Для создания еще одного рабочего места потребовался восстановительный ремонт материнской платы компьютера с поврежденными электролитическими конденсаторами питания процессора. В принципе плата рабочая, но при внутреннем и внешнем перегреве стабильно зависала с характерным слабым химическим запахом электролита конденсаторов. Подтеки электролита хорошо просматривались на треснувших колпачках конденсаторов. Хоть я и дружу с паяльником приступал к ремонту не с полной уверенностью успеха, так как был опыт неудачного восстановления своими руками системной платы с процессором PIII. Неудача возникла прямо на старте — не удалось извлечь электролитические конденсаторы. Мне показалось, что они были просто запрессованы ножками в плату, даже при помощи стоваттного паяльника уже обломанные ножки не извлекались. Но глаза боятся, а руки делают — требовалось заменить 5 конденсаторов номиналом 3300 мкФ на 6,3В. В радиомагазине купил единственные предложенные компьютерные электролиты такого же номинала. Если есть выбор НЕ ПОКУПАЙТЕ конденсаторы с маркировкой GSC, это самые ненадежные конденсаторы. И конечно конденсаторы должны иметь еще маркировку по теплостойкости, например LOW ESR и/или указана рабочая температура 105°С. Размер купленных конденсаторов был несколько крупнее, но габариты платы позволяли их установить. Итак последовательность моих действий.
Как отремонтировать материнскую плату своими руками
1. Если есть возможность снимите с платы все мешающие элементы — память, радиатор процессора. Пользуясь случаем прочистите все закоулки от пыли при помощи кисточки и пылесоса. Перед началом работ желательно одеть одежду из натуральных тканей во избежание образования статики и повреждения платы уже статическим электричеством.
2. Для извлечения конденсаторов потребуется паяльник мощностью 50-60 Вт. Жало паяльника должно быть тонким на конце и хорошо залуженным для быстрого передачи тепла в зону касания.
3. Порядок извлечения конденсаторов следующий. Хорошо разогретым паяльником снизу платы касаемся места припайки ножки конденсатора, расплавляем припой и второй рукой небольшими усилиями пытаемся наклонить конденсатор в сторону второй ножки, в какой-no момент разогрева конденсатор должен поддаться и наклониться с извлечением выпаянной ножки. На всю операцию отводится не больше 5-7 секунд. Далее извлекаем так же вторую ножку. Если это делается впервые, то лучше потренироваться на сломанной плате или компьютерном блоке питания. Здесь опасности две: первая — это при чрезмерном усилии ножка оборвется и вторая — при перегреве может быть повреждена печатная плата, а при ее многослойной конструкции ремонт будет практически не возможен. Трудности обусловлены как мне кажется отводом тепла из зоны пайки многочисленными медными дорожками многослойной конструкции платы. Всегда при работе с компьютерными платами лучше перед самой пайкой временно отключить паяльник от сети, также в целях защиты от статики.
4. Так последовательно извлекаем все поврежденные конденсаторы. Но припаивать сразу новые пока рано.
Поврежденные конденсаторы Новые конденсаторы Извлечение наклоном Поврежденные конденсаторы
5. Для облегчения установки новых конденсаторов сделаем приспособление из швейной иголки и ручки от зубной щетки. Подбираем швейную иглу диаметром чуть больше диаметра ножки нового конденсатора. При помощи зажигалки прогреваем иглу в 20-30мм от острого кончика до красна и остужаем на воздухе. Это позволит нам откусить кусачками кончик иглы без повреждения кусачек. Еще раз прогреваем иглу в месте среза и быстро загоняем нагретый конец в пластмассовую ручку. Игла должна прочно держаться в ручке.
6. Паяльником разогреваем крепежное отверстие, вставляем иглу и вращательно поступательными движениями расширяем отверстие до нужного диаметра. Так обрабатываем все отверстия. Качество работы еще раз проверяем на просвет.
