Что будет если поставить конденсатор большей емкости на блок питания
Обновлено: 04.07.2024
Выполняя мелкий ремонт или модернизацию своего любимого электронного устройства, в 8 случаях из 10 требуется замена электролитического конденсатора, так как у них есть свойство со временем высыхать и тем самым выходить из строя. И зачастую под рукой просто нет 100% аналога, требующего замены конденсатора. В этой статье я расскажу, как правильно подобрать аналоги.
Основные правила замены электролитического конденсатора
Важно. Самостоятельный ремонт без специальных знаний может быть опасен. Берегите себя!
Электролитический конденсатор характеризуется тремя главными параметрами: напряжение, емкость и температура. Вот на них и стоит обращать внимание при замене вышедшего из строя электролитического конденсатора.
Неисправный конденсатор - основная причина выхода из строя оборудования Неисправный конденсатор - основная причина выхода из строя оборудованияИтак, вы разобрали корпус своего прибора, провели диагностику и выявили, что у вас вышел из строя конденсатор (чаще всего они вздуваются).
Прежде чем выпаять определите, где у него плюс, а где минус.
Чаще всего минусовой вывод обозначается светлой полосой.
Минус на конденсаторе обозначается светлой полосой Минус на конденсаторе обозначается светлой полосойПосле этого просто выпаиваем его с помощью паяльника и заменяем.
Идеально, если у вас есть точно такой же электролитический конденсатор. Но если нет, начинаем искать замену.
Подбор конденсатора на замену
Первым делом обращаем внимание на напряжение. Допустим, вам необходим конденсатор на 25 Вольт. Так вот поставить вместо такого конденсатор на 16 Вольт и ниже нельзя. Вам нужно найти замену с таким же напряжением или же выше. То есть можно использовать 35 В, 50 В, 63 В и т. п.
Конденсатор напряжением 16V нельзя ставить на место конденсатора рассчитанного на 25 V Конденсатор напряжением 16V нельзя ставить на место конденсатора рассчитанного на 25 VЕсли же у вас таковых нет, а ремонт нужно выполнить здесь и сейчас, то тогда можно соединить несколько конденсаторов последовательно. Тем самым возрастет напряжение, но при этом снизится емкость.
Следующий параметр, на который мы обращаем внимание - это емкость заменяемого элемента. Зачастую мы меняем сглаживающие конденсаторы, которые служат для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения, и тут работает принцип, чем больше емкость, тем лучше сглаживание. Так что для замены выбираем аналогичную емкость или же большую, но никак не меньшую.
Если у вас нет подходящего варианта замены, а на плате достаточно свободного места, то можно выполнить параллельное соединение конденсаторов. При таком соединении происходит сложение емкостей отдельных конденсаторов.
И наконец, третьим основным параметром, на который мы обращаем внимание, является максимальная рабочая температура, на которую рассчитан конденсатор. В этом случае также следует выбирать изделие с аналогичным или более высоким параметром.
Кроме этих трех параметров так же следует обращать особое внимание на ESR – эквивалентное последовательное сопротивление.
Данный параметр указывается в даташитах на изделие и может быть измерено с помощью RLC – транзистометра .
Учтя выше представленные рекомендации, вы с легкостью замените вышедший из строя конденсатор, и отремонтированный прибор прослужит вам еще долгое время. Понравилась статья, тогда оцените ее лайком и подписывайтесь, чтобы не пропустить много интересного.
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.
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».
Читайте также: