Причины вздутия конденсаторов на материнской плате
Компьютерная материнская плата состоит из многих встроенных компонентов, отвечающих за работоспособность всего компьютера. На ней находится и несколько конденсаторов, которые тоже являются важными звеньями в этой цепи. Сегодня мы бы хотели рассказать о причинах и последствиях вздутия этих элементов, а также наглядно продемонстрировать процедуру их замены без помощи специалистов.
Роль конденсаторов в материнской плате
Электрический конденсатор во всех приборах работает по одному и тому же принципу, однако выполняет разную роль. В системной плате он отвечает за подавление и сглаживание различных электрических помех, возникающих достаточно часто, а также выравнивает напряжение, обеспечивая стабильную работу сети. Конденсатор имеет определенную емкость, которая и определяет максимальное количество накапливаемой в нем энергии. Она сохраняется длительное время и отдается только при необходимости, как раз и обеспечивая нужную функцию, например, создание крупного электрического импульса в пределах используемой системы.
Причины вздутия конденсаторов
Каждое устройство имеет свой срок работы, а конденсатор — элемент несложный, состоящий всего из нескольких компонентов, поэтому его срок службы достаточно большой. Почти все неполадки возникают именно из-за плохого качества, но иногда влияют и внешние раздражители. Самая распространенная причина — выкипание или испарение электролита, что происходит из-за нескольких факторов:
Следствия вздутия конденсаторов
Любая поломка электрической цепи нуждается в срочной замене, ведь даже незначительный компонент может привести к полному отказу функционирования или более серьезным проблемам. В случае с конденсаторами материнская плата может продолжать стабильно работать некоторое время, если только не вздулись все присутствующие элементы. Однако часто возникает непроизвольное отключение компьютера, неполадки с запуском или другие сбои. Если вовремя не исправить поломку, из-за перепада энергии из строя может выйти не только системная плата, но и все подключенные к ней комплектующие.
Самостоятельная замена конденсаторов на материнской плате
Самостоятельную замену рассматриваемых деталей рекомендуется проводить только тем пользователям, кто ранее уже имел дело с паяльником и хорошо владеет им. Ведь задача стоит очень трудная и неправильное выполнение действий может привести к более серьезным последствиям. Если вы уверены в своих силах, рекомендуем ознакомиться с отдельным нашим материалом по осуществлению этой операции, где автор наглядно описал весь процесс, учитывая каждую деталь. В противном случае лучше немедленно обратиться в сервисный центр, чтобы заменой занялись профессионалы.
Предотвращение вздутия конденсаторов
Существует несколько правил, придерживаясь которых, можно избежать появления вздутия элементов. Конечно, они окажутся неэффективными при использовании некачественных конденсаторов, однако все же на них стоит обратить внимание:
Выше вы были ознакомлены с основной информацией о конденсаторах на материнской плате и причинах их вздутия. Очень важно вовремя обнаружить эту проблему и не оставлять ее решение на потом. Оперативное исправление поломок электрической цепи позволяет избежать возникновения более серьезных проблем, которые уже никак не решить собственными силами.
Помимо этой статьи, на сайте еще 12461 инструкций. Добавьте сайт Lumpics.ru в закладки (CTRL+D) и мы точно еще пригодимся вам.
Отблагодарите автора, поделитесь статьей в социальных сетях.
VRM (Voltage Regulator Module) является неотъемлемым и одним из важнейших элементов материнской платы, который отвечает за питание центрального процессора. Высокочастотные чипы, такие как ЦПУ компьютера, очень чувствительны к качеству питания. Малейшие неполадки с напряжением или пульсациями могут повлиять на стабильность работы всего компьютера. VRM представляет собой не что иное, как импульсный преобразователь, который понижает 12 вольт, идущие от блока питания, до необходимого процессору уровня. Именно от VRM зависит подаваемое на ядра напряжение.
Принцип работы VRM был описан в более ранней статье, а сейчас мы рассмотрим, из чего состоит подсистема питания процессора.
VRM состоит из пяти основных составляющих: MOSFET-транзисторы, дроссели, конденсаторы, драйверы и контроллер.
Транзисторы
«MOSFET» является аббревиатурой, которая расшифровывается как «Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor». Так что MOSFET — это полевой МОП-транзистор с изолированным затвором.
Дроссели
Дроссели — это катушки индуктивности, которые стабилизируют напряжение. Вместе с конденсаторами они образуют LC-фильтр, позволяющий избавиться от скачков напряжения и уменьшить пульсации. В современных материнских платах дроссели выглядят как темные кубики, находящиеся около МОП-транзисторов.
Конденсаторы
В современных платах твердотельные полимерные конденсаторы уже давно вытеснили электролитические. Это связано с тем, что полимерные конденсаторы имеют намного больший срок эксплуатации. Конденсаторы помогают стабилизировать напряжение и уменьшать пульсации.
Контроллер
Контроллер — чип, рассчитывающий, с каким сдвигом по времени будет работать та или иная фаза. Является «мозгом» всей VRM.
Драйвер
Драйвер — это чип, исполняющий команды контроллера по открытию или закрытию полевого транзистора.