Оснастка иглы Расширяем отверстие Отверстия готовы Проверяем на просвет
7. Теперь требуется подготовить ножки конденсаторов к монтажу. Я рекомендую это сделать так: последовательно по кругу слегка прикусывать кусачками ножку до образования правильного круглого и аккуратного среза. Такая подготовка только облегчит последующий монтаж.
8. Далее соблюдая полярность вставляем конденсаторы в отверстия. Полярность установки отмечена на плате соответствующими обозначениями.
Подготавливаем ножки Ровный срез ножек Обозначение полярности
9. Придерживая конденсатор со стороны платы хорошо разогретым паяльником припаиваем первую ножку конденсатора. Затем с добавлением припоя припаиваем вторую ножку и еще раз с добавлением припоя
Конденсаторы в работе
пропаиваем первую ножку. Так припаиваем все конденсаторы. Излишков припоя на плате быть не должно!
10. Полезно не полениться и проверить места пайки, лучше с увеличительным стеклом, на предмет качества пайки и отсутствие коротких замыканий — тоненький волосок припоя может быть причиной не запуска компьютера.
11. Устанавливаем минимальный набор компонентов на плату для проверки ее работоспособности, если всё работает, то ремонт своими руками удался и плату можно монтировать в корпус.
Для создания еще одного рабочего места потребовался восстановительный ремонт материнской платы компьютера с поврежденными электролитическими конденсаторами питания процессора. В принципе плата рабочая, но при внутреннем и внешнем перегреве стабильно зависала с характерным слабым химическим запахом электролита конденсаторов. Подтеки электролита хорошо просматривались на треснувших колпачках конденсаторов. Хоть я и дружу с паяльником приступал к ремонту не с полной уверенностью успеха, так как был опыт неудачного восстановления своими руками системной платы с процессором PIII. Неудача возникла прямо на старте — не удалось извлечь электролитические конденсаторы. Мне показалось, что они были просто запрессованы ножками в плату, даже при помощи стоваттного паяльника уже обломанные ножки не извлекались. Но глаза боятся, а руки делают — требовалось заменить 5 конденсаторов номиналом 3300 мкФ на 6,3В. В радиомагазине купил единственные предложенные компьютерные электролиты такого же номинала. Если есть выбор НЕ ПОКУПАЙТЕ конденсаторы с маркировкой GSC, это самые ненадежные конденсаторы. И конечно конденсаторы должны иметь еще маркировку по теплостойкости, например LOW ESR и/или указана рабочая температура 105°С. Размер купленных конденсаторов был несколько крупнее, но габариты платы позволяли их установить. Итак последовательность моих действий.
Как отремонтировать материнскую плату своими руками
1. Если есть возможность снимите с платы все мешающие элементы — память, радиатор процессора. Пользуясь случаем прочистите все закоулки от пыли при помощи кисточки и пылесоса. Перед началом работ желательно одеть одежду из натуральных тканей во избежание образования статики и повреждения платы уже статическим электричеством.
2. Для извлечения конденсаторов потребуется паяльник мощностью 50-60 Вт. Жало паяльника должно быть тонким на конце и хорошо залуженным для быстрого передачи тепла в зону касания.
3. Порядок извлечения конденсаторов следующий. Хорошо разогретым паяльником снизу платы касаемся места припайки ножки конденсатора, расплавляем припой и второй рукой небольшими усилиями пытаемся наклонить конденсатор в сторону второй ножки, в какой-no момент разогрева конденсатор должен поддаться и наклониться с извлечением выпаянной ножки. На всю операцию отводится не больше 5-7 секунд. Далее извлекаем так же вторую ножку. Если это делается впервые, то лучше потренироваться на сломанной плате или компьютерном блоке питания. Здесь опасности две: первая — это при чрезмерном усилии ножка оборвется и вторая — при перегреве может быть повреждена печатная плата, а при ее многослойной конструкции ремонт будет практически не возможен. Трудности обусловлены как мне кажется отводом тепла из зоны пайки многочисленными медными дорожками многослойной конструкции платы. Всегда при работе с компьютерными платами лучше перед самой пайкой временно отключить паяльник от сети, также в целях защиты от статики.
4. Так последовательно извлекаем все поврежденные конденсаторы. Но припаивать сразу новые пока рано.
Поврежденные конденсаторы Новые конденсаторы Извлечение наклоном Поврежденные конденсаторы
5. Для облегчения установки новых конденсаторов сделаем приспособление из швейной иголки и ручки от зубной щетки. Подбираем швейную иглу диаметром чуть больше диаметра ножки нового конденсатора. При помощи зажигалки прогреваем иглу в 20-30мм от острого кончика до красна и остужаем на воздухе. Это позволит нам откусить кусачками кончик иглы без повреждения кусачек. Еще раз прогреваем иглу в месте среза и быстро загоняем нагретый конец в пластмассовую ручку. Игла должна прочно держаться в ручке.
6. Паяльником разогреваем крепежное отверстие, вставляем иглу и вращательно поступательными движениями расширяем отверстие до нужного диаметра. Так обрабатываем все отверстия. Качество работы еще раз проверяем на просвет.
Оснастка иглы Расширяем отверстие Отверстия готовы Проверяем на просвет
7. Теперь требуется подготовить ножки конденсаторов к монтажу. Я рекомендую это сделать так: последовательно по кругу слегка прикусывать кусачками ножку до образования правильного круглого и аккуратного среза. Такая подготовка только облегчит последующий монтаж.
8. Далее соблюдая полярность вставляем конденсаторы в отверстия. Полярность установки отмечена на плате соответствующими обозначениями.
Подготавливаем ножки Ровный срез ножек Обозначение полярности
9. Придерживая конденсатор со стороны платы хорошо разогретым паяльником припаиваем первую ножку конденсатора. Затем с добавлением припоя припаиваем вторую ножку и еще раз с добавлением припоя
Конденсаторы в работе
пропаиваем первую ножку. Так припаиваем все конденсаторы. Излишков припоя на плате быть не должно!
10. Полезно не полениться и проверить места пайки, лучше с увеличительным стеклом, на предмет качества пайки и отсутствие коротких замыканий — тоненький волосок припоя может быть причиной не запуска компьютера.
11. Устанавливаем минимальный набор компонентов на плату для проверки ее работоспособности, если всё работает, то ремонт своими руками удался и плату можно монтировать в корпус.
Конденсаторы широко применяются в электротехнике в качестве элементов, сглаживающих пульсации переменного тока, фильтров частоты, или накопителей энергии. Кроме того, эти радиодетали можно применять в качестве гальванической развязки. Технологий изготовление множество, принцип общий: между двумя обкладками кроме диэлектрика размещается особое химическое вещество, определяющее характеристики. Для электроустановок постоянного тока, применяются электролиты. Это недорогая технология, которая имеет серьезный недостаток: жидкость может закипеть от перегрузки или высокой температуры, и тогда конденсатор буквально взрывается. К счастью, такой «экстрим» случается редко: в большинстве случаев корпус просто разрушается, теряет герметичность, и электролит вытекает на монтажную плату.
Поэтому в ответственных узлах применяются конденсаторы, изготовленные по иной технологии. Вместо жидкого электролита применяется токопроводящий органический полимер. Он имеет фактически твердую консистенцию, поэтому при экстремальных нагрузках (включая температурные) опасности не представляет. Такие конденсаторы называются твердотельными (по причине отсутствия жидких фракций). Характеристики этих элементов не уступают традиционным «электролитам», однако стоимость деталей существенно выше. Есть еще один недостаток твердотельной конструкции — ограничения по вольтажу. Верхний предел напряжения не более 35 Вольт. Учитывая область применения (компьютеры, бытовая техника, автомобили), это не является большой проблемой.
По причине высокой стоимости, домашние мастера стараются избегать покупки дорогих деталей, используя б/у компоненты для замены. В любом случае, чтобы не тратить лишние деньги, необходимо знать, как проверить твердотельный конденсатор.
