегорел. Стеклянная трубка изнутри вся была покрыта черным налетом от перегоревшей проволоки.

Предохранители с проволочными выводами встречается редко, но их можно с успехом заменить обычными 6,3 амперными, припаяв к чашечкам с торцов одножильные кусочки медного провода диаметром 0,5-0,7 мм.

Останется только запаять подготовленный предохранитель в печатную плату блока питания и проверить его на работоспособность.

Если при включении блока питания предохранитель сгорел повторно, то значит, имеет место отказ других радиоэлементов, обычно пробой переходов в ключевых транзисторах. Ремонтировать блок питания с такой неисправностью требует высокой квалификации и экономически не целесообразен. Замена предохранителя, рассчитанного на больший ток защиты, чем 6,3 А не приведет к положительному результату. Предохранитель все равно перегорит.

Поиск в БП неисправных электролитических конденсаторов

Очень часто отказ блока питания, и как результат нестабильная работа компьютера в целом, происходит по причине вздутия корпусов электролитических конденсаторов. Для защиты от взрыва, на торце электролитических конденсаторов делаются надсечки. При возрастании давления внутри конденсатора происходит вздутие или разрыв корпуса в месте надсечки и по этому признаку легко найти отказавший конденсатор. Основной причиной выхода из строя конденсаторов является их перегрев из-за неисправности кулера или превышения допустимого напряжения.

На фотографии видно, что у конденсатора, находящегося с левой стороны, торец плоский, а у правого – вздутый, со следами подтекшего электролита. Такой конденсатор вышел из строя и подлежит замене. В блоке питания обычно выходят из строя электролитические конденсаторы по шине питания +5 В, так как устанавливаются с малым запасом по напряжению, всего на 6,3 В. Встречал случаи, когда все конденсаторы в блоке питания по цепи +5 В были вздутые.

При замене конденсаторов по цепи питания 5 В рекомендую устанавливаю конденсаторы, которые рассчитаны на напряжение не мене, чем на 10 В. Чем на большее напряжение рассчитан конденсатор, тем лучше, главное, чтобы по габаритам вписался в место установки. В случае, если конденсатор с большим напряжение не вмещается из-за размеров, можно установить конденсатор меньшей емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Все равно емкость установленных на заводе конденсаторов имеет большой запас и такая замена не ухудшит работу блока питания и компьютера в целом.

Чем емкость устанавливаемого конденсатора больше, тем лучше. Так что при замене лучше выбирать конденсатор, рассчитанный на большее напряжение и емкость, чем у вышедшего из строя. Заменить вышедший из строя конденсатор в блоке питания не сложно, при наличии навыков работы с паяльником. Технике пайки посвящена статья сайта «Как паять паяльником».

Нет смысла заменять электролитические конденсаторы в блоке питания, если они все вспучились. Это значит, что вышла из строя схема стабилизации выходного напряжения, и на конденсаторы было подано напряжение, превышающее допустимое. Такой блок питания можно отремонтировать, только имея профессиональное образование и измерительные приборы, но экономически такой ремонт не целесообразен.

Главное при ремонте БП не забывать, что электролитические конденсаторы имеют полярность. Со стороны отрицательного вывода на корпусе конденсатора имеется маркировка, в виде широкой светлой вертикальной полосы, как показано на фото выше. На печатной плате отверстие для отрицательного вывода конденсатора расположено в зоне маркировки белого (черного) полукруга или отверстие для положительного вывода обозначается знаком «+».

Проверка дросселя групповой стабилизации БП АТХ

Если из системного блока компьютера вдруг запахло гарью, то одной из причин может быть перегрев дросселя групповой стабилизации в БП или подгоревшая обмотка одного из кулеров. При этом компьютер обычно продолжает нормально работать. Если после вскрытия системного блока и осмотра все кулеры вращаются, то значит, неисправен дроссель. Компьютер необходимо сразу выключить и заняться ремонтом.

На фотографии показан БП компьютера со снятой крышкой, в центре которой виден дроссель, покрытый изоляцией зеленого цвета, подгоревшей сверху. Когда я подключил этот БП к нагрузке и подал на него питающее напряжение, то через пару минут из дросселя пошла тонкая струйка дыма. Проверка показала, что все выходные напряжения в допуске и размах пульсаций не превышает допустимый.

Через дроссель проходит ток всех питающих компьютер напряжений и очевидно, что произошло нарушение изоляции проводов обмоток вследствие чего, они закоротили между собой.

Обмотки можно перемотать на этот же сердечник, но в результате сильного нагрева магнитодиэлектрик сердечника может потерять добротность, в результате из-за больших токов Фуко будет нагреваться даже при целых обмотках. Поэтому рекомендую установить новый дроссель. Если аналога нет, то нужно посчитать витки обмоток, сматывая их на сгоревшем дросселе, и намотать изолированным проводом такого же сечения на новом сердечнике. При этом нужно соблюдать направление обмоток.

Проверка других элементов БП

Резисторы и простые конденсаторы не должны иметь потемнений и нагаров. Корпуса полупроводниковых приборов должны быть целыми, без сколов и трещин. При самостоятельном ремонте целесообразно выполнить замену только элементов, отображенных на структурной схеме. Если потемнела краска на резисторе, или развалился транзистор, то менять их бессмысленно, так как, скорее всего это следствие выхода из строя других элементов, которые без приборов не обнаружить. Потемневший корпус резистора не всегда свидетельствует о его неисправности. Вполне возможно просто потемнела только краска, а сопротивление резистора в норме.


Павел 02.07.2017

Здравствуйте.
У меня такой вопрос. Я заменил в блоке питания компьютера (Hiper 630Вт) электролитические конденсаторы, но не уверен, что всё правильно сделал в плане выбора конденсаторов.
Пару лет назад в нём вздулся один конденсатор и засвистел (издавал писк при включении ПК). Я заменил его на точно такой же, и по напряжению, и по ёмкости, и по градусам, а именно [10V 2200µF 105°С].
Спустя примерно 2 года заменённый мной конденсатор опять вышел из строя. ПК перестал запускаться, в Б/П появились щелчки при включении.
Разобрав Б/П я увидел, что опять вздулся замененный мной конденсатор и ещё один поменьше на [10V 1000µF 105С°] , расположенный рядом. Я их оба заменил на такие: [10V 3300µF 105°], взяв со старой ненужной донорской материнки. После процедуры замены Б/П сразу же заработал, всё пока что нормально.
В момент написания письма ПК работает на этом самом Б/П, но меня всё же беспокоит следующее:
– нормально такое увеличение ёмкости (более чем на 20%) сразу на двух конденсаторах, или посоветуете перепаять на такие же значения, как были с завода, и опять быть готовым к планируемой поломке?
– или переделать наоборот: купить конденсаторы с более высоким напряжением, а ёмкость оставить 2200 µF? Я в интернете искал по этому вопросу, и люди делятся 50/50. Кто-то говорит увеличивать ёмкость можно, а напряжение нельзя, кто-то говорит наоборот. Также советы меняются в зависимости от того, где именно перегорели конденсаторы: на материнской плате, в цепи питания процессора, либо в блоке питания ПК. Я уже не знаю кого слушать… Где правда? Заранее спасибо.
С уважением, Павел.

Александр

Здравствуйте, Павел.
При замене фильтрующих конденсаторов в любых блоках питания и материнских платах нужно руководствоваться тремя правилами:
– чем емкость больше, тем лучше будет фильтрация питающего напряжения;
– чем рабочее напряжение конденсатора выше, тем надежнее;
– чем рабочая температура конденсатора выше, тем надежнее.
Таким образом для Вашего случая лучше установить конденсатор такой же емкости, но рассчитанный на большее напряжение. Как раз конденсаторы и вспучивается из-за пробоя изоляции между его обкладками внутри. А если позволяет место, то и на большую емкость.
Дело в том, что со временем емкость электролитических конденсаторов уменьшается и как раз запас по емкости обеспечит стабильную работу на более длительный срок службы изделия в целом.
Я, например, на материнках и блоках питания при замене конденсаторов всегда устанавливаю вместо 6,3 В на 10 или 15 В, а если позволяет место, то и на большую емкость. Притом ограничений нет, можно вместо 1000 µF установить даже 4000 µF, будет только лучше.

Блок питания завышает напряжение. Ремонт компьютерного блока питания

Итак, дали в ремонт блок питания Power Man на 350 Ватт

Что делаем первым делом? Внешний и внутренний осмотр. Смотрим на “потроха”. Если ли какие сгоревшие радиоэлементы? Может где-то обуглена плата или взорвался конденсатор, либо пахнет горелым кремнием? Все это учитываем при осмотре. Обязательно смотрим на предохранитель. Если он сгорел, то ставим вместо него временную перемычку примерно на столько же Ампер, а потом замеряем через два сетевых провода. Это можно сделать на вилке блока питания при включенной кнопке “ВКЛ”. Оно НЕ должно быть слишком маленькое, иначе при включении блока питания еще раз произойдет .

Замеряем напряжения

Если все ОК, включаем наш блок питания в сеть с помощью сетевого кабеля, который идет вместе с блоком питания, и не забываем про кнопочку включения, если она у вас была в выключенном состоянии.



Мой пациент на фиолетовом проводе показал 0 Вольт. Беру и прозваниваю фиолетовый провод на землю. Земля – это провода черного цвета с надписью СОМ. COM – сокращенно от “common”, что значит “общий”. Есть также некоторые виды “земель”:


Как только я коснулся земли и фиолетового провода, мой мультиметр издал дотошный сигнал “ппииииииииииип” и показал нули на дисплее. Короткое замыкание , однозначно.

Ну что же, будем искать схему на этот блок питания. Погуглив по просторам интернета, я нашел схему. Но нашел только на Power Man 300 Ватт. Они все равно будут похожи. Отличия в схеме были лишь в порядковых номерах радиодеталей на плате. Если уметь анализировать печатную плату на соответствие схемы, то это не будет большой проблемой.

А вот и схемка на Power Man 300W. Щелкните по ней для увеличения в натуральный размер.


Ищем виновника

Как мы видим в схеме, дежурное питание, далее по тексту – дежурка, обозначается как +5VSB:


Прямо от нее идет стабилитрон номиналом в 6,3 Вольта на землю. А как вы помните, стабилитрон – это тот же самый диод , но подключается в схемах наоборот. У стабилитрона используется обратная ветвь ВАХ . Если бы стабилитрон был живой, то у нас провод +5VSB не коротил бы на массу. Скорее всего стабилитрон сгорел и разрушен.

