Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

  • Цена: $11.03 за 2шт
  • Сегодня, поговорим о конденсаторах, а заодно о проблемах современных китайских компьютерных блоков питания :)

    Часть 1 о конденсаторах

    В мире не так много фирм производят качественные алюминиевые электролитические конденсаторы:

    Япония: Rubycon, Nichicon, Nippon Chemi-Con, Panasonic, Hitachi, Elna

    Южная Корея: SAMWHA, Samsung

    Китай, Тайвань, Гонконг: CapXon, Jamicon (Teapo), Hitano, Yageo

    Европа: EPCOS (TDK), Vishay, Kemet

    США: United Chemi-Con, Cornell Dubilier

    и некоторые другие, но в малых количествах

    И огромное число фирм, клепающих посредственный или поддельный товар. Перечислять их нет смысла, имя им легион.

    Следует учитывать, что большинство фирм выпускает широкий серийный (модельный) ряд конденсаторов разного назначения, для разных условий применения и разного уровня качества и надёжности, т.е. нельзя однозначно утверждать, что например все EPCOS хороши, а все JunFu — дрянь.

    Nippon Chemi-Con является крупнейшим мировым производителем нормальных конденсаторов. Производство находится в разных странах (Китай, Тайвань, Корея, Индонезия, Малайзия, США), поэтому Nippon в названии фирмы не говорит, что конденсатор сделан именно в Японии, скорее всего там их уже не производят.

    www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/al-e/al-sepa-e/001-guide/al-locations-e-2020.pdf

    Для ремонтов блоков питания, прикупил парочку электролитических алюминиевых конденсаторов Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF(M)

    Серия KMR (заниженная по высоте на 5мм относительно KMQ)

    Рабочий температурный диапазон -25℃ +105℃

    Допуск ±20% (M)

    Срок службы (endurance) 2000ч при 105℃ и номинальном токе пульсаций

    Допустимый номинальный ток пульсаций (rated ripple current) — 1,49A 120Hz; 2,1A 10kHz

    Тангенс угла диэлектрических потерь (dissipation factor tanδ) — 0,20

    Диаметр 25,4мм, высота 45мм

    Part No: EKMR421VSN331MQ45S

    Data Code: 36dE5M мне ни о чём не говорит

    ESR к сожалению не заявлен, но для высоковольтных конденсаторов это обычное дело.

    www.chemi-con.co.jp/e/catalog/pdf/al-e/al-all-e1001u-2020.pdf

    www.chemi-con.com/upload/files/3/1/185414045951fbc15009aa9.pdf

    Прислали конденсаторы довольно быстро — всего за 2 недели, забрал в ПВ пятёрочка.

    Упаковано хорошо, даже очень

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Конденсаторы новые, оригинальные

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Измеряю некоторые заявленные и не заявленные характеристики для обоих конденсаторов

    Реальные габаритные размеры 25,56мм х 46,45мм — в пределах допуска

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Между ногами 10мм, сами ноги 1,5мм

    Донышко без защитного пластикового диска (в серии KMR он отсутствует)

    Емкость и тангенс измерены RLC MS5308 на частоте 120Гц согласно спецификации

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Ёмкость конденсаторов одинакова, но занижена на 12,5%, хотя и в пределах допуска ±20%. Сейчас пошла такая мода у многих конденсаторов компактных серий — вместе с размерами заодно уменьшают и ёмкость, экономия алюминия однако…

    ESR измерено на частоте 1кГц

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    ESR=0,142Ω у обоих

    Проверка напряжения формовки конденсатора проводилась по следующей схеме:

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Схема годится для конденсаторов 220-390uF на 400-450V, для тестирования конденсаторов другой ёмкости, номинал балластного конденсатора легко пересчитать для получения контрольного тока 0,3-0,5мА на каждые 100мкФ его ёмкости. Резистор 300-470 Ом обязательно проволочный не менее 10Вт, например ПЭВ10 или SQP15W.

    Суть методики такова — конденсатор подключается к микромощному сетевому удвоителю напряжения для его перезаряда с контролем напряжения. Спустя 3-5 минут (в зависимости от ёмкости), напряжение перестаёт расти и может даже начать снижаться (ток утечки сравнивается с током заряда). Это и есть примерное напряжение формовки конденсатора. Т.к. ток заряда очень мал, и тест проходит относительно кратковременно, процедура безопасна для конденсатора — газообразования и заметного нагрева не происходит. Для проверки, я оставлял конденсаторы в таком тесте на 8 часов и по окончании, никаких ухудшений параметров не наблюдал.

    Для высоковольтных конденсаторов нормальное напряжение формовки в пределах +20% +30% от его номинального напряжения. Значение напряжения формовки в документации не указывается, привёл величины из собственных наблюдений измерения множества конденсаторов. Для 400V конденсатора это напряжение 480-520V, для 450V конденсатора это 540-585V. В низковольтных конденсаторах структура поверхности оксидного слоя другая, поэтому процессы проходят немного по другому.

    Если измеренное напряжение формовки конденсатора близко к написанному рабочему или даже меньше его, значит в маркировке указано некорректное рабочее напряжение (например на конденсаторе 350V написали 450V). Такое часто попадается в подделках, на полном напряжении их использовать категорически нельзя.

    Вот пример такого поганого китайского конденсатора Dongbaohe 450V 33uF

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Ёмкость — в норме, а напряжение формовки составило 468V, что соответствует рабочему напряжению всего 375V (даже до 400V не дотянул). В блоке питания работать он в принципе сможет, но их я стараюсь сразу менять (как правило, они долго не живут).

    Если напряжение на конденсаторе повышается очень медленно, значит либо его недоформовал производитель, либо он несколько лет лежал без работы и происходит повторное формирование оксидного слоя. Необходимо просто подольше подождать до окончания повышения напряжения — при этом процесс формовки закончится. Иногда на это уходит минут 40-60. Как только напряжение перестаёт расти или даже начинает снижаться, формовка закончена, тестирование необходимо прекратить.

    Если в процессе тестирования конденсатор пробивается (отчётливо слышен щелчок), значит туда ему и дорога. Нормальные электролиты не склонны к пробою оксидного слоя при перенапряжении. Пробой электролитов я наблюдал только у старых отечественных конденсаторов.

    Внимание! проверку проводить соблюдая технику безопасности, после проверки важно не забыть разрядить конденсатор! Разряд 520V 330uF с запасённой энергией 40 Джоулей на палец приведёт к ожогу, проверять точно не стоит.

    Для безопасного разряда конденсатора, необходимо после выдёргивания штепселя из розетки, замкнуть N и + конденсатора на несколько секунд для снижения напряжения заряда до безопасного значения. Перед измерением ёмкости, обязательно замкните выводы конденсатора между собой для снятия остаточного напряжения!

    У обозреваемых конденсаторов тестовое напряжение формовки составило 522В (+24% от номинала), что вполне нормально.

    Кстати, иногда попадаются конденсаторы с нестандартным рядом номинального напряжения, например 360V, 385V и т.п.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Срок службы конденсатора 2000 часов приведён для температуры корпуса 105℃, то есть, чтобы он работал дольше, необходимо прежде всего снижать его рабочую температуру. Указанная на конденсаторе температура 105℃ не означает, что при ещё большей температуре он не сможет работать, просто время работы будет снижено относительно 2000 часов. При соблюдении ряда условий, конденсатор способен кратковременно работать даже при температуре 150℃ и выше, лишь бы электролит не закипел и не вышел полетать в виде белого пара.

    Примерная зависимость — при снижении температуры на каждые 10℃ срок службы удваивается, и наоборот, то есть:

    145℃ — срок службы примерно 125 часов

    135℃ — срок службы примерно 250 часов

    125℃ — срок службы примерно 500 часов

    115℃ — срок службы примерно 1000 часов

    105℃ — срок службы примерно 2000 часов

    95℃ — срок службы примерно 4000 часов

    85℃ — срок службы примерно 8000 часов (менее 1 года непрерывной работы)

    75℃ — срок службы примерно 15000 часов (почти 2 года непрерывной работы)

    65℃ — срок службы примерно 30000 часов (3,5 года непрерывной работы)

    55℃ — срок службы примерно 60000 часов (7 лет непрерывной работы)

    45℃ — срок службы примерно 120000 часов (15 лет непрерывной работы)

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    По утверждениям производителей, основная причина ограничения срока службы электролитических конденсаторов — потеря электролита в результате его диффузии через уплотнительную резину.

    Отсюда можно сделать вывод — для длительной работы конденсаторов, необходимо обеспечить им нормальные прохладные условия работы (снижать действующий ток, снижать напряжение, не размещать вблизи сильно нагревающихся элементов, охлаждать вентилятором).

    Если Вас интересует тема конденсаторов, много полезной информации от производителя можно прочитать например тут:

    www.platan.ru/docs/library/ALCAP_EPCOS.pdf

    www.compel.ru/lib/57937

    ГОСТ Р МЭК 60384-1-2003

    Все измеренные параметры конденсаторов в полном порядке, другого я и не ожидал.