Охлаждение — зачем оно нужно
Существует прямая связь между энергопотреблением процессора и нагревом VRM. Чем больше потребляет процессор, тем больше нагрузка на цепи питания, и, следовательно, больше их нагрев. MOSFET-транзисторы во время работы выделяют значительное количество тепла. Поэтому на них устанавливают пассивное охлаждение в виде радиатора, чтобы избежать перегрева и нестабильной работы. Производители материнских плат начального уровня часто экономят на этом, оставляя цепи питания без охлаждения, что, конечно, не очень хорошо, но не слишком критично, поскольку на подобные материнские платы обычно не ставят топовые процессоры с высоким TDP.
На транзисторы цепей питания можно не ставить охлаждение при условии, что температура во время нагрузки не будет превышать допустимых значений. Поэтому без охлаждения VRM очень нежелательно устанавливать «прожорливые» процессоры. На материнских платах, рассчитанных под оверклокинг, обязательно имеется охлаждение.
В самых топовых платах, помимо обычного радиатора, можно встретить испарительную камеру или водоблок для подключения к контуру СЖО.
Количество фаз
У неопытных пользователей именно эта характеристика зачастую становится ключевой при выборе материнской платы. Производители знают об этом и часто прибегают к различным уловкам. Чаще всего можно встретить использование двойного набора компонентов для одной фазы, что создает видимость большего количества фаз. Количество и характеристики фаз обычно не указываются производителями в расчете на то, что неопытный покупатель увидит много дросселей и купит плату, решив, что «больше — лучше».
Чтобы узнать реальное количество фаз и используемые компоненты, нужно посмотреть характеристики установленного на материнскую плату ШИМ-контроллера в технической спецификации. Количество дросселей далеко не всегда говорит о реальном количестве фаз. Кроме того, стоит учитывать, что некоторые драйверы способны работать в качестве удвоителя фазы. Это позволяет увеличить количество фактических фаз без использования более продвинутого ШИМ-контроллера.
Конфигурация фаз питания
В описаниях материнских плат часто можно увидеть такие обозначения, как 8+2, 4+1, и т. п. Эти цифры означают количество фаз, отведенных на питание ЦПУ и остальных элементов. Например, 8+2 означает, что 8 фаз отведено на питание ядер процессора, а оставшиеся 2 рассчитаны на контроллер памяти.
От количества фаз зависит уровень пульсаций, действующих на процессор. Чем больше фаз, тем меньше пульсаций тока. Большее количество фаз означает большее количество MOSFET-транзисторов в цепи, что положительно сказывается на температурных показателях. Кроме того, чем больше транзисторов, тем легче будет поставить высокое напряжение на ядра, что позитивно скажется на оверклокинге. В большом количестве фаз, по большому счету, имеются только плюсы. Главным и единственным недостатком, пожалуй, является лишь высокая цена.
Как называются и как выглядят компоненты материнских плат.
Любой, кто разбирал компьютер, видел как много различных элементов на материнской плате, в этой статье я постараюсь кратко описать и показать основные компоненты, устанавливаемые на материнские платы современных компьютеров.
Электролитические конденсаторы схожи с аккумуляторами, но в отличии от которых выводят весь свой заряд в крошечные доли секунды. Используются, чтобы выровнять напряжение или блокировать постоянный ток в цепи.
Керамические SMD, танталовые, ниобиевые и др. Лучше для электроники, которая не требует высокой интенсивности работы.
Катушки и индуктивности
Генератор тактовых частот.
Генератор тактовых частот (клокер) — устройство, формирующее тактовые частоты, используемые на материнской плате и в процессоре.
Кварц перемещает энергию назад и вперед между двумя формами в равные доли времени. Задаёт частоту работы всей электрической схемы.
SuperIO (SIO, MultiIO, MIO, «мультик»).
встроенный Hardware Monitoring
контроллер управления скоростью вентиляторов
интерфейс для подключения CompactFlash-карт.
Мосты (северный и южный).
Одним из основным составляющим компонентом материнской платы будь то компьютера либо ноутбука является Северный мост (англ. Northbridge; в отдельных чипсетах Intel, также — контроллер-концентратор памяти с английского Memory Controller Hub)
MCH является системным контроллером чипсета на материнской плате платформы x86, к которому в рамках организации взаимодействия подключено следующие оборудование:
1. через Front Side Bus — микропроцессор, если в составе процессора нет контроллера памяти, тогда через шину контроллера памяти подключена— оперативная память.
2. через шину графического контроллера — видеоадаптер (в материнских платах нижнего ценового диапазона, видеоадаптер часто встроенный. В таком случае северный мост, произведенный Intel, называется GMCH (от англ. Chipset Graphics and Memory Controller Hub).
Название чипа как «Северный мост» можно объяснить представлением архитектуры чипсета в виде карты. В результате процессор будет располагаться на вершине карты, на севере
Исходя из назначения, северный мост определяет параметры (возможный тип, частоту, пропускную способность):
— системной шины и, косвенно, процессора (исходя из этого — до какой степени может быть разогнан компьютер);
— оперативной памяти (тип — например SDRAM, DDR, DDR2, её максимальный объем);
Во многих случаях именно параметры и быстродействие северного моста определяют выбор реализованных на материнской плате шин расширения (PCI, PCI Express) системы.
