От чего умирают конденсаторы? Типы, применение, сравнительные характеристики, области применения, причины смерти.
собственно главный вопрос: от чего умирают конденсаторы? от тока, напряжения, мощности?(при прочих равных условиях: нормальные влажность, температура, механика).
типы, сравнительные характеристики и области применения.
надеюсь всем полезно будет
начнём:
1. Электролитические. Имеют полярность. Подключать в обратной полярности нельзя-взорвутся. Постоянный ток. Большая ёмкость. Большая паразитная индуктивность. Большие погрешность и ток утечки.
2. Неполярные электролитические конденсаторы только для переменного тока
3. Керамические, бумажные и другие неэлектролитические конденсаторы. Неполярные. Переменный и постоянный ток. Потери меньше, чем у электролитов.
Применение:
1)в фильтрах блоков питания — электролиты,
2)остальное (питание, шунты, развязки) — керамика
Напряжение указанное на конденсаторе должно быть не меньше максимально допустимого напряжения.
"Остальное" не обязательно керамика. Кое где предпочтительнее плёночные.
Если не рассматривать "экзотику" (типа вакуумных и др.), то:
Электролиты (полярные и неполярные) умирают или от времени (высыхают из-за недостаточной герметичности корпуса), или от перенапряжения, или от несоблюдения полярности, или превышения напряжения пульсаций (переменная составляющая). Есть ещё понятие "формовка" или "тренеровка" электролитов, что уменьшает число отказов.
Неэлектролитические — практически вечные. На моей памяти только пробои диэлектрика из-за превышения напряжения, и отслоение напыления от керамики (потеря контакта).
Почему взрываются конденсаторы
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.
Какую опасность представляют конденсаторы и как их сделать безопасными
У з н а й т е о в оз м ож н ы х о п а с н о с т я х , п р е д с т а в л я е м ы х к о н д е н с а т о р а м и , и о т ом , к а к п р и н я т ь м е р ы д л я и х б е з оп а с н ой р а б о т ы . В э т ой с т а т ь е м ы п р о а н а л и з и р у е м в с е в оз м ож н ы е п р е д у п р е ж д е н и я и с ов е т ы п о б е з оп а с н о с т и .
Конденсатор как основной элемент электрических схем при определенных условиях может угрожать здоровью и даже жизни человека. Прежде всего это опасность поражения электрическим током при разряде заряженного конденсатора.
Отключенный от сети или устройства конденсатор может сильно «ударить» спустя довольно значительный промежуток времени и после его отключения. Особенно «коварны» герметичные конденсаторы с пленочным или бумажно-пленочным диэлектриком, имеющие очень большую постоянную времени саморазряда.
Более того, можно почувствовать удар от конденсатора, который некоторое время назад был разряжен. Причина в том, что при малых временах разряда в конденсаторе не успевает произойти полная деполяризация диэлектрика и он как бы подзаряжает сам себя, перераспределяя заряды в толще диэлектрика.
Опаснее ли конденсаторы как источники электрической энергии, чем, например, сеть переменного или постоянного тока? Для ответа на этот вопрос необходимо знать, что обусловливает опасность, почему она возникает, от чего зависит.
Считается, что опасные величины токов при длительном воздействии составляют около (15 — 20)·10 -3 А для переменного частотой 50 Гц и (60 — 80)·10 -3 А для постоянного тока.
Переменный ток больше 50 · 10 -3 А считается смертельным, хотя известны случаи, когда человек оставался живым после воздействия токов гораздо больших значений.
Таким образом, опасен ток — его величина, а опасное напряжение зависит от сопротивления пути, по которому этот ток замыкается.
Величина опасного напряжения зависит от физического и эмоционального состояния человека и ряда других факторов, например, времени суток, погоды, а также от сопротивления изоляции (в основном обуви), если на человека действует потенциал относительно Земли.
Величина сопротивления человека, большая часть которого сосредоточена в наружном слое его кожи, колеблется в очень широких пределах и составляет для разных людей от нескольких сотен ом до десятков тысяч ом.
Очень большой разброс для разных людей имеет и величина опасного тока, которая вдобавок не постоянна у одного и того же человека, а так же, как и его сопротивление, может меняться в зависимости от разных факторов, в частности от возраста и др.
Опасная величина тока зависит и от длительности его протекания, частоты, формы (в гораздо меньшей степени) при переменном токе.
Численные характеристики всех этих влияний известны приближенно, так как основные данные по ним получены из печального и не всегда ясного опыта практически.
Влияние импульсного разряда конденсаторов на человека
Опасные и безопасные характеристики импульсного разряда конденсаторов на человека известны в самых общих чертах, поскольку статистика случаев из практики очень незначительна, а специальные эксперименты опасны для жизни и здоровья человека.