Что происходит при сгорании разных радиодеталей с физической точки зрения? Во-первых, изменяется их сопротивление . У резисторов оно становится бесконечным, или иначе говоря, уходит в обрыв. У конденсаторов оно иногда становится очень маленьким, или иначе говоря, уходит в короткое замыкание. С полупроводниками возможны оба этих варианта, как короткое замыкание, так и обрыв.

В нашем случае мы можем проверить это только одним способом, выпаяв одну или сразу обе ножки стабилитрона, как наиболее вероятного виновника короткого замыкания. Далее будем проверять пропало ли короткое замыкание между дежуркой и массой или нет. Почему так происходит?

Вспоминаем простые подсказки:

1)При последовательном соединении работает правило больше большего, иначе говоря, общее сопротивление цепи больше, чем сопротивление большего из резисторов.

2)При параллельном же соединении работает обратное правило, меньше меньшего, иначе говоря итоговое сопротивление будет меньше чем сопротивление резистора меньшего из номиналов.

Можете взять произвольные значения сопротивлений резисторов, самостоятельно посчитать и убедиться в этом. Попробуем логически поразмыслить, если у нас одно из сопротивлений параллельно подключенных радиодеталей будет равно нулю, какие показания мы увидим на экране мультиметра? Правильно, тоже равное нулю…

И до тех пор пока мы не устраним это короткое замыкание путем выпаивания одной из ножек детали, которую мы считаем проблемной, мы не сможем определить, в какой детали у нас короткое замыкание. Дело все в том, что при звуковой прозвонке, ВСЕ детали параллельно соединенные с деталью находящейся в коротком замыкании, будут у нас звониться накоротко с общим проводом!

Пробуем выпаять стабилитрон. Как только я к нему прикоснулся, он развалился надвое. Без комментариев…


Дело не в стабилитроне

Проверяем, устранилось ли у нас короткое замыкание по цепям дежурки и массы, либо нет. Действительно, короткое замыкание пропало. Я сходил в радиомагазин за новым стабилитроном и запаял его. Включаю блок питания, и… вижу как мой новый, только что купленный стабилитрон испускает волшебный дым)…

И тут я сразу вспомнил одно из главных правил ремонтника:

Если что-то сгорело, найди сначала причину этого, а только затем меняй деталь на новую или рискуешь получить еще одну сгоревшую деталь.

Ругаясь про себя матом, перекусываю сгоревший стабилитрон бокорезами и снова включаю блок питания.

Так и есть, дежурка завышена: 8,5 Вольт. В голове крутится главный вопрос: “Жив ли еще ШИМ контроллер, или я его уже благополучно спалил?”. Скачиваю даташит на микросхему и вижу предельное напряжение питания для ШИМ контроллера, равное 16 Вольтам. Уфф, вроде должно пронести…


Проверяем конденсаторы

Начинаю гуглить по моей проблеме на спец сайтах, посвященных ремонту БП ATX. И конечно же, проблема завышенного напряжения дежурки оказывается в банальном увеличении ESR электролитических конденсаторов в цепях дежурки. Ищем эти конденсаторы на схеме и проверяем их.

Вспоминаю о своем собранном приборе ESR метре


Самое время проверить, на что он способен.

Проверяю первый конденсатор в цепи дежурки.


ESR в пределах нормы.

Находим виновника проблемы

Проверяю второй


Жду, когда на экране мультиметра появится какое-либо значение, но ничего не поменялось.


Понимаю, что виновник, или по крайней мере один из виновников проблемы найден. Перепаиваю конденсатор на точно такой же, по номиналу и рабочему напряжению, взятый с донорской платы блока питания. Здесь хочу остановиться подробнее:

Если вы решили поставить в блок питания ATX электролитический конденсатор не с донора, а новый, из магазина, обязательно покупайте LOW ESR конденсаторы, а не обычные. Обычные конденсаторы плохо работают в высокочастотных цепях, а в блоке питания, как раз именно такие цепи.

Итак, я включаю блок питания и снова замеряю напряжение на дежурке. Наученный горьким опытом уже не тороплюсь ставить новый защитный стабилитрон и замеряю напряжение на дежурке, относительно земли. Напряжение 12 вольт и раздается высокочастотный свист.

Снова сажусь гуглить по проблеме завышенного напряжения на дежурке, и на сайте rom.by , посвященном как ремонту БП ATX и материнских плат так и вообще всего компьютерного железа. Нахожу свою неисправность поиском в типичных неисправностях данного блока питания. Рекомендуют заменить конденсатор емкостью 10 мкФ.

Замеряю ESR на конденсаторе…. Жопа.


Результат, как и в первом случае: прибор зашкаливает. Некоторые говорят, мол зачем собирать какие-то приборы, типа вздувшиеся нерабочие конденсаторы итак видно – они припухшие, или вскрывшиеся розочкой


Да, я согласен с этим. Но это касается только конденсаторов большого номинала. Конденсаторы относительно небольших номиналов не вздуваются. В их верхней части нет насечек по которым они могли бы раскрыться. Поэтому их просто невозможно определить на работоспособность визуально. Остается только менять их на заведомо рабочие.

Итак, перебрав свои платы был найден и второй нужный мне конденсатор на одной из плат доноров. На всякий случай было измерено его ESR. Оно оказалось в норме. После впаивания второго конденсатора в плату, включаю блок питания клавишным выключателем и измеряю дежурное напряжение. То, что и требовалось, 5,02 вольта… Ура!

Измеряю все остальные напряжения на разъеме блока питания. Все соответствуют норме. Отклонения рабочих напряжений менее 5%. Осталось впаять стабилитрон на 6,3 Вольта. Долго думал, почему стабилитрон именно на 6,3 Вольта, когда напряжение дежурки равно +5 Вольт? Логичнее было бы поставить на 5,5 вольт или аналогичный, если бы он стоял для стабилизации напряжения на дежурке. Скорее всего, этот стабилитрон стоит здесь как защитный, для того, чтобы в случае повышения напряжения на дежурке, выше 6,3 Вольт, он сгорел и замкнул накоротко цепь дежурки, отключив тем самым блок питания и сохранив нашу материнскую плату от сгорания при поступлении на нее завышенного напряжения через дежурку.

Вторая функция этого стабилитрона, видать, защита ШИМ контроллера от поступления на него завышенного напряжения. Так как дежурка соединена с питанием микросхемы через достаточно низкоомный резистор, поэтому на 20 ножку питания микросхемы ШИМ поступает почти то же самое напряжение, что и присутствует у нас на дежурке.

Заключение

Итак, какие можно сделать выводы из этого ремонта:

1)Все параллельно подключенные детали при измерении влияют друг на друга. Их значения активных сопротивлений считаются по правилу параллельного соединения резисторов. В случае короткого замыкания на одной из параллельно подключенных радиодеталей, такое же короткое замыкание будет на всех остальных деталях, которые подключены параллельно этой.

2)Для выявления неисправных конденсаторов одного визуального осмотра мало и необходимо либо менять все неисправные электролитические конденсаторы в цепях проблемного узла устройства на заведомо рабочие, либо отбраковывать путем измерения прибором ESR-метром.

3)Найдя какую либо сгоревшую деталь, не торопимся менять её на новую, а ищем причину которая привела к её сгоранию, иначе мы рискуем получить еще одну сгоревшую деталь.

Мы рассмотрели, какие действия нужно предпринять, если у нас предохранитель блока питания ATX в коротком замыкании. Это означает, что проблема где-то в высоковольтной части, и нам нужно прозванивать диодный мост, выходные транзисторы, силовой транзистор или мосфет, в зависимости от модели блока питания. Если же предохранитель цел, мы можем попробовать подсоединить шнур питания к блоку питания, и включить его выключателем питания, расположенным на задней стенке блока питания.

И вот здесь нас может поджидать сюрприз, сразу как только мы щелкнули выключателем, мы можем услышать высокочастотный свист, иногда громкий, иногда тихий. Так вот, если вы услышали этот свист, даже не пытайтесь подключать блок питания для тестов к материнской плате, сборке, или устанавливать такой блок питания в системный блок!

Дело в том, что в цепях дежурного напряжения (дежурки) стоят все те же знакомые нам по прошлой статье электролитические конденсаторы, которые теряют емкость, при нагреве, и от старости, у них увеличивается ESR, (по-русски сокращенно ЭПС) эквивалентное последовательное сопротивление. При этом визуально, эти конденсаторы могут ничем не отличаться от рабочих, особенно это касается небольших номиналов.

Дело в том, что на маленьких номиналах, производители очень редко устраивают насечки в верхней части электролитического конденсатора, и они не вздуваются и не вскрываются. Такой конденсатор не измерив специальным прибором, невозможно определить на пригодность работы в схеме. Хотя иногда, после выпаивания, мы видим, что серая полоса на конденсаторе, которой маркируется минус на корпусе конденсатора, становится темной, почти черной от нагрева. Как показывает статистика ремонтов, рядом с таким конденсатором обязательно стоит силовой полупроводник, или выходной транзистор, или диод дежурки, или мосфет. Все эти детали при работе выделяют тепло, которое пагубно сказывается на сроке работы электролитических конденсаторов. Дальнейшее объяснять про работоспособность такого потемневшего конденсатора, думаю будет лишним.

Если у блока питания остановился кулер, из-за засыхания смазки и забивания пылью, такой блок питания скорее всего потребует замены практически ВСЕХ электролитических конденсаторов на новые, из-за повышенной температуры внутри блока питания. Ремонт будет довольно муторным, и не всегда целесообразным. Ниже приведена одна из распространенных схем, на которой основаны блоки питания Powerman 300-350 ватт, она кликабельна:

Схема БП АТХ Powerman

Давайте разберем, какие конденсаторы нужно менять, в этой схеме, в случае проблем с дежуркой:

Итак, почему же нам нельзя подключать блок питания со свистом к сборке для тестов? Дело в том, что в цепях дежурки стоит один электролитический конденсатор, (выделено синим) при увеличении ESR которого, у нас возрастает дежурное напряжение, выдаваемое блоком питания на материнскую плату, еще до того, как мы нажмем кнопку включения системного блока. Иными словами, как только мы щелкнули клавишным выключателем на задней стенке блока питания, это напряжение, которое должно быть равно +5 вольт, поступает у нас на разъем блока питания, фиолетовый провод разъема 20 Pin, а оттуда на материнскую плату компьютера.

В моей практике были случаи, когда дежурное напряжение было равно (после удаления защитного стабилитрона, который был в КЗ) +8 вольт, и при этом ШИМ контроллер был жив. К счастью блок питания был качественный, марки Powerman, и там стоял на линии +5VSB, (так обозначается на схемах выход дежурки) защитный стабилитрон на 6.2 вольта.

Почему стабилитрон защитный, как он работает в нашем случае? Когда напряжение у нас меньше, чем 6.2 вольта, стабилитрон не влияет на работу схемы, если же напряжение становится выше, чем 6.2 вольта, наш стабилитрон при этом уходит в КЗ (короткое замыкание), и соединяет цепь дежурки с землей. Что нам это дает? Дело в том, что замкнув дежурку с землей, мы сохраняем тем самым нашу материнскую платы от подачи на нее тех самых 8 вольт, или другого номинала повышенного напряжения, по линии дежурки на материнку, и защищаем материнскую плату от выгорания.

Но это не является 100% вероятностью, что у нас в случае проблем с конденсаторами сгорит стабилитрон, есть вероятность, хотя и не очень высокая, что он уйдет в обрыв, и не защитит тем самым нашу материнскую плату. В дешевых блоках питания, этот стабилитрон обычно просто не ставят. Кстати, если вы видите на плате следы подгоревшего текстолита, знайте, скорее всего там какой-то полупроводник ушел в короткое замыкание, и через него шел очень большой ток, такая деталь очень часто и является причиной, (правда иногда бывает, что и следствием) поломки.

После того, как напряжение на дежурке придет в норму, обязательно поменяйте оба конденсатора на выходе дежурки. Они могут придти в негодность из-за подачи на них завышенного напряжения, превышающего их номинальное. Обычно там стоят конденсаторы номинала 470-1000 мкф. Если же после замены конденсаторов, у нас на фиолетовом проводе, относительно земли появилось напряжение +5 вольт, можно замкнуть зеленый провод с черным, PS-ON и GND, запустив блок питания, без материнской платы.

Если при этом начнет вращаться кулер, это значит с большой долей вероятности, что все напряжения в пределах нормы, потому что блок питания у нас стартанул. Следующим шагом, нужно убедиться в этом, померяв напряжение на сером проводе, Power Good (PG), относительно земли. Если там присутствует +5 вольт, вам повезло, и остается лишь замерить мультиметром напряжения, на разъеме блока питания 20 Pin, чтобы убедиться, что ни одно из них не просажено сильно.

Как видно из таблицы, допуск для +3.3, +5, +12 вольт – 5%, для -5, -12 вольт – 10%. Если же дежурка в норме, но блок питания не стартует, Power Good (PG) +5 вольт у нас нет, и на сером проводе относительно земли ноль вольт, значит проблема была глубже, чем только с дежуркой. Различные варианты поломок и диагностики в таких случаях, мы рассмотрим в следующих статьях. Всем удачных ремонтов! С вами был AKV.

Блок питания выходит из строя достаточно часто, особенно это касается блоков «со стажем» работы. Самое плохое, что иногда поломка данного устройства влечет за собой выход из строя практически всех установленных компонентов, особенно если материнская плата лишена необходимой защиты – стабилизаторов питания.

Наиболее распространены следующие неисправности, которым подвержен блок питания.

  • Нестабильное переменное напряжение. Источником переменного напряжения для блока питания является внешняя сеть с переменным напряжением. К сожалению, качество этого напряжения в странах СНГ крайне низкое. «Нормальное» явление – величина напряжения и 180, и 200, и даже 260 В, в то время как желательным является напряжение в диапазоне 210-230 В. Весь удар на себя принимают входные цепи блока питания, и, если качество компонентов этих цепей находится на низком уровне, блок питания либо перегревается, либо вообще выходит из строя.
  • Низкое качество электронных компонентов. Количество производителей электронных составляющих растет с каждым днем, но, к сожалению, это никак не влияет на качество этих составляющих. В результате блок питания крайне зависим от работы данных компонентов, что, в свою очередь, сказывается на сроке его службы.
  • Действия пользователя. Часто причиной неисправности становится «начитанный» пользователь, который вопреки здравому смыслу пытается уменьшить шум вентилятора блока питания с помощью имеющегося регулятора оборотов или самостоятельной подачи на него пониженного напряжения, в то время как температура внутри блока питания находится на критическом уровне. Кроме того, мало кто думает о том, чтобы приобрести источник бесперебойного питания и оградить себя от проблем, связанных с резкими скачками напряжения, которые блок питания переносит очень болезненно.
  • Повышенный уровень влажности. Конденсат проникает в электронную схему блока питания, от чего в наибольшей мере страдают трансформаторы, дроссели и другие компоненты, содержащие обмотку из проволоки. Влажность вносит коррективы в сопротивляемость таких компонентов, что в случае достаточно частых скачков напряжения приводит к чрезмерной нагрузке на них. Соответственно, в результате резко уменьшается время их эксплуатации, что может приводить к частичному или полному выходу из строя.
  • Время и срок службы. Не стоит забывать, что любые электронные компоненты имеют определенный срок эксплуатации, который к тому же находится в прямой зависимости от условий их использования. Так, если от блока питания с максимальной мощностью 300 Вт вы всегда будете требовать такую мощность, а иногда даже большую, ресурс компонентов быстро исчерпается и блок питания в лучшем случае просто не сможет больше выдавать даже средний показатель мощности.
  • Истощение внутренних ресурсов. Самая обычная и неизбежная неисправность – постепенное истощение ресурсов блока питания и падение его мощности. Результатом данного эффекта является нестабильная работа компьютера, частые перезагрузки или отказ включаться.

Блок питания не является устройством, которое нельзя ремонтировать своими руками: многие из неисправностей вполне можно устранить и самостоятельно. Однако, прежде чем это сделать, стоит понимать, что от блока питания зависит работа всех остальных устройств, поэтому безответственные действия при устранении неисправности подвергают эти устройства большому риску.

СОВЕТ!!! В большинстве случаев ремонт блока питания не дает ожидаемого эффекта либо дает, но на совсем непродолжительное время. Поэтому советую сразу приобрести новый блок питания, выбрав при этом проверенную временем модель.

Взорвался блок питания!

 
PARUS ©   (2006-01-03 21:28) [0]

Взорвался POWERMAN! в чём причина?


 
Nous Mellon_   (2006-01-03 21:31) [1]

Теракт?


 
begin. ..end ©   (2006-01-03 21:35) [2]

> PARUS ©   (03.01.06 21:28)
> в чём причина?

В блоке питания?


 
Джо ©   (2006-01-03 21:37) [3]

Таракан заполз.


 
PARUS ©   (2006-01-03 21:49) [4]

Это я снова! Это могут быть последствия вируса?
А новый может когда включишь взорватся?


 
Джо ©   (2006-01-03 21:52) [5]

Запросто. Это самый распространенный сейчас вирус. Распрстраняется по e-mail, сжигает блоки питания, клавиатуры и микроволновые печи. А также убивает все живое.


 
Yeg   (2006-01-03 22:07) [6]

. ..в радиусе 5 метров…


 
Джо ©   (2006-01-03 22:17) [7]

Удалено модератором


 
Serg1981 ©   (2006-01-03 23:04) [8]

А ещё есть вирус, который вводит головки винчестера в резонанс, отчего он взрывается 🙂


 
Gero ©   (2006-01-03 23:06) [9]

Удалено модератором


 
programania ©   (2006-01-04 00:00) [10]

Какие жертвы и разрушения?
а то у меня тоже powerman на 430вт
поставлю под стол на всякий случай
А ворваться мог электролитический конденсатор
в сетевом фильтре из-за дефекта или превышения напряжения
если было много дыма
все остальное сгорает молча


 
St74   (2006-01-04 08:03) [11]

Точно! В болшинстве случаев бахают кондёры изза перенапряжения в сети!
Используй АПС со стабилизатором! Или БП по Мастивеё!


 
PARUS ©   (2006-01-04 10:37) [12]

Это у моего друга он взорвался говорит что это там тиристор или транзистор
взорвался!(я не помню точно тиристор или транзистор как называется?)


 
Думкин ©   (2006-01-04 10:40) [13]

> Джо ©   (03. 01.06 21:52) [5]

Провода не перегрызает? Слабо….


 
Val ©   (2006-01-04 10:53) [14]

>[13] Думкин ©   (04.01.06 10:40)
это – к червям 🙂


 
tesseract ©   (2006-01-04 11:24) [15]


> Взорвался POWERMAN! в чём причина?

Недоработка. Судя по оему опыту (раза три такое было), то сначала пучнеют кондёры – а потом как повезёт. Если сгорят силовые ключи или ШИМ- они просто потемнеют. А вот если диоды или хрякнуться кондёры в цепи  ключей – новогодний феерверк отдыхает 🙂


 
Esu ©   (2006-01-04 13:34) [16]

Мож он на 110 был расчитан, а не на 220 😉 (перемычки небыло там сзади ?)


Вздутый конденсатор.

Причины выхода из строя конденсаторов и их замена.

Вздутие конденсатора (вздутие электролита, cracked capacitor -eng.) — распространённое явление, возникающее по многим причинам, которое влечёт за собой его замену самого конденсатора и обследование окружающих цепей.

Причины вздутия конденсаторов.

Причины могут быть разнообразными, но основная — не качественный конденсатор. Нет, это не говорит о том что качественные конденсаторы не вздуваются, совсем нет, ещё как вздуваются. Но давайте разберёмся с основной причиной вздутия.

Основная причина вздутия — выкипание или испарение электролита. Выкипание может происходить при высоких температурах. Стоит заметить, что это может быть как внешняя среда, которая подогревает конденсатор, так и внутренняя среда. Сам конденсатор может греться из-за несоблюдения полярности, некачественного питания, импульсов поступающих на него, пробивания изоляционного слоя, или из-за нехватки электролита (чаще всего). Также он может греться из-за не соблюдения эксплуатационных характеристик (V, ёмкость, макс. температура).

Испарение электролита может происходить, если конденсатор имеет плохую герметичность. Со временем, уровень электролита уменьшится, а оставшийся закипает, вызвав вздутие конденсатора.

В некачественных конденсаторах, иногда происходит такое явление, что не происходит вздутие конденсатора, а электролит просто вытекает через его нижнюю часть ( жидкость коричневого или жёлтого цвета). Такой конденсатор тем более подлежит замене, можно считать что он уже не работает. Если на верхней части конденсатора есть следы коррозии, значит часть электролита просочилась через верхнюю часть, а значит она не герметична. Такие «ржавые конденсаторы» тоже лучше заменить.