В свою очередь, северный мост соединён с остальной частью материнской платы через согласующий интерфейс и южный мост. Когда технологии производства не позволяют скомпенсировать возросшее, вследствие усложнения внутренней схемы, тепловыделение чипа, современные мощные микросхемы северного моста помимо пассивного охлаждения (радиатора) для своей бесперебойной работы требуют использования индивидуального вентилятора или системы жидкостного охлаждения, что в свою очередь увеличивает энергопотребление всей системы и требует более мощного блока питания.
Минуя северный мост согласно нашей схеме двигаясь на юг на материнской плате расположен южный мост.
Южный мост (от англ. Southbridge) (функциональный контроллер), также известен как контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. I/O Controller Hub, ICH).
Обычно это одна микросхема, которая связывает «медленные» (по сравнению со связкой «Центральный процессор-ОЗУ») взаимодействия (например, Low Pin Count, Super I/O или разъёмы шин для подключения периферийных устройств) на материнской плате с ЦПУ через Северный мост, который, в отличие от Южного, обычно подключён напрямую к центральному процессору.
Если взять функциональность, то южный мост включает в себя:
— управление питанием (Power management, APM и ACPI);
— энергонезависимую память BIOS (CMOS);
— звуковой контроллер (обычно AC’97 или Intel HDA).
Опционально южный мост также может включать в себя контроллер Ethernet, RAID-контроллеры, контроллеры USB, контроллеры FireWire, аудио-кодек и др. Реже южный мост включает в себя поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, но обычно эти устройства подключаются с помощью другого устройства — Super I/O (контроллера ввода-вывода).
Поддержка шины PCI включает в себя традиционную спецификацию PCI, но может также обеспечивать и поддержку шины PCI-X и PCI Express. Хотя поддержка шины ISA используется достаточно редко, она все таки является неотъемлемой частью современного южного моста. Шина SM используется для связи с другими устройствами на материнской плате (например, для управления вентиляторами). Контроллер DMA позволяет устройствам на шине ISA или LPC получать прямой доступ к оперативной памяти, обходясь без помощи центрального процессора.
Контроллер прерываний обеспечивает механизм информирования ПО, исполняющегося на ЦПУ, о событиях в периферийных устройствах. IDE интерфейс позволяет «увидеть» системе жёсткие диски. Шина LPC обеспечивает передачу данных и управление SIO (это такие устройства, как клавиатура, мышь, параллельный, последовательный порт, инфракрасный порт и флоппи-контроллер) и BIOS ROM (флэш).
APM или ACPI функции позволяют перевести компьютер в «спящий режим» или выключить его.
Системная память CMOS, поддерживаемая питанием от батареи, позволяет создать ограниченную по объёму область памяти для хранения системных настроек (настроек BIOS).
Меню настроек Bios.
Северный и южный мосты материнской платы вкупе составляют одно целое устройство управления всей системой так сказать глаза, уши, руки ЦП. Вкупе эти два чипа называются – чипсет.
Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты так можно встретить и в других устройствах, например, в радиоблоках сотовых телефонов.
Чаще всего чипсет современных материнских плат компьютеров состоит из двух основных микросхем северного и южного моста (иногда объединяемых в один чип, т. н. системный контроллер-концентратор (англ. System Controller Hub, SCH):
Иногда в состав чипсета включают микросхему Super I/O, которая подключается к южному мосту по шине Low Pin Count и отвечает за низкоскоростные порты: RS232, LPT, PS/2.
Существуют и чипсеты, заметно отличающиеся от традиционной схемы. Например, у процессоров для разъёма LGA 1156 функциональность северного моста (соединение с видеокартой и памятью) полностью встроена в сам процессор, и следовательно, чипсет для LGA 1156 состоит из одного южного моста, соединенного с процессором через шину DMI.
Создание полноценной вычислительной системы для персонального и домашнего компьютера на базе, состоящих из столь малого количества микросхем (чипсет и микропроцессор) является следствием развития техпроцессов микроэлектроники развивающихся по закону Мура.
В создании чипсетов, обеспечивающих поддержку новых процессоров, в первую очередь заинтересованны фирмы-производители процессоров. Исходя из этого, ведущими фирмами (Intel и AMD) выпускаются пробные наборы, специально для производителей материнских плат, так называемые англ. referance-чипсеты. После обкатки на таких чипсетах, выпускаются новые серии материнских плат, и по мере продвижения на рынок лицензии (а учитывая глобализацию мировых производителей, кросс-лицензии) выдаются разным фирмам-производителям и, иногда, субподрядчикам производителей материнских плат.
Список основных производителей чипсетов для архитектуры x86: Intel, NVidia, ATI/AMD: (после перекупки в 2006 году ATi вошла в состав Advanced Micro Devices), Via, SiS
Микропроцессор (ЦП)- является полным механизмом вычисления.
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:
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:
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:
Как избежать вздутия конденсаторов
Главное – не допускать перегрева этих элементов. Для чего следует придерживаться простых, но эффективных правил:
