Иногда бывает, что компьютер, который верой и правдой прослужил примерно 5 лет, неожиданно дает сбой. В статье пойдет речь об одной из наиболее частых неполадок и как ее устранить.
Для нейтрализации пиков напряжения в электрических схемах применяют конденсаторы. Конденсатор как аккумулятор заряжается от напряжения и заряд остается после отключения от подачи. Это способствует нормализации напряжения.
Трансформатор сводит напряжение к требуемому пределу. Переменный ток переходит на постоянный при помощи выпрямителей. После того как ток прошел выпрямитель, в нем начинается пульсация (напряжение снижается на очень короткое время). Пульсации, в свою очередь, устраняются конденсатором, он стабилизирует такое напряжение. Для стабилизирующих схем применяют меньшее эквивалентное последовательное сопротивление в конденсаторе. Оно очень хорошо устраняет пульсации.
Внутреннее сопротивление обычно определяют проводимостью электролита. Электролиты, использующиеся в конденсаторах с небольшим сопротивлением, должны являться хорошими проводниками. Для повышения проводимости электролита (состоящий в основном из диспергаторов) используются добавки. В частности – вода, которая при диссоциации освобождает ионы, что повышает проводимость.
Неочищенная вода при взаимодействии с алюминием на конденсаторе, вызывает коррозию, способствующую образованию газов. Газы увеличивают давление внутри и конденсатор от этого вздувается. Вверху конденсатора существуют насечки, которые раскрываются при слишком высоком давлении, позволяя газу выйти наружу.
Бывает так, что насечки не спасают и конденсатор взрывается. То же происходит и при слишком большом напряжении. Из-за этого электролит может вытечь из конденсатора на материнскую плату и может произойти замыкание.
Теперь разберемся на практике. У нас есть материнка, которая глючит.
При поверхностном осмотре видим четыре вздутых конденсатора, которые помечены наклейками. Наклейки также будут полезны при установке конденсаторов на место.
Будем паять самым простым паяльником. Выпаиваем конденсаторы, которые вздулись. Ножки выпаиваются поочередно. Нагрели одну ножку, расшатали, вытянули. Также и вторую. Делается это аккуратно, не спеша, без усилий.
Выпаяли? Впаиваем новые. Номинал на них указан – проблем с поиском замены не будет.
При впаивании новых конденсаторов нужно соблюдать полярность. На конденсаторе есть полоска. Сторона с полоской ставится на закрашенную часть в месте под конденсатор на плате.
После восстановления платы, нужно ее проверить. Не стоит устанавливать материнскую плату в корпус до ее проверки. Соберите на столе стенд и проверьте.
Если что – то пойдет не так, можно будет быстро исправить. Проверка прошла успешно? Все работает? Значит ставим плату в корпус и получаем удовольствие от бесперебойной работы компьютера.
Ну вот и все! Восстановление отнимает около 20 минут. Конечно, если делать эту работу впервые – времени уйдет больше, примерно около 1 часа. Не важно сколько времени на это вы затратите. Когда работа будет завершена – вам приятно будет осознавать, что это сделано вашими руками.
В общем, не нужно ничего бояться. Даже если вы что – то, вдруг, испортите, то скорее всего, это тоже подлежит восстановлению.
Одной из частых причин выхода из строя цепи питания компьютера является вздутие электролитических конденсаторов. Выглядят они как вертикально установленные бочонки. В большинстве случаев вздутие конденсаторов происходит именно в цепи питания материнской платы и непосредственно блока питания компьютера.
Электролитический конденсатор состоит из скрученного в рулон тонкого слоя алюминиевой фольги (анод), помещенной в раствор электролита, который является катодом. Между фольгой и электролитом расположена тонкая окисная пленка, которая является диэлектриком.
