Вспученные конденсаторы на материнской плате

Почему вздуваются конденсаторы на материнской плате?

Конденсатор — это неотъемлемая часть любого устройства, в котором используется электричество, но порой бывает, что с этим самым важным элементом системы происходят сбои. В данной статье мы расскажем про то, почему вздулись конденсаторы на материнской плате.

Конденсатор внешне напоминает батарейку, иногда слегка приплюснут по вертикали. Внутри располагается небольшой рулон алюминиевой фольги, находящейся в растворе электролита (анод и катод). Алюминиевая фольга изолирована от электролита диэлектриком из тонкой окисленной пленки.

Основным назначением конденсаторов является конвертация переменного тока из розетки в постоянный ток, необходимой для своей цепи частоты, а также для сглаживания колебаний пропускаемого напряжения.

Такие колебания по-другому еще называются пульсацией. Они заставляют конденсатор нагреваться, и чем они сильнее, тем выше будет расти температура.

Причины вздутия конденсаторов

Вздутый конденсатор является одной из самых распространенных причин поломки электрической техники, а если говорить техническим языком — выхода из строя электрической цепи. Вздутие чаще всего происходит именно в цепях питания, а также в самих устройствах питания.

Причин, почему вздуваются конденсаторы, предостаточно — от некачественных материалов и механических повреждений микросхемы, до износа и перебоев в подаче электрического напряжения.

Из самых явных и частых причин можно выделить последовательность событий: чрезмерный нагрев (скорее перегрев) и последующее испарение электролитической жидкости из емкости конденсатора.

Перегрев

Самым страшным явлением среди причин, из-за которых вздуваются конденсаторы, является качество подаваемого на цепь напряжения. Если оно изначально не было предусмотрено для данного конденсатора в этом конкретном случае, ему приходится работать в повышенном режиме.

Поэтому главной задачей производителей микросхем, например материнских плат для компьютеров, является расчет базовой и возможной нагрузки в сети и установка конденсаторов с достаточной реактивной мощностью (аналог пропускной способности), способной выдерживать перепады напряжения или самостоятельно отключаться.

И они с этим успешно справляются, в противном случае на материнской плате конденсаторы вздулись бы в считанные часы.

Нельзя исключать и бракованные детали, которые, соответственно, имеют куда меньший срок службы и более низкие пределы отклонения от базового режима работы — греются быстрее и сильнее.

Наверняка, если питать подобный бракованный конденсатор качественным током, он отработает весь заявленный срок и не подаст признаков неисправности, но абсолютного ничего не бывает, и скачки напряжения не являются чем-то необычным.

Поэтому конденсаторы постоянно работают в агрессивной среде. Такая работа обязательно приведет к нагреву, который постепенно будет выпаривать электролитическую жидкость из емкости конденсатора, что в недалеком будущем и приведет ко вздутию.

Испарение электролита

Любая жидкость при достаточном нагреве начинает кипеть. Вода превращается в пар и испаряется, и электролитическая жидкость не является исключением.

Чаще всего конденсаторы вздуваются именно из-за нехватки электролита, а причиной тому могут быть их недостаточная реактивная мощность, низкое качество материалов, а также банальный физический износ самого конденсатора, заставляющий греться его все сильнее и сильнее.

Реже причиной может послужить и внешнее нагревание, а также неправильная полярность.

Замена вздутых конденсаторов

Любой мастер, разбирающийся в маркировке конденсаторов или способный найти информацию по устройству, куда он установлен, заменит его в течение нескольких минут. Процесс включает в себя выпаивание старого «кондера» и припаивание нового.

Профилактика работы конденсаторов

Предупредить вздутие конденсаторов в домашних условиях, допустим, на материнской плате компьютера, можно при помощи определенных мер. К ним относятся:

  1. Установка в системный блок дополнительного охлаждения.
  2. Установка «Отсекателя напряжения» хотя бы на розетку, питающую ПК.
  3. Использование качественных проводов, розеток, сетевых фильтров.
  4. Использование качественного блока питания.
  5. Покупка ИБП.
Вам понравится:  Как подключить выключатель с лампочкой от другого выключателя

Также существуют специальные кремниевые конденсаторы. Вздуваются они гораздо реже, но и их цена на порядок больше, а также они не везде подходят, ведь выравнивание синусоиды у них другое.