Как работает полимерный конденсатор
Чтобы проверить любой прибор, желательно понимать механизм его работы. Поскольку тема нашего материала — твердотельные конденсаторы (аналоги электролитических), значит речь пойдет о радиоэлементах для постоянного тока, то есть полярных. Все со школьной скамьи помнят эту иллюстрацию:
Две металлические пластины с диэлектриком между ними (для лаборатории подойдет даже воздух). Если на контакты подать потенциал, между пластинами накапливается разноименные заряды, и в пространстве между ними возникает электрическое поле. При отсутствии электрической цепи это поле может сохраняться достаточно долго (современные элементы обеспечивают утечку заряда, стремящуюся к нулю). Именно это свойство лежит в основе применения конденсаторов.
Элемент имеет определенные основные характеристики:
- Рабочее напряжение определяется величиной, при которой не наступает пробой диэлектрика. Конденсаторы выглядят совсем не так, как мы привыкли видеть на лабораторном столе в классе физики. Детали весьма компактны, соответственно расстояние между пластинами минимально. Отсюда ограничение по предельному напряжению.
- Емкость конденсатора — его главный параметр. Он определяет, сколько электрической энергии деталь может накопить и удерживать в себе. Величина напрямую зависит от площади пластин.
- Параметры утечки. Могут определяться током потери накопленного заряда, либо сопротивлением диэлектрика. Идеальные показатели возможны только в вакууме, но такие конденсаторы для бытового использования не выпускаются.
- Температурный коэффициент: определяется дельтой изменения емкости в зависимости от температуры.
- Точность — указывается в процентах. Показывает разброс параметров емкости от эталонной (маркировочной) величины.
Важно: несмотря на большое количество параметров, измерению (проверке) подлежат лишь два из них: емкость и сопротивление диэлектрика.
Устройство электролитических и твердотельных конденсаторов
Радиокомпоненты такого класса применяются в электронных устройствах с высокими требованиями по габаритам. Поэтому вопрос компромисса между площадью обкладок (от этого зависит емкость) и размерами корпуса — головная боль разработчиков. Проблема решается технологически просто:
Изготавливается так называемых сэндвич, стоящий из двух тончайших обкладок, между которыми прокладывается слой пропитанной электролитом бумаги (в электролитических моделях) или токопроводящий полимер (твердотельные конденсаторы). Обычно используется танталовая или алюминиевая фольга. В качестве диэлектрика применяется естественный оксидный слой одной из пластин. У него низкая проводимость, которая определяет ток утечки емкости.
Такая конструкция может занимать достаточно большую (по меркам радиодеталей) емкость. Поэтому ее сворачивают в плотный рулон, где в качестве разделителя между слоями выступает тонкая электро-бумага (смотрим иллюстрацию). Она не участвует в схеме работы конденсатора.
Наружная оболочка выполнена из алюминия, на нее наносится информация о характеристиках.
Преимущества твердотельных конденсаторов
- В сравнение с электролитической конструкцией, существенно снижено эквивалентное последовательное сопротивление. Благодаря этому деталь практически не нагревается на высоких частотах.
- Значительная величина тока пульсаций делает работу более стабильной, особенно в схемах обеспечения электропитанием.
- Твердотельные конденсаторы практически не зависят от температуры. Кроме физической защиты от раздувания корпуса, это свойство позволяет сохранять параметры при нагреве.
- Продолжительность жизни. Если принять за эталон рабочую температуру 85 °C, срок эксплуатации (без потери характеристик) в 6 раз больше, чем у электролитов. Обычно эти детали без проблем работают не менее 5 лет.
Самостоятельная диагностика конденсатора
Поскольку мы говорим о деталях для работы с постоянным током, не имеет значения, какая применяется технология: электролитическая или полимерная. Проверка полярных конденсаторов выполняется одинаково.
Прежде всего, выполняется внешний осмотр. Электролиты не должны иметь следов вздутия, особенно на торце, где есть насечка в виде креста. При осмотре твердотельных корпусов можно увидеть термические повреждения с нарушением геометрии.
Разумеется, необходимо проверить крепление ножек. Компактная конструкция подразумевает небольшие размеры всех компонентов. Ножки могут банально оторваться еще на стадии сборки.
