Častou otázkou je, proč elektrolytické kondenzátory explodují na základní desce, grafické kartě nebo napájecím zdroji? Jaké jsou příčiny výbuchů a způsoby řešení problému, aby se již neopakoval. Tomu je věnován tento článek.
Obsah
- Teorie
- Proč exploduje kondenzátor?
- Jak vybrat náhradní kondenzátory
- Pravda o kondenzátorech
Teorie
Při opravě počítačů a počítačových zařízení – v napájecích přípravcích, počítačových základních deskách, grafických kartách, monitorech, tiskárnách a dalších zařízeních – najdete poškozené, oteklé kondenzátory, ve kterých elektrolyt unikl a jejich kryt je zničen a jejich kryt je zničen.
Kondenzátory jsou role (nebo stohy) fólie oddělené dielektrikem. V elektrolytických kondenzátorech je jedna elektroda (anoda) fólie a druhá (katoda) je elektrolyt. Tenký oxidový film nanesený na anodě působí jako dielektrikum. Abychom pochopili důvod, proč kondenzátory selhávají, navrhněme přibližný ekvivalentní obvod kondenzátoru.
Kondenzátor má tedy jak aktivní odpor r (ekvivalentní sériový odpor nebo vědecky ESR), tak svodový odpor R a indukčnost L v důsledku vinutého sendviče. Konvence obvodu je, že obvod je ve skutečnosti „dlouhá čára“, jejíž výpočet je extrémně složitý.
Proč exploduje kondenzátor?
Faktem je, že tyto kondenzátory jsou v pulzním napájecím obvodu a slouží k vyhlazení vlnění s frekvencí desítek kilohertzů. V principu vlivem vlnění protéká kondenzátory střídavý proud, který mírně zahřívá vnitřní odpor. Při nízkých frekvencích je toto zahřívání malé a kondenzátor je studený. K varu dochází, když je uvolněný výkon větší než ztrátový výkon. Proč tedy dochází k zahřívání, při kterém dochází k varu a explozi elektrolytu, a jakou roli hraje při zahřívání indukčnost?
V pulzních obvodech, když se na to podíváte osciloskopem, můžete vidět, že v okamžiku sepnutí tranzistorů dochází k tlumenému oscilačnímu procesu a amplituda překmitu je velmi významná a frekvence oscilačního procesu je vysoká. Vysokofrekvenční složku kapacita dobře přenáší a je také hlavním důvodem zahřívání kondenzátoru. Co s tím má společného indukčnost? A indukčnost je příčinou kmitů, protože je součástí oscilačního obvodu LC. Čím větší je tedy parazitní indukčnost kondenzátoru, tím více energie vysokofrekvenční oscilační složky se uvolní uvnitř kondenzátoru. Aby se zabránilo explozi, jsou na těle kondenzátoru provedeny zářezy, které umožňují únik páry z vroucího elektrolytu.
Jak vybrat náhradní kondenzátory
Co dělat? Jak vyměnit vadný?
1. Musíte brát vysoce kvalitní produkty s nízkou ESR a indukčností. Jsou dražší, ale méně se zahřívají a mnohem méně často explodují. Kromě toho existuje koncept „reaktivní síly kondenzátoru“ – síla, kterou kondenzátor dokáže odolávat tím, že prochází skrz sebe a který závisí na ztrátě tečné dielektriky a velikosti kondenzátoru. To znamená, že čím větší je velikost kondenzátoru, tím větší je ztráta a tím vyšší je jalový výkon.
2. Paralelně s elektrolytickými kondenzátory můžete umístit malé keramické kondenzátory.
3. Pokud napětí vstoupí do negativní oblasti, pomůže reverzní dioda, což zabrání „spalování“ polárního kondenzátoru při použití zpětného napětí.
Životnost elektrolytických kondenzátorů je omezena chemickými změnami v dielektriku a závisí na tom, jak blízko je zvoleno provozní napětí na maximum. Jinými slovy, čím vyšší maximální napětí kondenzátoru zvolíme, tím déle vydrží.
Obnovení kondenzátorů na základní desce v našem počítačovém centru obvykle stojí 1000 rublů, včetně práce demontáže a sestavení počítače.
Pravda o kondenzátorech
Nejpravděpodobnější verze hromadného selhání elektrolytických kondenzátorů je však jiná – technologická. Tuto verzi podporuje fakt, že explodují především kondenzátory vyráběné konkrétními čínskými firmami.
Historie problému. Některé čínské firmy nechtěly kupovat patenty na výrobu elektrolytických kondenzátorů a vyvinuly vlastní technologii, zejména vzorec elektrolytu. Vzorec se však ukázal jako nestabilní. Po několika letech změní jejich elektrolyt vlivem provozních faktorů (jedním z nejdůležitějších je zvýšená provozní teplota a napětí) své elektrické parametry, zejména odpor. Výsledkem bylo, že po několika letech kondenzátory nabobtnaly v důsledku varu elektrolytu.
Nejdůležitější při výměně kondenzátorů je proto jejich výměna za vysoce kvalitní kondenzátory vyrobené spolehlivou firmou.