Источник

Почему вздуваются конденсаторы и на что это влияет

Каждый ли с виду вздутый конденсатор действительно вздулся и испортился? Нет. В большинстве случаев это не признак повреждения, а лишь симптом из-за техники обжима изоляции. Конструкция электролитического конденсатора заключается в размещении внутри стакана из алюминия (поскольку он легкий, плотный и дешевый) свернутых в рулон трех лент:

  1. наружная обшивка (также химически обработанный алюминий для нужд конкретного применения – увеличение поверхности),
  2. изолирующий слой и одновременно “носитель” электролита (бумага или нетканый материал аналогичной по консистенции чернильной промокательной бумаге),
  3. вторая обкладка – также алюминиевая и аналогичная внешней.

Все это свернуто довольно плотно, электрические выводы (провода) вставлены в чашку и запаяны резиновой заглушкой, через которую торчат только монтажные выводы. Это описание относится к наиболее часто используемым конденсаторам ТНТ – сквозные, так называемые «стоячие». В аксиальных конденсаторах (лежащих выводами по оси стакана) внешняя оболочка соединяется со стаканом, а электрический вывод приваривается к дну конденсатора. То есть почти аналогично.

Чтобы утеплить и защитить алюминиевую банку, поверх нее надевают термоусадочную оболочку.
На неё также нанесена необходимая маркировка:

  • емкость конденсатора,
  • допустимое рабочее напряжение,
  • сторона, с которой выведен вывод с меньшим потенциалом,
  • рабочая температура, которую выдерживает конденсатор,
  • время без понижение параметров и логотип производителя.

В самых больших конденсаторах такой фольги недостаточно — она остается без изоляции «снизу». Поэтому перед усадкой фольги на дно кладут диск из изолирующей фольги; термофольга сжимается при сжатии диска с каждой стороны, и он (дополнительно нагреваемый потоком горячего воздуха, сжимающего фольгу) может выгибаться вверх, образуя купол.

Так почему вздувается конденсатор?

Ответ прост – внутри плотно закрытого стакана находится жидкость – электролит, а каждая жидкость, превращаясь в пар, увеличивает свой объем в несколько сотен раз. Внутри создается огромное давление, из-за чего конденсатор взрывается. Но производители предусмотрели это и днище разрезано крестообразно – когда давление внутри превышает прочность разрезанного дна, оно рвется в местах разреза, пар находит выход и кроме кучи пара электролита со специфическим запахом и легкого шипения ничего не происходит. Кроме, конечно, порчи оборудования.

Хорошо, но почему конденсатор должен нагреваться настолько, чтобы электролит начал испаряться?

Причин этому может быть много, чаще всего короткое замыкание происходит из-за самопроизвольного выхода из строя одного из слоев, а это в свою очередь выделяет много тепла. Здесь также может быть и ещё несколько причин, но наиболее распространенными являются:

  1. Экономия и требование миниатюризации оборудования. К сожалению, вместо товаров-долгожителей рынок заполонила техника «на один сезон» — та, которая уже должна выдерживать ровно столько, сколько дает гарантийный срок. По истечении этого времени технике нет смысла оставаться в рабочем состоянии, потому что производитель не заработает на продаже следующей, к тому же на рынок выйдет более новая, с еще большими возможностями и так далее. А так как заказчик требует лучших цветов, больше дополнительных опций, внутри тесно и конденсатор (один из крупных электронных компонентов) должен быть как можно меньше. Из-за этого прокладки тоньше, изоляция хуже, свободного места нет внутри корпуса.
  2. Перегрев конденсатора. Каждый электронный компонент нагревается во время работы. Более-менее и конденсатор греется. Особенно электролитический конденсатор (электролитический, потому что он имеет вышеупомянутый электролит) не любит слишком высокой температуры (хотя и слишком низкой — диапазон рабочих температур может варьироваться в зависимости от конструкции конденсатора и указана в документации) – и такая температура бывает внутри каждого устройства – особенно высока возле элементов, которые по условиям работы должны нагреваться – надо их еще и охлаждать, прикрепляя к радиатору.
Вам понравится:  Платы для микросхем с китая

Достаточно посмотреть на современную телевизионную плату – теплоотвод, а возле ряд электролитических конденсаторов. Кроме того, современная техника питается от сети импульсными блоками питания – преобразователями, работающими на высокой частоте и электролитические конденсаторы тоже не любят таких условий работы – именно поэтому чаще всего вздувшиеся конденсаторы наблюдаются в компьютерных блоках питания и самих компьютерах.