Бытует мнение, что вздутие — удел только электролитических конденсаторов, но это не так.

Полимерные конденсаторы тоже вздуваются и раскрываются.

Естественно вздутые конденсаторы подлежат срочной замене. Если устройство со «вздутиками» всё ещё работает, это не значит, что всё в порядке. Могут появиться сбои в работе и «странное» поведение оборудования.

 

Замена вздутого конденсатора.

Потребуется конденсатор с такой же ёмкостью или больше, но не меньше. То же самое касается напряжения. В любом случае, если конденсатор вздулся, лучше поставить более мощный на его замену.

Паяльником отпаиваем ножки предыдущего конденсатора, лучше взять мощный паяльник. Иголкой или тонким шилом прочищаем дырочки под контакты. Вставляем конденсатор и припаиваем с тыльной стороны. Стоит заметить что нужно соблюдать полярность, если она есть. На самой плате будет обозначение «минус», так вот конденсатор должен быть тоже помечен с одной из сторон минусом (обычно полоска). При несоблюдении полярности можно сымитировать небольшой взрыв. Даём остыть и отрезаем лишнее.

 

Как избежать вздутия конденсаторов.

Чтобы избежать вздутия конденсаторов:
  • Используйте качественные конденсаторы.
  • Не позволяйте конденсаторам нагревать до температуры более 45 градусов (следите за температурой окружающей их среды). Разместите их подальше от горячих радиаторов.
  • Используйте качественные входные, сетевые фильтры (если конденсаторы вздуваются в блоках питания компьютера).
  • Используйте качественные блоки питания (если конденсаторы вздуваются на материнской плате компьютера).

Соблюдение этих простых правил, убережёт вас от преждевременного выхода из строя конденсаторов.

Конденсаторы — Learn.sparkfun.com

Избранное Любимый 77

Примеры применения

Для этого изящного маленького (на самом деле они обычно довольно большого) пассивного компонента существует масса приложений. Чтобы дать вам представление об их широком спектре применения, вот несколько примеров:

Развязывающие (шунтирующие) конденсаторы

Многие конденсаторы, которые вы видите в схемах, особенно с интегральной схемой, являются развязывающими.Работа развязывающего конденсатора заключается в подавлении высокочастотного шума в сигналах источника питания. Они устраняют крошечные пульсации напряжения, которые в противном случае могли бы быть вредными для чувствительных ИС, из источника питания.

В некотором смысле, развязывающие конденсаторы действуют как очень маленький локальный источник питания для ИС (почти как источник бесперебойного питания для компьютеров). Если источник питания очень временно падает напряжение (что на самом деле довольно часто, особенно когда цепь, которую он питает, постоянно переключает требования к нагрузке), развязывающий конденсатор может кратковременно подавать питание с правильным напряжением.Вот почему эти конденсаторы также называют конденсаторами bypass ; они могут временно действовать как источник питания, обходя источник питания.

Развязывающие конденсаторы подключаются между источником питания (5 В, 3,3 В и т. д.) и землей. Нередко используются два или более конденсатора с разными номиналами, даже разных типов, для обхода источника питания, потому что конденсаторы одних номиналов будут лучше других при фильтрации определенных частот шума.

На этой схеме три развязывающих конденсатора используются для уменьшения шума в источнике питания акселерометра.Два керамических 0,1 мкФ и один танталовый электролитический 10 мкФ с раздельной развязкой.

Хотя кажется, что это может привести к короткому замыканию между питанием и землей, через конденсатор на землю могут проходить только высокочастотные сигналы. Сигнал постоянного тока будет поступать на ИС, как и требуется. Еще одна причина, по которой они называются байпасными конденсаторами, заключается в том, что высокие частоты (в диапазоне кГц-МГц) обходят микросхему, вместо этого проходя через конденсатор, чтобы попасть на землю.

При физическом размещении развязывающих конденсаторов их всегда следует размещать как можно ближе к ИС. Чем дальше они находятся, тем менее эффективны.

Вот физическая компоновка схемы из приведенной выше схемы. Крошечная черная микросхема окружена двумя конденсаторами емкостью 0,1 мкФ (коричневыми крышками) и одним электролитическим танталовым конденсатором емкостью 10 мкФ (высокая черно-серая прямоугольная крышка).

В соответствии с надлежащей инженерной практикой всегда добавляйте хотя бы один развязывающий конденсатор к каждой микросхеме. Обычно хорошим выбором является 0,1 мкФ, или даже добавьте несколько конденсаторов 1 мкФ или 10 мкФ. Это дешевое дополнение, и они помогают убедиться, что микросхема не подвергается большим провалам или скачкам напряжения.

Фильтрация источника питания

Диодные выпрямители

можно использовать для преобразования переменного напряжения, выходящего из вашей стены, в постоянное напряжение, необходимое для большинства электронных устройств. Но диоды сами по себе не могут превратить сигнал переменного тока в чистый сигнал постоянного тока, им нужна помощь конденсаторов! Если добавить параллельный конденсатор к мостовому выпрямителю, выпрямленный сигнал будет таким:

Может быть преобразован в сигнал постоянного тока ближнего уровня следующим образом:

Конденсаторы — упрямые компоненты, они всегда будут сопротивляться внезапным изменениям напряжения. Конденсатор фильтра будет заряжаться по мере увеличения выпрямленного напряжения. Когда выпрямленное напряжение, поступающее на конденсатор, начинает быстро падать, конденсатор получает доступ к своему банку накопленной энергии и очень медленно разряжается, подавая энергию на нагрузку. Конденсатор не должен полностью разряжаться до того, как входной выпрямленный сигнал снова начнет увеличиваться, перезаряжая конденсатор. Этот танец повторяется много раз в секунду, снова и снова, пока используется источник питания.

Цепь питания переменного тока в постоянный.Крышка фильтра (C1) имеет решающее значение для сглаживания сигнала постоянного тока, посылаемого в цепь нагрузки.

Если вы разберете любой блок питания переменного тока в постоянный, вы обязательно найдете по крайней мере один довольно большой конденсатор. Ниже показаны внутренности настенного адаптера постоянного тока на 9 В. Заметили там какие-нибудь конденсаторы?

Конденсаторов может быть больше, чем вы думаете! Есть четыре электролитических, похожих на консервные банки, конденсатора емкостью от 47 мкФ до 1000 мкФ. Большой желтый прямоугольник на переднем плане — это высоковольтный 0.Крышка из полипропиленовой пленки 1 мкФ. Синяя крышка в форме диска и маленькая зеленая посередине — керамические.

Хранение и поставка энергии

Кажется очевидным, что если конденсатор накапливает энергию, то одним из многих его применений будет подача этой энергии в цепь, точно так же, как батарея. Проблема в том, что конденсаторы имеют гораздо более низкую плотность энергии , чем батареи; они просто не могут упаковать столько же энергии, сколько химические батареи того же размера (но этот разрыв сокращается!).

Преимущество конденсаторов в том, что они обычно служат дольше, чем батареи, что делает их более экологичным выбором. Они также способны отдавать энергию намного быстрее, чем батарея, что делает их подходящими для приложений, требующих короткого, но мощного всплеска мощности. Вспышка камеры могла получать питание от конденсатора (который, в свою очередь, вероятно, заряжался от батареи).

Аккумулятор или конденсатор?
батарея Конденсатор
Вместимость
Плотность энергии
заряда / разряда Частота
Продолжительность жизни

Фильтрация сигналов

Конденсаторы обладают уникальной реакцией на сигналы различной частоты.Они могут блокировать низкочастотные или постоянные компоненты сигнала, пропуская при этом более высокие частоты. Они как вышибала в очень эксклюзивном клубе только для высоких частот.

Фильтрация сигналов может быть полезна во всех приложениях обработки сигналов. Радиоприемники могут использовать конденсатор (среди других компонентов) для подавления нежелательных частот.

Другим примером емкостной фильтрации сигналов являются пассивные кроссоверные схемы внутри динамиков, которые разделяют один аудиосигнал на несколько. Последовательный конденсатор блокирует низкие частоты, поэтому оставшиеся высокочастотные части сигнала могут попасть на твитер динамика. В низкочастотной цепи сабвуфера высокие частоты в основном могут быть шунтированы на землю через параллельный конденсатор.

Очень простой пример схемы аудиокроссовера. Конденсатор блокирует низкие частоты, а катушка индуктивности блокирует высокие частоты. Каждый из них можно использовать для подачи надлежащего сигнала на настроенные аудиодрайверы.

Снижение номинальных характеристик

При работе с конденсаторами важно проектировать схемы с конденсаторами, которые имеют гораздо более высокий допуск, чем потенциально самый высокий скачок напряжения в вашей системе.

Вот отличное видео от инженера SparkFun Шона о том, что происходит с различными типами конденсаторов, когда вы не снижаете номинал своих конденсаторов и превышаете их максимальное напряжение. Подробнее о его экспериментах можно прочитать здесь.



← Предыдущая страница
Конденсаторы последовательно/параллельно

конденсаторов: все, что вам нужно знать | ОРЕЛ

Нет, речь не о Grand Theft Auto! Открывать крышку в мире электроники нехорошо, если только вам не нравится смотреть, как ваш электролитический конденсатор сгорает в огне.Конденсаторы играют важную роль в семействе пассивных электронных компонентов, и их можно использовать повсеместно.

Помните вспышку в своем цифровом фотоаппарате? Конденсаторы делают это возможным. Или возможность изменить канал на вашем телевизоре? Снова конденсаторы. Эти ребята — маленькие батарейки, которые «могут», и вам нужно знать о них все, что известно, прежде чем вы начнете работать над своим первым проектом в области электроники.

Это как бутерброд с мороженым

Проще говоря, конденсатор накапливает электрический заряд , как батарея.Эти конденсаторы, также называемые конденсаторами , можно найти в приложениях, требующих накопления энергии, подавления напряжения и даже фильтрации сигналов. И как они выглядят? Ну, бутерброд с мороженым!

Что бы вы сделали с баром КлондайкⓇ? Сравните его с конденсатором, конечно! (Источник изображения)

Подумайте о том восхитительном бутерброде с мороженым, которым вы наслаждались в тот знойный летний день. У вас есть вкусная корочка с двух сторон, а кремовая плитка ванильного мороженого находится посередине.Эта композиция из двух внешних слоев и одного внутреннего слоя и есть то, как выглядит конденсатор. Вот из чего они сделаны:

 

  • Начиная снаружи. В верхней и нижней части конденсатора вы найдете набор металлических пластин, также называемых проводниками. Электрический заряд находит эти металлические пластины очень привлекательными.
  • Сидя посередине. Среди этих двух металлических пластин вы найдете изолятор или материал, к которому не притягивается электричество.Этот изолятор обычно называют диэлектриком, и он может быть изготовлен из бумаги, стекла, резины, пластика и т. д.
  • Соединение вместе. Две металлические пластины сверху и снизу крышки соединены двумя электрическими клеммами, которые соединяют ее с остальной частью цепи. Один конец конденсатора подключается к питанию, а другой течет к земле.

Внутреннее устройство конденсатора, у нас есть две металлические пластины, внутренняя диэлектрическая и соединительные клеммы.

Конденсаторы всех форм и размеров

Конденсаторы

бывают разных форм и размеров, каждый из которых определяет, насколько хорошо они могут удерживать заряд. Три наиболее распространенных типа конденсаторов, с которыми вы столкнетесь, включают керамический конденсатор, электролитический конденсатор и суперконденсатор:

.

Керамические конденсаторы

Это конденсаторы, с которыми вы, вероятно, будете работать в своем первом проекте электроники с использованием макетной платы. В отличие от своих электролитических аналогов, керамические конденсаторы держат меньший заряд, но и пропускают меньше тока.Они также оказались самыми дешевыми конденсаторами из всех, так что запасайтесь! Вы можете быстро идентифицировать сквозной керамический конденсатор, глядя на маленькие желтые или красные лампочки с двумя торчащими выводами.

Три типа керамических конденсаторов, которые вы будете использовать на макетных платах. (Источник изображения)

Электролитические конденсаторы

Эти ребята выглядят как маленькие жестяные банки, которые вы найдете на печатной плате, и могут удерживать огромный электрический заряд в своей крошечной площади.Это также единственный тип поляризованных конденсаторов, а это означает, что они будут работать только при определенной ориентации. На этих электролитических конденсаторах есть положительный контакт, называемый анодом, и отрицательный контакт, называемый катодом. Анод всегда должен быть подключен к более высокому напряжению. Если вы подключите его наоборот, с катодом, получающим более высокое напряжение, то приготовьтесь к взрыву колпачка!

Электролитический конденсатор, обратите внимание на положительный и более длинный контакт (анод) и более короткий отрицательный контакт (катод).(Источник изображения)

Несмотря на способность удерживать большое количество электрического заряда, электролитические конденсаторы также хорошо известны тем, что они пропускают ток быстрее, чем керамические конденсаторы. Из-за этого они не лучший выбор, когда вам нужно сохранить энергию.

Суперконденсаторы

Supercaps — супергерои семейства конденсаторов, способные хранить большое количество энергии! К сожалению, суперконденсаторы не очень хорошо справляются с избыточным напряжением, и вы окажетесь без конденсатора, если превысите максимальное напряжение, указанное в техническом описании.ПОП!

В отличие от электролитических конденсаторов, вы обнаружите, что суперконденсаторы используются для хранения и разрядки энергии, как батарея. Но, в отличие от батареи, суперконденсаторы высвобождают весь свой заряд сразу, и вы никогда не получите от них срок службы, который вы бы получили от обычной батареи.

Посмотрите на этот мускулистый суперкап ! Он имеет огромную емкость 3000F. (Источник изображения)

Символы конденсаторов

Определить конденсатор на вашей первой схеме очень просто, так как они бывают только двух типов: стандартные и поляризованные.Посмотрите на символ стандартного конденсатора ниже. Вы заметите, что это всего лишь две простые строки с пробелом между ними. Это две металлические пластины, которые вы найдете сверху и снизу физического конденсатора.

Поляризованный конденсатор выглядит немного по-другому и имеет дугообразную линию в нижней части, а также положительную клемму в верхней части. Эта положительная клемма очень важна и указывает, как должен быть подключен этот поляризованный конденсатор. Положительная сторона всегда подключается к источнику питания, а сторона дуги подключается к земле.

Два наиболее распространенных типа конденсаторов, которые вы можете увидеть на схемах для США: стандартный и поляризованный.

Кто изобрел эти вещи?

Хотя многие считают английского химика Майкла Фарадея пионером современного конденсатора, он не был первым, кто его изобрел. То, что сделал Фарадей, было важно — он продемонстрировал первые практические образцы конденсатора и способы его использования для накопления электрического заряда в своих экспериментах. И благодаря Фарадею у нас также есть способ измерить заряд, который может удерживать конденсатор, известный как емкость и измеряемый в фарадах!

Блестящий английский химик Майкл Фарадей, пионер конденсаторов, которые мы используем сегодня.(Источник изображения)

До Майкла Фарадея некоторые записи указывают на то, что покойный, покойный немецкий ученый Эвальд Георг фон Клейст изобрел первый конденсатор в 1745 году. Несколько месяцев спустя голландский профессор по имени Питер ван Мусшенбрук придумал аналогичный конструкции, ныне известной как Лейденская банка. Странное время, верно? Однако все это было просто совпадением, и оба ученых получили равные заслуги в своих первоначальных изобретениях конденсатора.

Самый ранний образец конденсатора, лейденская банка.(Источник изображения)

Знаменитый Benjamin Franklin позже усовершенствовал дизайн лейденской банки, созданный Musschenbroek. Франклин также смог обнаружить, что использование плоского куска стекла было отличной альтернативой использованию целой банки. Так родился первый плоский конденсатор, получивший название «Площадь Франклина».

Кепки в действии — как они работают

Давайте подробно рассмотрим, как работают эти мощные конденсаторы, на практическом примере. Вы уже пользовались цифровой камерой, верно? Тогда вы знаете, что есть несколько коротких моментов между тем, когда вы нажимаете кнопку, чтобы сделать снимок, и тем, когда выключается вспышка.

Что здесь происходит? К вспышке прикреплен конденсатор, который заряжается после того, как вы нажмете кнопку, чтобы сделать снимок. Как только этот конденсатор полностью заряжается от батареи камеры, вся эта энергия вырывается наружу ослепляющей вспышкой света!

Зацени, конденсатор, который делает возможной вспышку в этой камере. (Источник изображения)

Так как же все это произошло? Вот взгляд изнутри в таинственный мир конденсатора:

  1. Запускается с зарядки. Электрический ток от источника питания сначала поступает в конденсатор и застревает на первой пластине. Почему он застревает? Потому что есть изолятор, который не пропускает отрицательно заряженную электронику.
  2. Накопление зарядов. По мере того, как все больше и больше электронов прилипают к этой первой пластине, она становится отрицательно заряженной и в конечном итоге отталкивает все лишние электроны, с которыми не может справиться, на другую пластину. Затем эта вторая пластина становится положительно заряженной.
  3. Заряд сохранен. Пока две пластины конденсатора продолжают заряжаться, отрицательные и положительные электроны отчаянно пытаются соединиться, но этот надоедливый изолятор посередине не позволяет им, создавая электрическое поле. Вот почему колпачок продолжает удерживать и накапливать заряд, потому что существует бесконечный источник напряжения между отрицательной и положительной сторонами двух пластин, которые не разрешены.
  4. Заряд высвобождается. Рано или поздно две пластины в нашем конденсаторе не смогут удерживать заряд, так как они заполнены.Но что происходит сейчас? Если в вашей цепи есть путь для протекания электрического заряда куда-то еще, тогда все электроны в вашей шапочке разрядятся, , наконец, прекратят свое напряжение, поскольку они будут искать другой путь друг к другу.

Измерение этого заряда

Как можно измерить, сколько заряда хранится в конденсаторе? Каждый колпачок рассчитан на определенную емкость. Измеряется в фарадах в честь английского химика Майкла Фарадея. Поскольку один фарад удерживает тонну электрического заряда, вы обычно видите конденсаторы, измеряемые в пикофарадах или микрофарадах.Вот полезная диаграмма, которая показывает, как разбиваются эти измерения:

Имя Сокращение Фарады
Пикофарад пФ 0,000000000001 Ф
Нанофарад нФ 0,000000001 Ф
Микрофарад мкФ 0,000001 Ф
Милифарад мФ 0. 001 Ф
Килофарад кФ 1000 Ф

Теперь, чтобы вычислить, сколько заряда в данный момент хранит конденсатор, вам понадобится следующее уравнение:

В этом уравнении общий заряд представлен как (Ом) , и отношение этого заряда можно найти, умножив емкость конденсатора ( C ) на приложенное к нему напряжение ( В ). Здесь следует отметить одну вещь: емкость конденсатора напрямую связана с его напряжением.Таким образом, чем больше вы увеличиваете или уменьшаете источник напряжения в цепи, тем больше или меньше заряда будет иметь ваш конденсатор.

Емкость в параллельных и последовательных цепях

При параллельном соединении конденсаторов в цепи можно найти общую емкость путем суммирования всех отдельных емкостей.

Получить общую емкость в параллельной цепи так же просто, как 1+1, просто сложите их все вместе! (Источник изображения)

При последовательном соединении конденсаторов общая емкость вашей цепи является обратной суммой всех ваших емкостей. Вот краткий пример: если у вас есть два конденсатора по 10 Ф, соединенных последовательно, то их общая емкость составит 5 Ф.

Получение общей емкости в последовательной цепи немного сложнее. Емкость уменьшается вдвое. (Источник изображения)

Заставить колпачки работать

Теперь, когда у нас есть четкое представление о том, что такое конденсаторы, как они работают и как их измеряют, давайте рассмотрим три распространенных приложения, в которых используются конденсаторы. Сюда входят такие приложения, как развязывающие конденсаторы, накопители энергии и емкостные сенсорные датчики.

Развязывающий конденсатор

В наши дни вам будет трудно найти схему, которая не включает интегральную схему или ИС. В этих типах схем конденсаторы выполняют важную работу, удаляя все высокочастотные шумы, присутствующие в сигналах источника питания, которые питают ИС.

Почему это необходимая работа для нашего конденсатора? Любое колебание напряжения может быть фатальным для микросхемы и даже привести к неожиданному отключению питания микросхемы. Размещая конденсаторы между ИС и источником питания, они гасят колебания напряжения, а также действуют как второй источник питания, если первичное питание падает достаточно, чтобы отключить ИС.

Развязывающий конденсатор для контроля колебаний напряжения.

Аккумулятор энергии

Конденсаторы имеют много общих характеристик с батареями, включая их способность накапливать энергию. Однако, в отличие от батареи, конденсаторы не могут удерживать такую ​​же мощность. Но хотя они не могут угнаться за количеством, они компенсируют это своим энтузиазмом, чтобы разрядиться как можно быстрее! Конденсаторы могут отдавать энергию намного быстрее, чем батарея, что делает их идеальными для питания вспышки в камере, настройки радиостанции или переключения каналов на телевизоре.

Емкостные датчики касания

Одно из последних достижений в области применения конденсаторов связано с бурным развитием технологий сенсорных экранов. Стеклянные экраны, из которых состоят эти сенсорные датчики, имеют очень тонкое прозрачное металлическое покрытие. Когда ваш палец касается экрана, это создает падение напряжения, определяя точное местоположение вашего пальца!

Емкостные датчики прикосновения в действии с защитной накладкой и печатной платой. (Источник изображения)

Практичность — выбор конденсатора

Давайте перейдем к сфере практичности и поговорим о том, на что следует обратить внимание при выборе следующего конденсатора.Необходимо учитывать пять переменных, в том числе:

  • Размер. Сюда входят как физический размер конденсатора, так и его общая емкость. Не удивляйтесь, если выбранный вами конденсатор является самой большой частью вашей печатной платы, так как чем больше емкость вам нужна, тем больше они получаются.
  • Допуск — Как и их аналоги резисторов, конденсаторы также имеют переменный допуск. Вы найдете допуск для конденсаторов в диапазоне от ± 1% до ± 20% от его рекламируемого значения.
  • Максимальное напряжение — Каждый конденсатор имеет максимальное напряжение, которое он может выдержать. Иначе он взорвется! Вы найдете максимальное напряжение от 1,5 В до 100 В.
  • Эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) — Как и любой другой физический материал, выводы конденсатора имеют очень небольшое сопротивление. Это может стать проблемой, если вам нужно помнить о тепле и потерях мощности.
  • Ток утечки — В отличие от наших батарей, конденсаторы будут пропускать накопленный заряд.И хотя он разряжается медленно, вы должны обратить внимание на то, насколько сильно протекает ваш конденсатор, если его основная функция заключается в хранении энергии.

Все заряжено

Вот и все, что вам нужно знать о конденсаторах, чтобы полностью зарядиться для вашего следующего проекта в области электроники! Конденсаторы — это очаровательная небольшая группа, способная накапливать электрический заряд для различных приложений, и они могут даже выступать в качестве вторичного источника питания для этих чувствительных интегральных схем. При работе с конденсаторами помните о максимально возможном напряжении. В противном случае вы получите несколько взрывающихся крышек, как вы увидите на видео:

.

 

Знаете ли вы, что Autodesk EAGLE бесплатно включает множество библиотек конденсаторов? Начните свой следующий проект в области электроники и избавьтесь от хлопот по созданию собственных деталей! Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно уже сегодня.

TRS-80 Майка Страницы

Нажмите на картинку, чтобы увидеть ее в полном размере

Я видел это на компьютерах TRS-80 и Osborne, но это относится ко многим старым блокам питания компьютеров.В один прекрасный день вы включаете электричество, и из вашей старинной гордости и радости выходит ядовитый дым. Не бойтесь, скорее всего, это просто крышка входа питания, так называемая крышка X. Это колпачки из металлизированной полиэфирной пленки, и, как и многие конденсаторы, они имеют ограниченный срок службы, прежде чем они эффектно взорвутся. Хорошей новостью является то, что ваш блок питания, вероятно, в порядке. Колпачок не сдулся из-за проблемы с блоком питания. Он взорвался, потому что крышка была просто старой. Замените крышку, и проблема решена.

На рисунке справа показаны примеры таких колпачков. Все шесть конденсаторов на картинке неисправны, но только два больших колпачка внизу картинки на самом деле взорвались. Крышки меньшего размера готовятся к взрыву, о чем свидетельствуют выпуклые или треснувшие корпуса.

Компьютеры

TRS-80 Mode III, 4, 4P и Osborne обычно используют один или несколько блоков питания Astec. Ниже показаны два разных блока питания Astec: верхнее изображение с лопнувшим колпачком (изображение взято отсюда) и нижнее изображение с колпачком, который вот-вот лопнет.Обратите внимание на трещины в пластиковом корпусе на крышке, которая вот-вот лопнет. Крышки отмечены красными стрелками. Вздутая крышка отмечена желтой стрелкой. Обычно дует большая крышка.

Чтобы починить блок питания, все, что вам нужно, это сменная крышка и паяльник. Однако самое сложное — найти сменную крышку.

Это специальные конденсаторы переменного напряжения X, внесенные в список UL. X имеет особое значение для UL и пожарной безопасности. Поэтому, если вы замените их, убедитесь, что вы выбрали колпачок правильного типа.Конкретные функции, которые вы ищете:

Для большой крышки:

  • 0,1 мкФ, 275 В перем. тока, X2 (или X1, 300 В)

Для колпачка:

  • 0,01 мкФ, 275 В перем. тока, X2 (или X1 300 В)

Почти всегда это конденсатор из металлизированного полиэстера или пластиковой пленки. Существует много типов и размеров, но приведенные выше характеристики являются критическими вещами, на которые следует обращать внимание. Получение одинаковых размеров желательно, но не обязательно.Обратите внимание, что это 275 В переменного тока , а не В постоянного тока . Конденсаторы специально рассчитаны для источников питания переменного тока с частотой 50 и 60 Гц. Вот почему они называются колпачками X.

Для своих блоков питания я купил несколько конденсаторов Evox-RIFA 0,1 мкФ X2 (RIFA PME271M610M) у Allied Electronics для большего конденсатора и конденсаторы RIFA 0,01 мкФ для меньшего конденсатора. К сожалению, Allied больше не указывает емкость 0,1 мкФ. Но у них шапка поменьше.

Вот несколько альтернативных источников, которые должны работать (пожалуйста, дайте мне знать, если какие-либо ссылки не работают).

0,1 мкФ, 275 В переменного тока, крышка X2

0,01 мкФ, 275 В переменного тока, крышка X2

Или загрузите техническое описание конденсаторов серии Evox-RIFA PME271. Я выделил две шапки.

Другие колпачки типа X с аналогичными характеристиками должны работать, даже если они физически другого размера, но перечисленные выше колпачки являются точной заменой.

Что нельзя делать с кепками

Неправильное использование конденсаторов

Недавно мы опубликовали Заметку о цепях конденсаторов и, как всегда, получили много отличных отзывов от наших читателей. Чтобы ответить на ваши вопросы, мы попросили нашу службу технической поддержки дать нам информацию о конденсаторах. Они предоставили некоторые ценные знания и истории из своего личного опыта. Тем временем наша команда по маркетингу продуктов решила, что показать вам, что именно происходит, когда вы меняете полярность конденсатора или подвергаете конденсатор воздействию перенапряжения, было бы отличной возможностью для обучения.

Что такое конденсаторы и как они работают?

Конденсатор — это пассивный электрический компонент с двумя выводами.По сути, это два проводника, обычно имеющие проводящие пластины, разделенные изолятором, известным как диэлектрик. Он также имеет соединительные провода, которые подключаются к токопроводящим пластинам. Диэлектрик определяет тип конденсатора. Диэлектрический материал может быть разным, но он должен быть плохим проводником электричества.

Конденсатор предназначен для хранения энергии. Отрицательная клемма принимает электроны от источника питания, а положительная клемма теряет электроны. Конденсатор высвобождает накопленную энергию, когда это необходимо.Он работает аналогично батарее, но может полностью разрядиться за долю секунды.

Наиболее распространенными типами конденсаторов являются керамические конденсаторы, бумажные или пленочные конденсаторы и электролитические конденсаторы. Существует также семейство суперконденсаторов с высокой емкостью.

Применение конденсаторов:

Конденсаторы имеют множество применений. Они играют важнейшую роль в цифровой электронике, поскольку защищают микросхемы от помех в сигнале питания за счет развязки. Поскольку они могут быстро сбрасывать весь свой заряд, их часто используют во вспышках и лазерах вместе с устройствами с настроенной схемой и емкостными датчиками.Цепи с конденсаторами демонстрируют частотно-зависимое поведение, поэтому их можно использовать со схемами, которые избирательно усиливают определенные частоты.

Выбор конденсатора:

Выбор конденсатора во многом зависит от электронного устройства, с которым вы работаете, и от того, какой ток используется (переменный, постоянный и т. д.). Вы должны определить, нужен ли вам поляризованный или неполяризованный конденсатор. Для этого проверьте схему вашего проекта. Если конденсатор указан со знаком плюс (+), то требуется поляризованный конденсатор.(-6), или одна миллионная фарада.

Напряжение конденсатора пропорционально заряду, хранящемуся в конденсаторе. Они способны блокировать сигналы постоянного тока при прохождении переменного тока. Конденсаторы также могут устранять пульсации. Если в линии постоянного напряжения есть пульсации, конденсатор может выровнять напряжение, поглощая пики и заполняя впадины.

Напряжение на конденсаторе — это не номинальное значение, а то, какому напряжению вы можете подвергнуть конденсатор. Например, если ваш источник напряжения составляет 9 вольт, вы должны выбрать конденсатор, который как минимум вдвое превышает напряжение, 18 вольт или даже 27 вольт, чтобы быть в безопасности.

Электролитические конденсаторы переменного тока или биполярные имеют два анода, соединенных в обратной полярности. Электролитические конденсаторы постоянного тока поляризованы в процессе производства и поэтому могут работать только с постоянным напряжением. Напряжения с обратной полярностью, напряжение или пульсации тока, превышающие указанные, могут разрушить диэлектрик и конденсатор. Разрушение электролитических конденсаторов может иметь катастрофические последствия, такие как пожар или взрыв. Если поляризованный конденсатор установлен неправильно, то конденсатор свистит, а затем взрывается.С другой стороны, неполяризованные конденсаторы в основном используются для фильтрации гармонических помех почти во всех цепях и более удобны в обращении.

«Некоторые большие электролитические конденсаторы могут сохранять заряд в течение длительного времени. Некоторые могут даже до некоторой степени самозаряжаться», — пояснил инженер службы технической поддержки Jameco. «Инженер-электронщик, с которым я работал, делал прототип блока питания, настраивал схему, тестировал детали и т. д. По привычке вынул из схемы колпачок, чтобы заменить его, и, не задумываясь, воткнул один из выводов в его рот.Конденсатор разрядил всю свою нагрузку более или менее мгновенно, из-за чего он фактически упал со стула. Он был в порядке, но это было страшно. Через несколько месяцев ему пришлось удалить зуб именно там, где отделялась колпачок. Он убил этот зуб электрическим током.”

Помните о безопасности при работе с конденсаторами и всегда следуйте спецификациям для вашего устройства или проекта. Конденсатор может быть важным компонентом, но он также может привести к опасным последствиям, если он не используется должным образом.

Взрывающиеся конденсаторы: реальная история взрыва из прошлого

Недавно на EETimes.com Макс Великолепный рассмотрел то, что было описано как Великая конденсаторная чума начала 21 века . Это побудило нескольких читателей прокомментировать, сообщая о различных уровнях опыта недавних проблем с конденсаторами. Тем не менее, несколько пятен на печатных платах, немного дыма и случайное пламя — все это меркнет в сравнении с опытом пользователей конденсаторов в прошлом.

В середине и конце 20-го века для любого, кто претендует на профессию инженера-электронщика, было почти обрядом посвящения высидеть бурю из алюминиевых хлопьев, бумаги, пушистых химикатов и бог знает чего еще. который пролился после взрыва электролитического конденсатора.

Далее следует реальная история о том, как взорвавшийся конденсатор задержал развитие части британской компьютерной индустрии как минимум на шесть месяцев. Имя фигуранта не разглашается, чтобы не смущать.Мы будем называть его «Молодой человек», или сокращенно TYM.

Обстановка
Эта история о взрывающемся конденсаторе началась давным-давно, в далекие времена, когда германиевые транзисторы только зарождались, а магнитные сердечники были памятью для последних эмбрионов электронных компьютеров. Далекое место — Кройдон, Англия, ныне часть большого Лондона, когда-то известное как место первого лондонского аэропорта, а теперь, возможно, более известное благодаря женской прическе под названием «Кройдонская подтяжка лица».

Аэропорт породил ряд компаний по производству светотехнической электроники, в том числе Philips/Mullard (радио и телевизоры), ICT/ICL под их прежним названием Powers-Samas (табуляторы и компьютеры), Creed (телетайпы), Dictaphone и Muirhead (факсы). ), Aeronautical and General Instruments (AGI) (авиационные инструменты) и многие другие, все в той или иной степени переходящие в электронику.

Теперь представьте себе выпускника школы в очках — TYM, который занимает центральное место в этой истории как очень молодой человек — который объехал все эти компании на велосипеде, чтобы узнать, чем они занимаются.В конце концов TYM постучала в дверь Powers-Samas, которая должна была превратиться в International Computer & Tabulators (ICT), затем в International Computers Limited (ICL) и, в конце концов, в Fujitsu, спросив, есть ли какие-нибудь вакансии, связанные с электронными компьютерами. Он интересовался электроникой, построил несколько радиоприемников на электронных лампах и германиевых транзисторах, а также получил премию по физике как самое значительное академическое достижение в гимназии. Его направили в учебное заведение. В те дни крупные инженерные компании в Великобритании имели учебные школы, предлагали официальное инженерное ученичество и оплачивали обучение сотрудников в колледжах и/или университетах.Здесь TYM встретила любезного мистера Вуда, который руководил учебным заведением и сочувственно выслушивал мечты TYM в области электроники и запросы о трудоустройстве.

Это тот момент в нашей истории, где удача вмешивается и играет свою роль, потому что мистер Вуд был инженером-механиком, который очень мало знал об электронике, как и большинство старшего и среднего руководства Powers-Samas / ICT в то время. Однако недавно г-на Вудса посетил заведующий физическим факультетом местного технического колледжа, который набирал студентов на свой факультет.Для TYM г-н Вудс затем произнес несколько слов, изменивших жизнь: «Физика находится на полпути между машиностроением и электроникой, поэтому мы будем платить вам за изучение физики с электронной инженерией в качестве предмета прикладной физики, и мы наймем вас в качестве инженера-механика. Ученик.” Все это было предпринято в рамках дневной программы выпуска.

Некоторое время спустя…
Во время учебы в последующие годы TYM получил опыт в разработке и производстве всевозможных машин, включая перфокарты и связанное с ними машиностроение, при каждой возможности пытаясь связать себя с любой электроникой. сопутствующие разработки.В результате бесконечных приставаний TYM оказался всезнайкой, прикрепленной к очень небольшой избранной группе высококлассных инженеров-конструкторов электронных компьютеров, которые тайно разрабатывали первый британский компьютер на основе ферритового сердечника. Попутно у TYM был некоторый контакт по разработке с компьютером другой секретной компании под названием Samastronic, который был машиной, созданной высококвалифицированными инженерами-механиками в качестве их лучших усилий по созданию компьютеров. TYM также тщательно избегала какого-либо участия в создании первого полностью электронного компьютера с программным управлением на электронных лампах — PCC, — который умудрился стать катастрофой без помощи TYM.

Новый компьютер, получивший название FCC (Ferrite Core Computer), обладал всеми архитектурными особенностями современного однокристального процессора или микроконтроллера с использованием дискретных компонентов. Память программ и данных представляли собой магнитные сердечники, некоторые драйверы магнитных сердечников были электронными лампами (старые добрые EL34), а арифметическое устройство было реализовано с использованием диодно-транзисторной логики (DTL). В диодной части DTL использовался очень быстрый германиевый диод с точечным контактом IN96 — устройство, которое будет представлено позже в этой истории о взрывающемся конденсаторе.Для высокоскоростного сканирования одной координаты памяти ядра использовалась модифицированная версия пускового устройства коаксиального кабеля ядерного оружия. Компьютерные программы загружались в компьютер с помощью бумажной ленты, перфокарт или простой клавиатуры. Возможно, в качестве устройства вывода использовался телетайп.

Будучи самым младшим членом команды, TYM получила прекрасную возможность учиться у лучших разработчиков компьютеров в стране/мире и выполнять задачи по разработке небольших схем. Однажды кто-то, должно быть, просмотрел резюме компании TYM и увидел, что он участвовал в проектировании и конструировании (в основном конструировании) источника питания для машины, которая могла фотоэлектрически считывать отметки ручкой или карандашом на перфокарте и проделайте отверстия в нужных местах. Таким образом, TYM получила задание разработать один из многих источников питания FCC — тот, который рассчитан на высокое напряжение, необходимое для электронных ламп.

TYM приступила к работе над конструкцией блока питания, передняя панель которого помещалась бы в стандартную 19-дюймовую стойку, а большинство компонентов схемы устанавливалось на плате, закрепленной под прямым углом.Конструкция была обычной по сегодняшним меркам — трансформатор, двухполупериодный выпрямитель и схема обратной связи на основе вакуумной лампы с неоновой газовой трубкой в ​​качестве источника опорного напряжения, а также большой электролитический конденсатор для защиты от скачков тока. Также было несколько вспомогательных компонентов, таких как предохранители, постоянные и переменные резисторы и вольтметр.

Проект был рассмотрен непосредственным начальником TYM, который одобрил его и напомнил ему, что перед установкой конденсатор должен быть «отформован».В те дни электролитические конденсаторы требовали формирования перед использованием, особенно после значительного времени «пролежания на полке». Это формирование включало применение ступенчатой ​​формы сигнала с возрастающими ступенями напряжения, при этом напряжение каждой ступени поддерживалось в течение нескольких часов.

Взрывное время
Когда блок питания был завершен, он был установлен на свое место среди других на стойке. Полный компьютер занимал четыре 6-футовых стойки, соединенных друг с другом, а стеки памяти были выдвинуты наружу.Несколько дней все шло хорошо, блок питания отлично справлялся со своей задачей…

…пока однажды, в тишине полудня, лаборатория разработки компьютеров (на самом деле, все здание) не огласилась звуком мощного взрыва, который наполнил компьютерный зал смесью алюминиевого конфетти, пушистых химических осадков и дым, за которым последовало то, что звучало как пулеметная очередь.

Старший инженер проекта выскочил из своего кабинета, вгляделся сквозь дым и оседающую пыль в дымящиеся руины своего прототипа FCC и потребовал объяснений, но не от TYM (к счастью), а от старшего бригадира — строгая иерархия командования и ответственности защищены TYM.Руководитель группы объяснил, что, по его мнению, взорвался большой неисправный электролитический конденсатор в блоке питания. Ответ на следующий вопрос — «Почему все платы арифметических блоков дымятся, а все диоды и транзисторы ДТЛ так много битого стекла и погнутых проводов валяются на полу?» — объяснил звук, похожий на пулеметный, который последовал за первоначальным взрывом. Похоже, что взрыв каким-то образом подал 400-вольтовый импульс на 5-вольтовые устройства на плате арифметического блока.Звук стрельбы из пулемета был вызван цепной реакцией взрывающихся диодов и других компонентов, когда скачок напряжения в 400 вольт распространялся по различным цепям.


FCC до и после (или «Узрите силу электролитического конденсатора»)
(Источник: Рон Нил)

Команде было приказано не допускать повторения подобного. Через несколько недель, месяц или около того все поврежденные платы были восстановлены и заменены, а блок питания восстановлен точно так же, как и раньше.На этот раз электролитический конденсатор был сформирован и перепроверен. Разработка и сбор данных о производительности продолжались до тех пор, пока тихим днем ​​компьютерный зал не сотрясся от повторного взрыва того же конденсатора.

На этот раз были приняты некоторые меры предосторожности, чтобы предотвратить большую часть повреждений, вызванных цепной реакцией. Тем не менее, произошло некоторое повреждение других плат и блоков питания. После долгих повышенных голосов и бурного обсуждения в офисе главных инженеров (ругательства удалены) тщательный анализ показал, что в результате взрыва консольная печатная плата источника питания TYM упала на источник питания под ним, и были свидетельства массивной дуги. .

Теперь все стало серьезно. Работа была в опасности. В конце концов, тщательный анализ неисправного источника питания и его конструкции, проведенный всей командой инженеров, выследил виновника. Неоновые газовые трубки, используемые в качестве источников опорного напряжения для блоков питания, сильно нагреваются, поэтому размещение их на печатной плате рядом с электролитическим конденсатором — не лучший конструктивный ход. Урок выучен.