Если внешний осмотр не дал результатов, проводим тестирование с помощью мультиметра
В любом случае, для выполнения этих работ необходимо выпаять деталь из платы. Делать это надо осторожно, чтобы не выдернуть контактные ножки из корпуса.
Если ваш прибор имеет специализированный разъем для проверки, диагностика выполняется в соответствии с инструкцией к мультиметру. Обязательно проводится весь комплекс тестирования (если такой алгоритм имеется). Подключать нужно правильно, соблюдая полярность. Маркировка обязательно присутствует на корпусе детали. При такой проверке вы не только проверите исправность, но и увидите значение емкости.
-
Проверка работоспособности конденсатора начинается с измерения сопротивления. Делается это не так, как на резисторах или диодах. Чтобы понять принцип проверки, вспомним основные свойства конденсатора. При накоплении заряда сопротивление между обкладками увеличивается. Для начала необходимо разрядить элемент (снять остаточный заряд). Разумеется, это справедливо лишь для исправной детали. Надо просто замкнуть ножки любым проводником, или сомкнуть их между собой.
Важно: электролитические конденсаторы могут работать с напряжением до 600 Вольт и более, поэтому их разряжают только инструментом с изолированной рукояткой.
Проверка межобкладочного замыкания
Даже такой надежный конденсатор, как твердотельный, может иметь банальные физические повреждения. Например, замыкание между обкладками или на корпус. В первом случае сопротивление не увеличится до бесконечности, хотя первое время будет плавно увеличиваться. При пробое на корпус, сопротивление между одной из ножек и внешней оболочкой будет критически маленьким.
В обоих случаях, такие конденсаторы следует отнести к браку, восстановлению они не подлежат.
Проверка истинных значений емкости
Как проверять детали с помощью специализированного мультиметра, мы уже рассматривали. Однако для проверки твердотельного (электролитического) конденсатора недостаточно просто зафиксировать факт исправности. Особенно, если радиоэлемент под подозрением, либо вы хотите использовать деталь, бывшую в употреблении. Необходимо использовать прибор, с достаточным диапазоном измерения емкости.
Тестирование проводится в несколько этапов:
- несколько раз соединяем конденсатор с клеммами прибора, затем разряжаем его замыканием, и снова проверяем;
- нагреваем радиодеталь с помощью термофена до температуры 60–85°C, и проверяем значение емкости: разброс параметров не должен превышать допустимую погрешность (указано на корпусе).
Важно: обязательно соблюдайте полярность при проведении измерений. Это необходимо не только для получения истинного значения. При напряжении питания прибора хотя бы 9 вольт (такие мультиметры встречаются часто), конденсатор может выйти из строя из-за переполюсовки.
Практическое применение на автомобиле
Далеко не все домашние мастера будут тестировать элементную базу материнских плат компьютеров. А вот навыки, как проверить конденсатор трамблера, пригодятся любому автолюбителю. Изучим методику на примере классики ВАЗ.
- Для проверки необходимо отсоединить кабель, идущий от трамблера до конденсатора. Он обычно соединен с одним контактом прерывателя.
Между контактами закрепляем лампу мощностью 35–50 Вт (разумеется, с напряжением 12 вольт). Если при включении зажигания лампа загорелась, конденсатор неисправен, то есть «пробит» (это самая характерная поломка). Если «контролька» не светится — конденсатор исправен. - Второй способ можно применять в крайнем случае, если у вас не нашлось лишней лампы. После включения зажигания, необходимо быстро и вскользь коснуться контактами друг к другу. Если ничего не происходит — конденсатор в порядке. При наличии искрения — радиоэлемент «пробит».
Для того, чтобы проверить твердотельные либо электролитические конденсаторы, не обязательно иметь образование радиоинженера. Руководствуясь нашими советами, вы сможете точно определить исправность радиодеталей, и сэкономить средства на покупку новых элементов. Учитывая высокую стоимость именно таких конденсаторов, снижение затрат на ремонт будет ощутимым.
Видео по теме