    Разбирать этот конденсатор я не стал, боюсь обратно не собрать :)

    Для компенсации, разобрал два других конденсатора.

    При разборке, следует соблюдать осторожность, т.к. внутри находится электролит, которому нежелательно попадать в глаза и рот.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    К50-68

    И да, в России ещё производят электронные компоненты :)

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Качество изготовления в принципе, нормальное, разве что пожалели бумаги между стаканом и бобиной.

    Сама бумага пропитана электролитом.

    Китаец

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Качество изготовления похуже будет, матовая алюминиевая фольга с оксидным слоем очень хрупкая и рассыпается в руках.

    Обратно собирать конденсаторы не стал :)

    Конденсаторы из обзора прекрасно подходят например для установки в АТХ БП с активным корректором мощности до 650Вт включительно.

    Часть 2 о блоках питания

    Производители китайских БП часто экономят на накопительном (сглаживающем) конденсаторе (посредственная фирма изготовитель и заниженная ёмкость), что приводит к быстрой его деградации при работе блока на мощности, близкой к максимальной. Это одна из причин почему очень желателен приличный запас по мощности для китайских БП.

    В данном обзоре я не буду ремонтировать БП, зато попробую исправить косяки производителя на примере нового AEROCOOL KCAS PLUS 500, модель ACP-500KCP

    aerocool.io/ru/product/kcas-plus-500w/

    Этот блок питания когда-то купил знакомый для сборки бюджетного домашнего ПК, но в итоге туда был поставлен другой более-менее приличный FSP PNR-I, а этот оставлен на опыты до лучших времён…

    и настало время…
    Лучшие времена так и не наступили, однако, по воле несчастного случая, я с травмой надолго дома прилёг, появилось много свободного времени, делать было нечего, вот и заморочился с этим БП по полной…

    При относительно невысокой стоимости (около 3500р), БП довольно современный, с активным корректором мощности (APFC), DC-DC преобразователями по цепям 5V и 3,3V

    Всяких новомодных штучек он не имеет — нет релейного шунтирования термистора, нет резонансного преобразователя LLC, нет синхронного выпрямителя в цепи 12V, нет высокой энергоэффективности, нет модульного исполнения кабелей и нет подсветки. Правда со всеми этими технологиями, БП будет стоить минимум втрое дороже :)

    В начале, краткий визуальный обзор этого блока питания, чтобы знать врага в лицо :)

    В красочной коробке помимо самого блока питания положили гарантийку и короткий метровый чёрный кабель сетевого питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Корпус чёрный матовый, кабели подключения несъёмные в сеточной оплётке. Длина кабелей достаточна для нижней установки блока в ATX корпуса.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Вся необходимая информация на корпусе присутствует

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Разъёмы подключения

    MB: 20+4

    CPU: 4+4

    VIDEO: 6+2 и 6+2

    SATA: 7шт

    PATA (MOLEX): 4шт

    FDD: отсутствует

    Заявлены:

    — сертификат энергоэффективноти 80Plus Bronze, КПД свыше 85% при 50% нагрузке

    — тихая работа

    — мощность 500Вт

    — наличие активного корректора мощности

    — наличие преобразователей напряжения +5V и +3,3V

    Сертификат 80Plus Bronze получен только для БП в модификации 100-240V в режиме 115V

    www.plugloadsolutions.com/80PlusPowerSuppliesDetail.aspx?id=3&type=2

    Данный блок питания может работать при напряжении 100V и даже меньше, но максимальная отдаваемая мощность при этом сильно снижается.

    Этот БП для AeroCool производит малоизвестная Тайваньская контора Andyson International Co.

    Производитель так себе…

    Вот оригинальный Andyson, правда немного похож?

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Andyson делают БП и для некоторых других брендов, например Corsair, Antec, Hiper.

    Проверка блока питания в работе не вызвала никаких вопросов, все напряжения в норме, на холостом ходу проверил напряжения мультиметром: 12,240V / -11.86V / 5,022V / 3,308V / дежурка 5,20V

    Под нагрузкой 300W напряжения не просаживаются, пульсации в допуске. Полную нагрузку давать не стал, чтобы не спалить этот блок питания.