Несколько месяцев спустя Федеральная комиссия по связи США вернулась к намеченному курсу. В конце концов, в начале 1960-х годов было построено и выпущено на рынок полдюжины компьютеров под названием ICL/ICT 558 Computer.К тому времени машина опоздала как минимум на полгода и не была самой конкурентоспособной из машин. TYM подозревает, что к тому времени компьютер мог иметь другую конструкцию блока питания, но он не мог быть в этом уверен, так как перешел в лабораторию физики в той же компании и теперь занимался разработкой сегнетоэлектрической памяти на основе триглиценсульфата и титанат бария и многоапертурная ферритовая память — устройства MAD.

TYM продолжил свою карьеру в области электроники в различных частях мира, приправленных другими взрывами, некоторые из которых были более серьезными, в том числе — по пути — несколько очень крупных под землей в Неваде. Иногда TYM можно было найти купающимся в голубом свете черенковского излучения, когда он ползал по вершине ядерного реактора на базе ВВС США Райт Паттерсон в погоне за мечтами о радиационно-стойких компонентах памяти.

Слухи о том, что попытки TYM произвести недорогие, тонкопленочные, радиационностойкие пиропатроны для ракеты Dragon с проводным наведением задержали ее развертывание в военном арсенале США на шесть месяцев, абсолютно беспочвенны (это была трудная разработка для много причин).

В более позднем возрасте, после долгой карьеры в области электроники, TYM часто маскировался под технического журналиста и читал лекции. Его часто можно было найти в его любимой закусочной — ресторане Pinecrest в Mason & Geary в Сан-Франциско — или в одном из многих других его любимых закусочных, особенно в ликероводочном заводе Moss Beach в Half Moon Bay, Калифорния. Вопросы о том, почему эти встречи часто проводились в компании гораздо более молодой женщины-казначея/бортпроводника из United Airlines или женщины-руководителя по связям с общественностью, TYM отклоняет как просто выборочное наблюдение. Он сообщает нам, что любой, кто предлагает что-то обратное, может ожидать ответа от его команды юристов.

Обнаружение неисправных конденсаторов — Комната роботов

ЖК-монитор Samsung Syncmaster 226BW моей жены начал выходить из строя, мерцая, мигая и мигая при включении питания. Точно так же монитор Samsung 206BW моего друга больше не включался. Основная причина – отказ блока питания из-за плохих конденсаторов.

Есть много отличных веб-страниц, которые содержат инструкции по замене алюминиевых электролитических конденсаторов для ремонта монитора. Я сомневался, что это будет так же просто, как выпаять вздутые конденсаторы новыми деталями, но за один вечер я починил два ЖК-дисплея! Так что не отговаривайте себя попробовать.

Я сделал несколько снимков, которые, по моему мнению, могут быть полезны другим при определении сомнительных конденсаторов, установленных на печатной плате, независимо от типа устройства. Иногда это действительно очевидно, когда конденсатор вышел из строя, но иногда это немного сложнее. Вот настоящие конденсаторы в разбитых ЖК-мониторах.

Плохие электролитические конденсаторы с остатками вздутия и подъема

Заметили коричневый коркообразный разряд в верхней части конденсатора? Это электролит, который должен облегчить перенос заряда через пластины хранения. Конденсатор С110 вздут вверху, значит электролит пытается вырваться из вентиляционного отверстия.

Перегретый, высохший и кристаллизовавшийся электролит также попытается пробиться через дно. Он упирается в резиновое уплотнение в нижней части и приподнимает корпус конденсатора над платой. Вот это лучше видно.

Неисправные конденсаторы, покрытые коркой и приподнятые

Сравните поврежденные конденсаторы с исправными на той же плате. Обратите внимание, что верхнее вентиляционное отверстие конденсатора плоское и чистое.Хороший конденсатор плотно прилегает к печатной плате.

Исправный конденсатор с плоской чистой верхней частью и заподлицо с платой

Но как насчет желтовато-белого нагара сбоку конденсатора? Это клей. Это предотвращает повреждение или отсоединение конденсатора из-за вибрации, например, во время транспортировки. Если вы видите на деталях липкую массу, похожую на горячий клей промышленной прочности, ничего страшного!

Время викторины – найдите неисправные конденсаторы.

Найдите неисправные конденсаторы

Если вы сказали «все трое», то вы правы! Вершины слегка выпуклые, и две из них явно приподняты над доской. Клей, кажется, несколько удерживает их, но один из конденсаторов явно наклонен снизу.

Несмотря на то, что ни один из этих конденсаторов не разряжен, все они неисправны и нуждаются в замене. Хорошие электролитические конденсаторы имеют плоские вершины.

Кстати, знаете ли вы, что линии в виде плюса на верхней части конденсатора сделаны намеренно? Это спроектированный шов, чтобы безопасно разделить и выпустить любое повышение давления, а не взорваться.

Сменные конденсаторы

Для моих мониторов все плохие конденсаторы были марки CapXon. Я не знаю, был ли этот сбой вызван плохим дизайном Samsung или неисправными конденсаторами CapXon.

Я решил заменить конденсаторы на лучший из известных мне электролитов — Nichicon.Но тут я перестарался, заказав вариант с наименьшим сопротивлением и самым большим номинальным ресурсом. Это означало, что новые конденсаторы были больше испорченных и не помещались в мониторе.

Итак, я взломал их. Вместо того, чтобы стоять вертикально, я наклонил их вниз и надел на провода термоусадочную трубку. Это не идеально, но это сработало. Пожалуйста, не говорите моему другу, что вот так он выглядит внутри его отремонтированного монитора.

Сменные конденсаторы, подходящие для

Измеренная емкость и сопротивление

Сняв неисправные конденсаторы с платы, я измерил их LCR-метром DE-5000. Эти типы измерителей похожи на мультиметры, за исключением того, что они предназначены для точного измерения других параметров конденсатора, таких как его сопротивление.

Вообще говоря, идеальный конденсатор не имеет сопротивления. Он мог заряжаться и разряжаться без потери энергии в виде тепла.И он будет заряжаться и разряжаться мгновенно. Но на самом деле каждая часть имеет некоторое сопротивление, а сопротивление конденсатора обычно достаточно низкое, чтобы не быть критическим фактором в обычных цепях.

Во всяком случае, вот измеренные значения неисправных конденсаторов CapXon от плохих мониторов Samsung по сравнению с хорошими запасными частями.

Номинальная емкость в мкФ Измеренная емкость в мкФ Сопротивление при 120 Гц в Ом
Samsung 206BW
C261 1000 65

9 1.5

95

C263 1000 100 6,0
C265 470 19 50,0
Samsung 226BW
C110 820 82 15,5
С111 820 82 17,2
С112 330 24 58. 0
новых деталей
C110 / C111 820 757 0,1
C112 330 307 0.1
C261 / C263 1000 985 985 0.0
C265 470 464 0.0

Пара замечаний:

  • Плохие конденсаторы имеют очень высокое сопротивление.58 Ом? Это будет ограничивать ток и потреблять мощность. Для сравнения, новые конденсаторы имеют такое низкое сопротивление, что их практически невозможно измерить этим прибором.

Как вы можете себе представить, плохой конденсатор будет иметь другие измеримые характеристики, которые являются неоптимальными. Тем не менее, я был удивлен, увидев какую-либо емкость вообще. Я думаю, именно поэтому электронное устройство может медленно выходить из строя или все еще «вроде» работать.


Что может вызвать взрыв конденсатора? – Sluiceartfair.com

Что может вызвать взрыв конденсатора?

Существует ряд факторов, которые могут привести к взрыву конденсатора, в том числе: скачок напряжения или удар молнии. Если в ваш дом ударила молния или произошел скачок напряжения, скачок напряжения может вывести из строя ваши конденсаторы и привести к их взрыву. Короткое замыкание.

Что происходит, когда выходит из строя конденсатор однофазного двигателя?

Рабочий конденсатор — это энергосберегающее устройство, постоянно включенное в цепь двигателя.Если рабочий конденсатор выходит из строя, двигатель может демонстрировать различные проблемы, в том числе не запускаться, перегреваться и вибрировать. Неисправный конденсатор лишает двигатель полного напряжения, необходимого для правильной работы.

Какова основная причина рабочего конденсатора на однофазном двигателе?

Рабочие конденсаторы Некоторым однофазным электродвигателям переменного тока требуется «рабочий конденсатор» для питания обмотки второй фазы (вспомогательной катушки) для создания вращающегося магнитного поля во время работы двигателя.

Почему горят конденсаторы двигателя?

Конденсаторы могут иметь короткое замыкание, обрыв цепи или могут ухудшиться до такой степени, что их необходимо заменить. Износ также может изменить емкость конденсатора, что может вызвать дополнительные проблемы. При коротком замыкании конденсатора может сгореть обмотка двигателя.

Что произойдет, если мы коснемся конденсатора?

Физический контакт или близость к открытому источнику питания вызвали разряд конденсатора, что привело к поражению электрическим током.Конденсаторы могут разряжаться даже в обесточенном состоянии, потому что они сохраняют заряд в течение некоторого времени после отключения питания.

Что произойдет, если поставить на двигатель слишком большой конденсатор?

Точно так же двигатель не будет нормально работать со слабым конденсатором. Это не означает, что чем больше, тем лучше, потому что слишком большой конденсатор может привести к увеличению потребления энергии. В обоих случаях, будь он слишком большим или слишком маленьким, срок службы двигателя будет сокращен из-за перегрева обмоток двигателя.

Что такое пусковой двигатель с однофазным конденсатором?

Это: Двигатели с конденсаторным пуском – это однофазные асинхронные двигатели, которые имеют две обмотки – основную обмотку и пусковую обмотку, в которой пусковая обмотка имеет последовательно соединенный конденсатор.

Что происходит, когда на автомобиле выходит из строя пусковой конденсатор?

Как только двигатель набирает скорость, пусковой конденсатор отключается и больше не используется до следующего запуска двигателя. Если пусковой конденсатор выйдет из строя, двигатель не сможет начать вращение.

Что вызывает взрыв электролитического конденсатора?

Соедините последовательно пробный электролитический конденсатор (поляризуйте его правильно), переменный источник питания, микроамперметр и резистор на 1 мОм (для ограничения и защиты счетчика). От нуля при увеличении напряжения сначала не будет тока, затем, когда вы приблизитесь к заданному рабочему напряжению, начнется небольшой ток утечки.

Какова роль конденсатора в двигателе?

В двигателе с пусковым конденсатором, как следует из названия, роль конденсатора заключается в пуске двигателя.Таким образом, конденсатор нужен только для того, чтобы обеспечить начальный крутящий момент ротора, добавляя разность фаз к магнитному полю ротора.

.