Качественные связи следующие: опасность поражения со смертельным исходом электрическим током при разряде конденсатора тем больше, чем выше напряжение и емкость конденсатора. Другими словами, вероятность поражения растет с увеличением энергии конденсатора.
Но учитывая, что чем меньше продолжительность воздействия, тем выше опасное значение величины тока, небезразлично, как достигается одна и та же энергия разряда: увеличением напряжения или увеличением емкости конденсатора.
Так, если конденсатор заряжен до напряжения, являющегося безопасным при постоянном воздействии, например до 4,5 В (напряжение батарейки), то при любой емкости конденсатора, при которой его энергия может быть очень велика, разряд на человека не опасен.
Если разряжается конденсатор малой емкости, большая энергия заряда которого достигнута за счет высокого напряжения, то опасность для жизни человека будет также ничтожной.
Несмотря на большую амплитуду импульса разрядного тока (при малых емкостях ее безопасная величина может составлять десятки ампер), его действие на человека сильно ослабляется с уменьшением длительности разряда.
Это происходит вследствие того, что организм реагирует на электрический ток по-разному при разной длительности, тем более, что ток быстро уменьшается по величине, а также из-за того, что при малых длительностях разряда (порядка миллионных долей секунды и менее) ток не проходит через жизненно важные центры, а распространяется в поверхностном слое кожи.
Уникальные «невольные» эксперименты на людях с разрядом лейденской банки позволили узнать безопасные соотношения энергии, емкости и напряжения.
Как уже упоминалось, тяжесть поражения и опасная величина тока зависят от пути, по которому он протекает. Наиболее опасен путь тока через левую руку к правой руке или ногам (в этом случае ток проходит близко к сердцу).
Импульсный разряд конденсатора высокого напряжения в район расположения сердца применяется в медицинской практике для принудительного восстановления нормальной работы сердечной мышцы, находящейся в состоянии фибрилляции (хаотическое сокращение).
В этом случае разряд конденсатора подавляет на короткое время беспорядочную деятельность мышцы, после чего восстанавливается ее нормальное управление импульсами, поступающими из мозга.
Однако, если даже путь разряда таков, что не угрожает жизни человека, например по участку руки, то разряд большой энергии может привести к сильной травме вследствие импульсного нагрева небольших участков тела, в основном в месте контакта. Может возникнуть ожог и даже эрозия в результате воздействия электрической дуги или быстрого парообразования в коже.
Тяжесть травмы уменьшается при большой емкости и низких напряжениях, т. к. энергия при больших емкостях и более низких напряжениях конденсаторов выделяется постепенно, и тепло успевает рассеяться, не причинив вреда.
Почему взрываются и горят конденсаторы
Некоторые конденсаторы могут взрываться и гореть, т. е. быть причиной механических разрушений и пожаров. Взрываться могут только конденсаторы с герметичными корпусами. Причина их взрывов — накопление газов внутри корпуса из-за сильного нагрева.
Малогабаритные конденсаторы не могут накопить много газов и поэтому взрываются эффектно (звук напоминает пистолетный выстрел), но без особых разрушений. Особенно опасны взрывы силовых крупногабаритных конденсаторов, корпуса которых прочны, из-за чего они разрываются при большом давлении, достигающем единиц, а иногда десятков атмосфер, т. е. давление здесь достигает единиц и десятков кг/см 2 .
Особенно ужасны последствия взрыва конденсатора, когда он пробивается и через него протекает ток короткого замыкания мощной питающей сети, а также ток разряда параллельно включенным конденсаторам батареи.
Этот ток может достигать десятков и сотен тысяч ампер. Из-за большого тепловыделения (в конденсаторе при коротком замыкании «горит» дуга) происходит очень интенсивное газообразование.
В результате термического разложения диэлектрика внутреннее давление повышается чрезвычайно быстро. Затем конденсатор механически разрушается, разрывается, что сопровождается сильным звуком и разбрасыванием материалов и деталей конденсатора в радиусе до нескольких сот метров.
Возможно вы были свидетелями взрывов электролитических конденсаторов, которые происходят при их пробое или перегреве.
Масштабы разрушений, конечно, значительно меньше, чем при взрыве силовых конденсаторов: корпус конденсатора обычно отрывается от крышки, а хлопья бумаги, пропитанной электролитом, разбрасываются по аппаратуре.
Взрывы таких конденсаторов опасны при наладке аппаратуры, когда они могут причинить серьезную травму.
«Выстреливать» вследствие сильного перегрева могут также пленочные конденсаторы, в том числе и маленькие. При высокой температуре пленочный диэлектрик образует большое количество газов.
Цилиндрические конденсаторы «выстреливают» в осевом направлении, обычно некоторой (меньшей) частью секции.
Конденсаторы могут «взорваться» только при большой подводимой мощности, т. е. если ее достаточно для нагрева диэлектрика до температуры термического разложения. Это обусловливает большую вероятность взрывов силовых конденсаторов.
Так как при взрыве образуются газы, пары пропитывающей жидкости, если конденсатор пропитан, электрическая дуга «поджигает» эти вещества, в результате сразу же после взрыва возникает пожар, который трудно погасить.
Гореть может также твердый диэлектрик органического происхождения. При этом некоторые диэлектрики (например, фторопласт, хлордифенилы и другие) дают токсичные продукты горения.
Взрывы конденсаторов наносят механические повреждения окружающим их элементам и оборудованию.
К счастью, взрывы и пожары конденсаторов — редкое явление. При разработке конструкции конденсаторов принимаются меры по обеспечению их пожаро- и взрывобезопасности.
Однако такие случаи еще встречаются на практике из-за многочисленности и распространенности конденсаторов, особенно в электронной аппаратуре. Иногда взрывы и пожары силовых конденсаторов вызываются ошибками при эксплуатации.
В основном силовые конденсаторы изолированы от человека: в закрытом помещении, в шкафах, на открытой и удаленной от людей подстанции. И вероятность непосредственной угрозы для жизни человека очень низка (гораздо ниже, чем, например, от автомобиля на улице).
Опасность природных конденсаторов
Опасность разряда «природного» конденсатора «облако — Земля» известно человечеству давно, горький опыт научил его борьбе с линейной молнией с помощью молниеотводов.
Молниеотвод в виде заземленного стержня с заостренным концом, укрепляемого на самой верхней точке здания, для защиты от ударов молнией предложил Бенджамен Франклин в 1753 году.
Такие молниеотводы используются и теперь в виде одиночных и групповых конструкций. Высоковольтные линии электропередач защищаются от прямых ударов молнии специальными грозозащитными тросами, располагаемыми над проводами ЛЭП.
Защиту от шаровых молний люди до сих пор не придумали ввиду редкости этого явления.
Опасность естественных конденсаторов
Чем опасны «естественные» конденсаторы? Влияние «естественных» конденсаторов на работу оборудования и опасность, которую они подчас создают для него, рассмотрены в статье Что такое емкость в электротехнике. Остановимся подробнее на некоторых аспектах опасности, возникающей для жизни человека из-за «естественных» конденсаторов.
Большинство «естественных» конденсаторов имеет незначительную емкость и энергию, в связи с чем они практически безопасны. Их разряд на человека приводит к легкому и мгновенному уколу или потрясению.
«Паразитные» емкости катушек индуктивностей и трансформаторов и электрических машин после их отключения от источников питания очень быстро разряжаются на обмотки этих устройств.
Однако некоторые «естественные» конденсаторы не столь безобидны. Так, ненагруженная кабельная линия, обладающая значительной емкостью, отключенная выключателем, может долго сохранять значительный заряд и опасное для жизни напряжение.
Лишь постепенно эти заряды могут нейтрализоваться за счет тока утечки изоляции. И чем выше качество изоляции и соответственно меньше ток утечки, тем дольше остается заряженным и, следовательно, опасным конденсатор.
Величина остаточного напряжения зависит от момента и характера процесса выключения: при отключении кабеля с колебательным процессом наибольшее напряжение, которое возникает, может почти в два раза превысить номинальное.
То же возникает при отключении ненагруженной воздушной линии электропередач. Чтобы предотвратить поражение электрическим током разряда, достаточно разрядить конденсатор с помощью разрядного устройства. Пренебрежение этим правилом может привести к тяжелым последствиям.
Известны случаи поражения со смертельным исходом при прикосновении к отключенному, но «неразряженному» кабелю высокого напряжения. К счастью, эти случаи очень редкие.
Другой, более серьезной опасностью, является возможность взрыва и пожара взрывоопасных сред при пробое «естественных» конденсаторов.
Так как емкость их очень мала, то небольшие количества электричества, или заряд, могут развить на них высокое напряжение, достаточное для пробоя. Возникающая при этом искра может «поджечь» взрывоопасную смесь.
Виновниками многих первоначально «беспричинных» взрывов и пожаров, как выяснилось, были «естественные» конденсаторы.
Так как в большинстве случаев они накапливают заряды, возникающие в результате электризации пыли, причем чем меньше влажность, тем быстрее и до большего потенциала они заряжаются, то для предотвращения пробоев этих конденсаторов необходима хорошая вентиляция и увлажнение среды, где это допустимо.
Во влажной среде сопротивление утечки «естественных» конденсаторов мало и мощности «источника зарядов» не хватает для повышения их потенциала до опасного уровня.
Как сделать обращение с конденсаторами безопасным?
Обеспечение электробезопасности при работе с электрическими устройствами предусматривается специальными инструкциями и правилами.
Особенность конденсаторов в том, что даже при отключении их от источника питания или установки от питающей сети на них длительное время может существовать опасный заряд.
Для обеспечения электробезопасности схемным путем создают условия для быстрого разряда конденсатора или батареи конденсаторов после их отключения от питающей сети. Наиболее простой способ обеспечения разряда — это установка параллельно конденсаторам резисторов.
Сопротивление разрядного резистора зависит от емкости конденсатора и необходимого времени разряда. За это время конденсаторы должны успеть разрядиться до безопасного уровня напряжения. Величина его определяется условиями, в которых находятся конденсаторы и эксплуатационный персонал.
Согласно международным нормам, время разряда конденсаторов до напряжения в 50 В должно составлять не более одной минуты при номинальном напряжении конденсаторов не выше 660 В и не более пяти минут при более высоких номинальных напряжениях.
Разрядные сопротивления бывают внешними — подключаемыми снаружи к конденсатору или батарее, и внутренними — встроенными в корпус конденсатора.
Система обеспечения разряда с внутренними резисторами надежнее при параллельном включении нескольких конденсаторов, так как в случае отказа одного из резисторов разряд будет обеспечен через резисторы других конденсаторов. Однако встроенные резисторы дополнительно греют конденсаторы, и такой способ применяется обычно в высоковольтных конденсаторах.
Несмотря на указанные меры, каждый конденсатор должен быть разряжен с помощью разрядного стержня, укрепленного на изоляционной штанге.
Напомним, что конденсаторы с высоким значением коэффициента абсорбции (отношения величины восстанавливающегося на обкладках конденсатора напряжения после их размыкания к величине напряжения до их замыкания), такие, например, как бумажные, керамические, электролитические и другие, обладают способностью после кратковременного разряда восстанавливать напряжение.
Особенно существенная величина напряжения восстанавливается на конденсаторе, который длительное время (десятки минут — часы) находился под воздействием постоянного напряжения, а разряжался кратковременно. На практике могут иметь место случаи восстановления напряжения до нескольких десятков процентов от номинального.
Постоянный потенциал может также возникнуть на выводах конденсатора в электрическом поле за счет электризации в насыщенной электричеством атмосфере.
Поэтому при транспортировке, монтаже, ремонте и других работах рекомендуется соединять выводы конденсаторов вместе с корпусом гибким многожильным проводником — перемычкой.
Для обеспечения пожаро- и взрывобезопасносги рекомендуется обычно устранять из эксплуатации конденсаторы со вздувшимися корпусами, со следами течи пропитывающей жидкости и т. д.
Локализация последствий взрывов конденсаторов может производиться конструктивными мерами, например созданием защитных сетчатых оболочек, которые не препятствуют охлаждению конденсаторов и задерживают «осколки» при взрыве.
Однако основные мероприятия, обеспечивающие пожаро- и взрывобезопасность конденсаторов, реализуются путем создания соответствующих конструкций применением различных предохранителей, материалов, корпусов и т. д., а также с помощью внешней защиты конденсаторов от перенапряжений, перегрузок по току и др.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Почему сгорает конденсатор на выходе блока питания. Сага о конденсаторах или «Очередной срыв покровов. Проверка высоковольтной части блока питания
Вздутие конденсатора довольно частое явление, которое случается из-за разных причин. Устраняется заменой неисправного конденсатора и диагностика окружающих цепей. В идеальном случае необходимо заменить не только вздутый конденсатор , но и его «соседей», даже в том случае, если они на вид исправны.
Причины вздутия конденсаторов
Причины вздутия могут быть разными, но главной – это низкое качество самой радиодетали. Вздуваются из-за «выкипание » электролита или его испарение при больших температурах. Греются конденсаторы, как через внешнюю среду, так и изнутри. Если перепутать полярности, то конденсатор моментально нагревается и происходит его взрыв. Также конденсатор может нагреться вследствие не соблюдения правил эксплуатации: вольтаж, ёмкость, максимальная температура и т.д. Плюс к этому импульсы поступающих на него, пробой изоляции или уменьшение количества электролита .
Испарение электролита может происходить, если конденсатор имеет плохую герметичность . Со временем, уровень электролита уменьшится, а оставшийся закипает, вызвав вздутие конденсатора.
В низкокачественных конденсаторах, вместо вздутия происходит вытекание электролита через нижнюю часть. В таком случае потекший конденсатор необходимо заменить, и очистить плату от потеков электролита, поскольку она может вызвать коррозию и повреждения элементов расположенных на плате. Поэтому если Вы обнаружили сверху конденсатора следы коррозии — это значит, что часть электролита вытекла через верхнюю часть, т.е. она уже не герметична. “Ржавые конденсаторы ” необходимо как можно скорее заменить на новые.
Хотелось бы заметить, что вздуваются не только электролитические, но и твердотельные конденсаторы .
Твердотельные полимерные конденсаторы тоже вздуваются и раскрываются.
Замена вздутого конденсатора
Замена неисправного конденсатора производиться на аналогичный, с равной емкостью, можно немного больше. Тоже относится и к напряжению, оно должно быть равно или чуть больше.
Как 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.
- Если конденсаторы вздуваются в блоках питания компьютера, пользуйтесь качественные входные сетевые фильтры и стабилизаторы напряжения.
- Если конденсаторы вздуваются на материнской плате компьютера, пользуйтесь качественные блоки питания.
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 . 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, (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.
Статьи мы с вами начали знакомиться с искусством врачевания компьютерных блоков питания. Продолжим же это увлекательно дело и посмотрим внимательно на высоковольтную их часть.
Проверка высоковольтной части блока питания
После осмотра платы и восстановления паек следует проверить мультиметром (в режиме измерения сопротивления) предохранитель.
Надеюсь, вы хорошо уяснили и запомнили правила техники безопасности , изложенные ранее!
Если он перегорел, то это свидетельствует, как правило, о неисправностях в высоковольтной части.
Чаще всего неисправность предохранителя видна (если стеклянный) визуально: он внутри «грязный» («грязь» — это испарившаяся свинцовая нить).
Иногда стеклянная трубка разлетается на куски.
В этом случае надо проверить (тем же тестером) исправность высоковольтных диодов, силовых ключевых транзисторов и силового транзистора источника дежурного напряжения. Силовые транзисторы высоковольтной части находятся, как правило, на общем радиаторе.
При сгоревшем предохранителе нередко выводы коллектор-эмиттер «звонятся» накоротко, и удостовериться в этом можно и не выпаивая транзистор. С полевыми же транзисторами дело обстоит несколько сложнее.
Как проверять полевые и биполярные транзисторы, можно почитать и .
Высоковольтная часть находится в той части платы, где расположены высоковольтные конденсаторы (они больше по объему, чем низковольтные). На этих конденсаторах указывается их емкость (330 – 820 мкФ) и рабочее напряжение (200 – 400 В).
Пусть вас не удивляет, что рабочее напряжение может быть равным 200 В. В большинстве схем эти конденсаторы включены последовательно, так что их общее рабочее напряжение будет равным 400 В. Но существуют и схемы с одним конденсатором на рабочее напряжение 400 В (или даже больше).
Нередко бывает, что вместе с силовыми элементами выходят из строя электролитические конденсаторы – как низковольтные, так и высоковольтные (высоковольтные – реже).
В большинстве случаев это видно явно – конденсаторы вздуваются, верхняя крышка их лопается.
В наиболее тяжелых случаях из них вытекает электролит. Лопается она не просто так, а по местам, где ее толщина меньше.
Это сделано специально, чтобы обойтись «малой кровью». Раньше так не делали, и конденсатор при взрыве разбрасывал свои внутренности далеко вокруг. А монолитной алюминиевой оболочкой можно было и сильно в лоб получить.
Все такие конденсаторы надо заменить аналогичными. Следы электролита на плате следует тщательно удалить.
Электролитические конденсаторы блока питания и ESR
Напоминаем, что в блоках питания используются специальные низковольтные конденсаторы с низким ESR (эквивалентным последовательным сопротивлением, ЭПС).
Подобные устанавливают и на материнских платах компьютеров.
Узнать их можно по маркировке.
Например, конденсатор с низким ESR фирмы «СapXon» имеет маркировку «LZ». У «обычного» конденсатора букв LZ нет. Каждой фирмой выпускается большое количество различных типов конденсаторов. Точное значение ESR конкретного типа конденсатора можно узнать на сайте фирмы-производителя.
Производители блоков питания часто экономят на конденсаторах, ставя обычные, у которых ЭПС выше (и стоят они дешевле). Иногда даже пишут на корпусах конденсаторов «Low ESR» (низкое ЭПС).
Это обман, и такие лучше конденсаторы лучше сразу заменить .
В наиболее тяжелом режиме работают конденсаторы фильтра по шинам +3,3 В, +5 В, +12 В, так как по ним циркулируют большие токи.
Встречаются еще «подлые» случаи, когда со временем подсыхает конденсаторы небольшой емкости в источнике дежурного напряжения. При этом их емкость падает, а ESR растет.
Или емкость падает незначительно, а ESR растет сильно. При этом никаких внешних изменений формы может и не быть, так как их габариты и емкость невелики.
Это может привести к тому, что изменится величина напряжения дежурного источника. Если оно будет меньше нормы, основной инвертор блока питания вообще не включится.
Если оно будет больше, компьютер будет сбоить и «подвисать», так как часть компонентов материнской платы находится под именно этим напряжением.
Емкость можно измерить .
Впрочем, большинство тестеров может измерять емкости только до 20 мкФ, чего явно недостаточно .
Отметим, что ESR измерить штатным тестером невозможно.
Нужен специальный измеритель ESR!
У конденсаторов большой емкости ESR может иметь величину десятых и сотых долей Ома, у конденсаторов малой емкости – десятых долей или единиц Ом.
Если оно больше – такой конденсатор необходимо заменить.
Если такого измерителя нет, «подозрительный» конденсатор необходимо заменить новым (или заведомо исправным).
Отсюда мораль – не оставлять включенным источник дежурного напряжения в блоке питания. Чем меньшее время он будет работать, тем дольше будут подсыхать конденсаторы в нем.
Необходимо после окончания работы либо снимать напряжение выключателем фильтра, либо вынимать вилку кабеля питания из сетевой розетки.
В заключение скажем еще несколько слов
Об элементах высоковольтной части блока питания
В недорогих небольшой мощности (до 400 Вт) в качестве ключевых часто применяют силовые биполярные транзисторы 13007 или 13009 с токами коллектора соответственно 8 и 12 А и напряжением между эмиттером и коллектором 400 В.
В источнике дежурного напряжения может быть использован силовой полевой транзистор 2N60 с током стока 2А и напряжением сток-исток 600 В.
Впрочем, в качестве ключевых могут быть использованы полевые транзисторы, а в источнике дежурного режима – биполярный.
При отсутствии необходимых транзисторов их можно заменить аналогами.
Аналоги биполярных транзисторов должны иметь рабочее напряжение между эмиттером и коллектором и ток коллектора не ниже, чем у заменяемых.
Аналоги полевых транзисторов должны иметь рабочее напряжение сток-исток и ток стока не ниже, чем у заменяемого, а сопротивление открытого канала «сток-исток» не выше , чем у заменяемого.
Внимательный читатель может спросить: «А почему это сопротивление канала должно быть не выше? Ведь чем больше значения параметров, тем, как бы, лучше?»
Отвечаю – при одном и том же рабочем токе на канале с бОльшим сопротивлением будет, в соответствии с законом Джоуля-Ленца, рассеиваться бОльшая мощность. И, значит, он (т.е. и весь транзистор) будет сильнее греться.
Лишний нагрев нам ни к чему!
У нас блок питания, а не отопительный радиатор!
На этом, друзья, мы сегодня закончим. Нам осталось еще ознакомиться с лечением низковольтной части, чем мы займемся в следующей статье.
До встречи на блоге!
Вот мы с Вами и подобрались к проблемам материнской платы компьютера. ВАЖНО! В отличие от всех остальных поломок комплектующих, в данном случае у нас в арсенале нет ни одной программы, которая могла бы ясно «сказать» что у нас — проблемы материнской платы.
Из инструментов в нашем распоряжении есть: здравый смысл, наблюдательность, умение рассуждать логически и — опыт, приходящий со временем:) Поэтому, прежде чем выбрасывать на свалку вполне рабочее устройство, убедитесь хотя бы в том, что проделали все то, что будет описано в последующих статьях, освещающих проблемы материнской платы.
Итак, приступим:) Очень часто причиной этих проблем являются потерявшие емкость или «вздувшиеся» конденсаторы на .
Симптомы различных «глюков», связанных с вышедшими из строя конденсаторами на плате могут быть различными. В худшем случае компьютер просто не будет включаться. Точнее, кроме вращения всеми имеющимися вентиляторами не будет подавать никаких признаков «жизни». Также ПК может включаться не с первого раза или — после определенного числа попыток (когда конденсаторы достаточно прогреются).
Если проблемы материнской платы достаточно серьезны, — возможна самопроизвольная перезагрузка компьютера (связанная с получением различными узлами заниженного напряжения, в результате потерявших емкость конденсаторов). Возможны всяческие «зависания» операционной системы.
Справедливости ради стоит отметить, что иногда встречаются такие экземпляры материнских плат, на которых присутствует целая череда вздутых элементов и эти платы продолжают стабильно работать. В таком случае, возможно, нужно последовать золотому правилу настоящего администратора: «Работает? — НЕ трогай! » 🙂
Если же Вы все таки столкнулись с симптомами, описанными выше, тогда — читаем дальше.
Вздутые конденсаторы на материнской плате выглядят следующим образом:
Проблемы материнской платы могут быть именно из за них. Для большей наглядности давайте посмотрим на еще одно фото ниже.
Слева мы видим нормальный конденсатор, а справа — «вздувшийся». Именно такие нестабильные элементы часто являются причиной проблем с материнской платой. Их легко обнаружить, внимательно осмотрев плату. При пальпировании (на ощупь) 🙂 такой конденсатор будет иметь небольшое вздутие сверху, в то время как у рабочего будет прощупываться небольшое углубление в том же месте.
Конденсаторы служат для того, чтобы сглаживать электрическое напряжение в шинах питания компьютера. Заряжаются и,при необходимости, — разряжаются, отдавая часть накопленного заряда. Задача конденсаторов, расположенных в цепях (или среди других элементов фаз) питания — поглощать чрезмерные всплески напряжения и восполнять его во время «просадки» из накопленого ранее заряда.
Заполнены они жидким электролитом. При нестабильной работе элемента электролит может просто «закипать» и вытечь из оболочки конденсатора.
В самых «клинических» случаях защитная оболочка просто «взрывается», выплескивая электролит.
При подобных проблемах с материнской платой надо внимательно производить визуальный осмотр на наличие вздувшихся «потекших» конденсаторов не только сверху, но и в местах контакта непосредственно с платой. Бывают случаи, когда утечка электролита происходит из нижней части элемента, что также может приводить к проблемам в работе материнской платы.
В таких случаях, как правило, производится на заведомо исправные аналогичной (или большей) емкости. Замена подразумевает под собой банальную их перепайку:)
Примечание: емкость конденсаторов измеряется в фарадах. При внимательном осмотре Вы найдете ее числовое обозначение на его корпусе и сокращение — (Мкф) или (Мк).
Что же является причиной всех перечисленных нами выше проблем материнской платы компьютера? Как правило, это часто связано с длительным ее перегревом (организованный неправильно или отсутствующий вообще отток горячего воздуха внутри ).
Среднее время работы «на отказ» традиционного электролитического конденсатора составляет 2000-5000 часов. Причем с повышением температуры окружающей среды это время резко сокращается. Выводы делайте, как говорится, сами:)
Рекомендации: Почаще проводите профилактику и осмотр своего компьютера на предмет удаления накапливающейся пыли внутри системного блока. Следите за тем, исправно ли работают все вентиляторы, установленные внутри корпуса? При необходимости — установите дополнительные
Также причиной подобных проблем материнской платы может быть некачественное электрическое питание. Некачественный может со временем стать причиной описанных выше проблем. Запомните правило: в хорошем компьютере должен стоять хороший блок питания!
Ну и, естественно,если Вы покупаете материнскую плату от неизвестного производителя за 30 долларов, то нет никакой гарантии того, что этот самый китайский производитель не сэкономил на комплектующих (в частности — на конденсаторах) и не впаял туда некачественные и с малой емкостью, которые через несколько месяцев эксплуатации выйдут из строя.
Также не лишним будет знать, как можно проверить конденсаторы с помощью мультиметра.
Сейчас на рынке в большом количестве присутствуют материнские платы, на которых установлены твердотельные конденсаторы.
Они не имеют сверху, характерных для жидкостных, «лепестков». Их корпус состоит из цельного однородного материала.
В них вместо жидкого электролита используется специальный токопроводящий органический полимер. Средний срок их службы составляет порядка 50 000 часов. При этом они позволяют резко снизить коэффициент типичных проблем материнской платы, так как сами по себе гораздо надежнее в работе и устойчивей к условиям окружающей среды.
Иногда почитываю Хабр, в основном DIY. Иногда — это редко, поскольку работа, знаете-ли… И вот, не так давно, с удивлением наткнулся на хабратопик (не буду тыкать пальцем) с описанием, так сказать, ремонта ЖК-монитора. Бегло проглядев, почувствовал сперва желание поплакать, а затем — посмеяться. Почему?
Мне приходится примерно 8 часов в день работать как раз в одной веселой организации, одним из направлений деятельности которой является ремонт различной техники, включая и ЖК-мониторы. Хотел высказать все, что можно только высказать в комментариях, но не смог. Решил написать хотя бы в Песочницу, ибо сил молчать нет.
Беглое расследование показало, что автор того самого топика, посвященного «ремонту» ЖК-монитора, успел опубликовать еще один, на этот раз про ремонт телевизора. Должен сказать, что данные топики породили не очень длинный тред в закрытом разделе одного широко известного технического форума. Общий настрой этого треда можно охарактеризовать следующей взятой там цитатой:
Нередко приходится ремонтировать технику после других мастеров, которые не смогли определить неисправность, либо не имели возможности ее устранить. И очень часто — после любителей, попытавшихся «отремонтировать» аппарат при помощи очередной «инструкции», во множестве щедро разбросанных по интернету. И, честно говоря, был сильно удивлен, обнаружив сразу 2 такие «инструкции» на Хабре.
Итак, начнем с пресловутого «ремонта» телевизора, поскольку это хабратопик появился первым. Для начала хотелось бы указать на наличие такого параметра, как ESR. Любой желающий элементарно загуглит этот термин и получит всю теоретическую базу. Поэтому плотно рассматривать ее не будем. Нас интересует только тот факт, что дефектовка электролитических конденсаторов производится не только по факту раздутия аллюминиевой рубашки, но и по этому самому параметру ESR. На самом деле это довольно важно, поскольку конденсатор вздувается по причине излишнего нагрева, приводящего к увеличению давления внутри его корпуса вследствии испарения электролита. А нагрев конденсатора тем выше, чем выше ESR. Таким образом, подумав пару минут, мы поймем, что в блоке питания вполне может быть довольно большое количество конденсаторов, еще не вздутых, но уже с завышенным ESR. Т.е. по сути уже неисправных, однако простому взгляду еще не видных. Для измерения ESR применяются простейшие приборы, доступные любому ребенку, однако многие мастера пользуются ими довольно редко, поскольку самым простым решением проблемы является замена всех электролитов в т.н. «холодной» части блока питания, так же называемой «вторичкой». Менять только вздутые конденсаторы без проверки остальных, не вздутых, нельзя. Поскольку чревато отнюдь не профитом, а повторным ремонтом через небольшой промежуток времени. Причем учитывая схемотехнику современной цифровой техники — вполне возможно, что ремонтом не только БП.
Еще одной ошибкой автора является техника пайки. Помилуйте, зачем лудить выводы конденсаторов? Которые после монтажа все равно придется обрезать?
А использование в монтажных работах кислоты? Высокоактивные флюсы типа «Паяльной кислоты» вообще не предназначены для электромонтажных работ! Это флюсы для пайки черных металлов. И кислотой называются не спроста. «Паяльная кислота» способна за пару-тройку месяцев сгноить пайку этого самого кондесатора, даже будучи нанесена в незначительных количествах. Именно по этому после применения таких флюсов спаянные поверхности надо обязательно отмывать водой, растворителями, а лучше — специальными жидкостями. И никогда нельзя их применять в радимонтажных работах.
Очень часто в прейскурантах сервисных организаций указано, что применяется повышающий коэфициент к стоимости ремонта аппаратуры со следами не квалифицированного ремонта и это не спроста! Как пример — описанный телевизор вполне уже способен доставить часок-другой веселых развлечений любому сервису через неопределенный промежуток времени. От недели до года.
Второй хабратопик, посвященный «ремонту» монитора тоже весьма веселит. Любой специалист знает, что ремонт начинается с измерений. Автор топика же проводит измерения таких параметров как «горючесть лампочки» — результат измерения «не горит», и «рабочесть монитора» — результат измерения «умер». Методика ремонта — так же бездумно заменить визуально вздутые электролиты на выдранные из «древнего БП», да еще и на меньшее напряжение. Конечно, конструкторы LG дураки ведь — зачем-то поставили конденсаторы на 16 вольт, если и 10-ти вольтовые работают… И очередное чудо — горючесть лампочки поднялась до «горит», срочно постим в Хабр…
Поверьте, все это написано не по причине того, что я боюсь остаться без работы. Напротив — такие «акушеры беременных литов» как раз и обеспечивают нормальных мастеров работой. К сожалению, зачастую, когда после замены конденсатора монитор все равно не работает или работает не удовлетворительно, монитор начинают жестоко «копать», портя дорожки на плате, выпаивая детали и т.д. А ремонт такой копанины — совсем другое дело. Мы, к примеру, применяем для таких аппаратов повышающий коэффициент 1.3 к цене.
Тут проблема в другом. Совсем недавно был вынужден выдать клиенту «копанный» монитор, по причине того скромного факта, что «копатель» «укопал» плату БП-инвертора насмерть, до дыры в текстолите под одной из транзисторных сборок. Ему же было неизвестно, что широкая минусовая дорожка под сборкой проложенна неспроста. И число таких примеров множится, именно по причине широкого распостранения различных «инструкций», написанных различными «специалистами»…