Из всего этого следует, что замена конденсаторов “как есть” (без проверки) может принести больше вреда, чем пользы.

Но почему бы не использовать другие, без электролита?

Если бы можно было, то непременно сделали бы. Прежде всего у электролитических конденсаторов кроме недостатков есть и достоинства; и среди них несколько решающих:

  1. они дешевле своих аналогов другого типа (например из тантала),
  2. они меньше (чем фольгированные аналоги),
  3. их электрические параметры часто лучше, чем у других типов конденсаторов.

Насчет взрыва конденсаторов добавим, что бывают они после неправильной пайки конденсатора в плане полярности. К тому же у старых или самых дешёвых китайцев, выпускаемых в настоящее время, нет надрезов на верхней части чашки, что является ошибкой, конечно тут имеет значение экономия и максимально возможная прибыль.

В любом случае вздувшийся конденсатор вызывает подозрение. И чаще всего осмотр оборудования начинают с поиска вот таких вздутых конденсаторов. Даже после ремонта лучше оставлять оборудование включенным на день или два, и несколько раз случалось, что новый электролитический конденсатор уходит с красивым эффектом взрыва.

Блоки питания AT из 90-х обычно работали нормально и в них ничего не вздувалось и не взрывалось, тогда как у ранних и дешевых (Codegen, Procomp) блоков питания ATX всегда были вздутые электролиты.

Бизнес-техника — это отдельная история, 25 лет «на прилавке» и вздувшийся конденсатор на материнской плате, видеокарте или в блоке питания (АТ и АТХ, а также OEM-производители HP и Fujitsu) было трудно встретить, и большинство из таких устройства исправно работают по сей день. Потом появились полимерные конденсаторы и с этим такой проблемы нет, если конечно речь идет о брендовой продукции, а не о самом дешевом хламе.

Вообще электролиты набухают в основном в преобразователях, а в других схемах просто имеют тенденцию к высыханию.

Также ошибочно использовать электролиты в схемах управления окраской звука: конденсаторы работают без напряжения, через какое-то время разряжаются в ноль и аппаратура имеет характерный “картонный” звук и не реагирует на поворот потенциометров, но это уже другая тема…

Источник

Конденсаторы на материнской плате

Конденсатор – это устройство накопления заряда, одна из самых распространённых деталей в современных электронных устройствах. Их другое название – ёмкости. Преимущественно на материнской плате эти радиодетали используются в схемах фильтров питающего напряжения различных узлов компьютера. Ёмкости являются одними из важнейших компонентов схем электропитания, поскольку стабильность питающих напряжений – залог долгой и безотказной работы всего ПК в целом.

Внимание! Выход из строя конденсаторов несет большую опасность для всего электронного прибора в целом, неважно, будет это компьютер или простой утюг. Любая поломка схемы электропитания чревата поломкой практически всей электронной «начинки» того или иного устройства.

У конденсатора есть две основные характеристики – ёмкость, измеряемая в фарадах и напряжение, измеряемое в вольтах.

Почему происходит вздутие конденсаторов

Причина вздутия (деформации) оболочки конденсатора одна – перегрев. А вот уже причин перегрева может быть несколько. Причём, они могут быть как внутренними (качество изготовления самого элемента, качество выпрямленного напряжения, величина нагрузки и т.д.), так и внешними, например, высокая температура в пространстве вокруг элемента.

Рассмотрим основные причины, почему вздуваются конденсаторы на материнской плате:

  • различные виды внешнего перегрева;
  • старение самого элемента;
  • превышение номинальных значений тока и напряжения (основная причина);
  • смена полярности напряжения;
  • механические повреждения;
  • брак производства.
Вам понравится:  Антенна для рации alan 100

Ещё каких-нибудь 30 лет назад ёмкости от вышеуказанных причин не вздувались, а вообще, взрывались. Но, современные конструкции позволяют избежать этого неприятного явления, благодаря особой конструкции крышки, способной немного деформироваться и создавая внешний эффект «вздутия». Именно вид такой крышки и говорит о том, что работоспособность элемента нарушена, и он требует замены.