    Хорошо зная китайскую сборку, решил блок питания разобрать для инспекции. Дело привычное ибо часто ремонтирую электронику, включая силовую. Вот тут и начинаются неприятности…

    Внимание! ниже приведена просто информация, а не руководство к действию. Во избежание проблем, пожалуйста, не пытайтесь модифицировать силовую электронику без соответствующих знаний и умений. Если что, я Вас предупреждал :)

    Один из крепёжный винтов под пломбой, но это не проблема :)

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Беглый обзор внутренностей показал, что с этим блоком всё не так радужно, как кажется. В начале, я хотел просто поменять накопительный конденсатор и на этом успокоиться, но чем дальше влезал в дебри этого изделия, тем больше косяков обнаруживал. Наперёд скажу, что практически в каждом узле была обнаружена проблема :(

    Пришлось полностью рисовать принципиальную схему этого устройства, чтобы найти и поправить все косяки производителя.

    Схема электрическая принципиальная

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    yadi.sk/i/AIdoFSW_vkqc5A

    Давайте последовательно пройдёмся по конструктиву и схемотехнике данного БП попутно разбирая и устраняя недостатки.

    Печатная плата стеклотекстолитовая, односторонняя без металлизации отверстий. Из-за односторонней печати, на плате установлено множество проволочных перемычек и нулевых SMD резисторов.

    Печатный монтаж в принципе неплохого качества.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Плата унифицирована для всей линейки БП от 300Вт до 750Вт — это обычная практика, в разных модификациях на единую платформу устанавливают разные силовые элементы в разных количествах, места под них предусмотрены.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    С самого начала нас встречает косяк монтажа — фазный провод со входного гнезда до выключателя забыли припаять — он просто выпал при разборке.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Провод я естественно сразу-же припаял и обострил своё дальнейшее внимание :)

    Сетевой фильтр выполнен по классической схеме просто и достаточно эффективно, перемычек вместо дросселей нет.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Схема разряда X конденсаторов на базе IC10 не распаяна. Для разряда установлены резисторы R103 и R104. Ничего страшного в этом нет.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    На место CY2 и CV3 поставили обычные конденсаторы 1nF 2kV вместо конденсаторов класса Y.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Конденсаторы идут под замену, устанавливаю 4,7nF X1Y1 400VAC ибо такие туда обычно и ставят.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Ограничитель перенапряжений в виде варистора ради экономии не установлен, должен стоять 14K471, я поставил увеличенный 20K471, место позволяет.

    Приклеил его силиконовым герметиком к радиатору диодного моста, о котором ниже.

    Выпрямительный диодный мост GBU606 (600V 6A) установлен без радиатора, что ограничивает его максимальный ток величиной 2,8А согласно спецификации.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Если-бы производитель поставил диодный мост GBU806 (600V 8A), дополнительный радиатор был-бы не нужен.

    Раз запаса по току практически нет, установка моста на радиатор желательна, что я и сделал. Выпилил подходящую алюминиевую пластину, просверлил отверстие 3мм и закрепил через термопасту на диодный мост.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Далее идёт цепь ограничения зарядного тока накопительного конденсатора.

    И вот тут китайцы допустили фатальную ошибку. Термистор ограничения пускового тока неправильно подключили в схему — цепь плавного заряда конденсатора не только не работает, но и способствует выходу из строя элементов корректора PFC. Именно поэтому у многих пользователей данные БП часто без видимых причин выходят из строя.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Пусковой ток заряда накопительного конденсатора по всем законам электротехники вместо термистора 2,7 Ом, идёт через дроссель L6 с активным сопротивлением 0,19 Ом.

    В итоге, этот ток составляет: значение напряжения в сети (беру значение RMS), делённое на общее сопротивление всей цепи заряда.

    Общее сопротивление цепи складывается из:

    — сопротивления цепи фаза-ноль на входе БП (0,2-1,5 Ом). Сильно зависит от состояния электропроводки и линии до подстанции. 95% всех проводок укладывается в эти значения.

    — сопротивления элементов фильтра и монтажа (реальные 0,16 Ом)

    — сопротивления R4 (0,1 Ом)

    — омического сопротивления дросселя L6 (реальные 0,19 Ом)

    — ESR конденсатора C17 (0,1-0,2 Ом).

    В итоге, при хорошей сети, ожидаемый пусковой ток заряда может превышать значения 300А!

    Этот ток запросто выбивает автоматические выключатели C16 на розеточных линиях и, кроме того, легко может повредить сам БП, а именно F1, BD1, D9, C17, R4, R57, ZD3.

    Кроме того, этот ток протекает через дроссель L6 и насыщает его сердечник, что теоретически может вызвать сбой работы корректора при запуске.

    Получается, что чем мощнее у потребителя сеть, тем выше вероятность скорейшего выхода их строя данного блока питания.