Электролитические конденсаторы рассчитаны для работы при постоянном напряжении и служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Пульсации напряжения являются не чем иным, как переменным током, который при прохождении через конденсатор приводит к нагреву последнего. Нагрев конденсатора будет тем выше, чем выше амплитуда пульсаций и чем меньше эквивалентное последовательное сопротивление (ESR). Именно наличие активной составляющей в цепи конденсатора и приводит к нагреву. Значение ESR для конденсаторов одинаковой емкости, но различных производителей отличается. Меньшее значение ESR предпочтительнее, но сравнительная стоимость таких элементов будет заметно выше.
Конденсаторы характеризуются еще одним параметром – реактивной мощностью, то есть мощность, которую конденсатор может пропускать через себя без перегрева. Чем выше реактивная мощность, тем меньше будет греться конденсатор в равных условиях.
Причиной появления вздувшихся конденсаторов обычно часто служит низкое качество их изготовления. Также следует не забывать, что электролитические конденсаторы не вечны. Со временем электролит конденсатора испаряется, и конденсатор начинает более интенсивно нагреваться. При несоблюдении полярности конденсатора он очень быстро выйдет из строя. Также при установке конденсатора с рабочим напряжением, меньшим фактического значения приведет к быстрому вздутию или разрыву конденсатора.
При замене электролитических конденсаторов следует приобретать качественные изделия и только у надежных фирм. Рабочее напряжение должно быть больше фактического напряжения питания в месте установки, чем выше будет это значение, тем дольше будет работать конденсатор. Обязательным условиям является строгое соблюдение полярности конденсатора. Соответствующие маркировки имеются как на печатных платах, так и на самих конденсаторах. Только выполнение всех этих условий позволит при обеспечить надежную и долговечную работу вашего компьютера.
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:
Ждём от автора новых опусов на тему:
«Как с помощью кривых рук, зеркальца и ножниц удалить геморрой»
«Дрель и снижение внутричерепного давления»
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»…
Чаще всего причиной вздутия является сам конденсатор, оказавшийся некачественным. Само же вздутие происходит из-за выкипания или испарения электролита.
Выкипание электролита случается при высоких температурах, источником которых бывает как внешняя среда (нагревательные приборы вблизи оборудования, закрывающие вентиляцию в устройстве предметы, несоблюдение эксплуатационных характеристик устройства), так и внутренняя (некачественное питание, поступающие на конденсатор импульсы, пробивание изоляционного слоя конденсатора, несоблюдение его полярности, либо самая частая причина – нехватка электролита).
Для конденсаторов достаточно скачка температуры выше 45 градусов.
Испарение электролита происходит в том случае, если конденсатор имеет плохую герметичность (об этом обычно свидетельствуют следы коррозии от электролита на конденсаторе). Тогда в течение некоторого времени уровень электролита будет постепенно уменьшаться, что неизбежно приведет к изменению изначальных свойств конденсатора и, как следствие, закипанию оставшегося электролита, а затем и вздутию конденсатора. Впрочем, порой некачественный конденсатор может быть настолько плохо загерметизирован, что электролит просто вытекает через его нижнюю часть.
Электролит используется в электролитических конденсаторах в качестве катода (электрод, присоединенный к отрицательному источнику тока).
В любом случае вздутые и даже имеющие следы коррозии или плохой герметизации подлежат замене. Конечно, содержащее их устройство еще может служить своему пользователю какое-то время, однако скоро в его работе неминуемо появятся сбои.
Замена вздутых конденсаторов
При обнаружении вздувшихся необходима их замена, либо установка дополнительных высокочастотных для гашения импульсов. При этом следует учесть, что номинальное рабочее напряжение на новых должно быть не меньше, чем было у вздутых. Емкость новых конденсаторов также не должна быть меньше сменяемых, иначе будут пропускаться пульсации. Помимо того, стоит соблюдать полярность, если она указана на плате и конденсаторе (иначе при включении оборудования вновь установленный конденсатор может тут же разорваться).
Для смены современных конденсаторов, имеющих небольшие размеры, лучше использовать тонкий паяльник, так как более мощный способен быстро разогреть конденсаторы до критической температуры, что приведет к их порче.
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!