Признаки неисправности вздутого конденсатора

Прямые признаки неисправности – уменьшение его ёмкости и изменение импеданса – могут быть обнаружены только при измерении его параметров, что в большинстве случаев обычному пользователю сделать невозможно. С уверенностью можно сказать, что вышеуказанные эксплуатационные характеристики вздутого конденсатора существенно отличаются от тех, которые должны быть.

Однако, чтобы визуально проверить работоспособность всех конденсаторов, не следует постоянно открывать крышку системного блока и заглядывать внутрь. Существует множество косвенных причин, по которым можно понять, случились ли с элементами что-то плохое.

Основным косвенными признаками наличия неработоспособных элементов является полная неработоспособность ПК, либо нестабильность его работы. Обычно, это появляется в критических режимах, когда в каком-то одном узле ПК (или в нескольких) наблюдается существенное увеличение производительности, а вследствие, и увеличение потребляемой мощности. При этом компьютер «зависает», «тормозит», а в некоторых случаях и перезагружается.

Как заменить вздутый конденсатор

Рассмотрим, что нужно делать, если вздулся конденсатор на материнской плате. Собственно, путей решения проблемы всего два: отнести ПК в сервисный центр или попытаться исправить неисправность самостоятельно.

Важно! Решать проблему придётся в любом случае. Даже если система работает стабильно, вздутие – это только начало. Очень скоро конденсатор может выйти из строя окончательно. И, если он задействован в цепи электропитания важного устройства (например, микропроцессора), то это может привести к выходу из строя последнего.

Если принято решение сделать замену самостоятельно, то для этой цели потребуются следующие инструменты:

  1. паяльник малой мощности (до 30 Вт);
  2. вакуумный отсос припоя;
  3. кусачки;
  4. припой (желательно не содержащий свинца);
  5. любой паяльный флюс (в виде пасты, геля, спиртового раствора канифоли и т.д.);
  6. вата и спирт для удаления остатков флюса.

Естественно, понадобятся и новые детали для замены.

Внимание! Номинал элементов по ёмкости должен полностью соответствовать тому значению, которое написано на заменяемых деталях! Допускается использовать элементы с большим напряжением, но ёмкость должна быть точно такой же.

Последовательность действий при этом следующая:

  • ножки элемента мажутся флюсом и поочередно прогреваются паяльником;
  • как только припой на материнке на обеих ножках расплавится, следует аккуратно вынуть деталь из неё;
  • отверстия следует прочистить при помощи отсоса припоя;
  • далее необходимо, соблюдая полярность, вставить в материнку новый элемент, и кусачками отрезать ножки, чтобы они выступали не более, чем на 1-2 мм;
  • покрыть ножки и посадочные площадки флюсом и осуществить запайку нового элемента;
  • вымыть пространство вокруг места пайки при помощи ваты и спирта.
Немного о перепайке конденсаторов.

Как избежать вздутия конденсаторов

Главное – не допускать перегрева этих элементов. Для чего следует придерживаться простых, но эффективных правил:

  1. Вентиляция корпуса, в котором расположен ПК, должна быть достаточной. Не рекомендуется превышение температуры внутри корпуса выше +45°С.
  2. Блок питания должен иметь запас по мощности не менее 10-15% от той, которую потребляет ПК в пике своей производительности. Это поможет избежать больших токовых нагрузок и существенно уменьшить нагрев всех элементов в цепях питания.
  3. При сборке ПК и подключении его узлов друг к другу следует внимательно следить за правильностью подключения и полярностью тех или иных элементов.
  4. Не допускать механических повреждений конденсаторов.
  5. Не эксплуатировать ПК в режиме 24/7. Для этой цели существую совсем другие устройства – серверы. Комплектующие для серверов имеют гораздо лучшие эксплуатационные характеристики и рассчитаны на круглосуточную работу.

Источник

Оцените статью
Частотные преобразователи
Adblock
detector