    Исправить подключение термистора довольно просто, для этого выпаивается штатная перемычка и устанавливается новая по правильной схеме.

    Было

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Стало

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    После правильного подключения термистора, пусковой ток не превысит значения 70А, что уже вполне безопасно.

    Вот и подобрались мы к накопительному конденсатору в цепи корректора PFC

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Китайцы на нём сильно сэкономили и поставили посредственный Тайваньский конденсатор небольшой ёмкости JunFu серии LG 400V/180uF 22х40мм 85℃ 1,34А.

    www.junfu.com.tw/english/01_pro/02_detail.php?fid=7&pid=36

    Если этот БП не нагружать свыше 350Вт, он какое-то время будет работать, но для отдачи полных 500Вт, совершенно необходимо его сразу менять.

    Если-бы производитель изначально поставил хотя-бы конденсатор JunFu серии HP 400V/270uF 25х40мм 105℃ 1,70А у меня бы не возникло желания его сразу менять.

    Замечу, что при усыхании этого конденсатора, часто вылетает корректор PFC cо спецэффектами.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Выпаянный конденсатор по параметрам вполне себе ничего (пока новый), даже ёмкость не занижена, но мы-то знаем, что это ненадолго :)

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Напряжение формовки конденсатора составило 526V (+31% от номинала). Такое напряжение типично скорее для конденсаторов на 420V.

    Максимум на его место влезет конденсатор габарита 25х50мм, обозреваемый конденсатор 25х45мм хорошо подходит на замену по размерам и характеристикам.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Конденсатор на 400V в нормальном состоянии спокойно выдерживает полное рабочее напряжение 400V и даже немного больше (кратковременно), но проблема в том, что при работе БП с полной нагрузкой, он очень сильно нагревается, возрастает ток утечки, идёт дополнительный нагрев, закипание электролита и выход конденсатора их строя. Типичное напряжение на конденсаторе в БП с APFC 380-400V и желательно туда ставить конденсатор с рабочим напряжением 420V класса 105℃

    По своим наблюдениям и опыту, требуемая минимальная ёмкость накопительного конденсатора в БП на 220-240V c PFC должна быть не менее половины его мощности, то есть:

    300-350W — 180uF

    400-450W — 220uF

    500-550W — 270uF

    600-650W — 330uF

    700-750W — 390uF

    800-950W — 470uF

    1000-1150W — 560uF

    1200-1350W — 680uF

    Причём, это минимальные значения ёмкости для качественных конденсаторов.

    В универсальных БП на 100-240V, ёмкость необходимо ещё увеличить на 35-40%

    Конденсатор был заменён

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Активный корректор PFC выполнен на базе комбинированного контроллера CM6805BG

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Наличие APFC даёт большие плюсы блоку питания, а именно:

    — снижение нагрузки на сеть

    — возможность работы в широком диапазоне входного напряжения

    — повышение общего КПД несмотря на двойное (или даже тройное) преобразование напряжений

    — более эффективное использование ёмкости накопительного конденсатора за счёт его работы на повышенном и стабильном напряжении

    — пониженные габариты силового трансформатора и выходного накопительного дросселя ибо питание преобразователя более стабильно.

    MOSFET — RS13N50F (500V 13A 0,42Ω) от Reasunos Semiconductor Technology Ltd

    Диод — LTTH806RFW (600W 8A) от Lite-On

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Дроссель APFC непривычно мелкий (кольцо 24х14х9), его с натяжкой хватает для БП на 500W

    В более мощных модификациях устанавливают ещё один транзистор Q8 в помощь Q3.

    Установленный единственный RS13N50F 13A 0,42Ω слабоват для корректора с нагрузкой в 550W (с учётом КПД преобразователя). Нужно было либо парочку таких-же поставить, либо взять мосфет получше.

    Для повышения КПД, я заменил его на более мощный оригинальный

    FCPF22N60NT (600V 22A 0,14Ω) от ON Semiconductor — он там смотрится гораздо лучше.

    При замене, важно не забыть намазать термопасту и поставить ферритовую бусинку на затвор :)

    Измерение сопротивлений предварительно открытых каналов родного и нового мосфета.

    Канал удобно отпирать «кроной»

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Конечное напряжение заряда накопительного конденсатора задаётся номиналами делителя R35. R36, R36A, R107, R48 на уровне 380В

    Силовой преобразователь собран также на паре RS13N50F по схеме однотактного косого (асимметричного) моста.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Менять силовые транзисторы на более мощные не имеет смысла — мощность 550Вт они вытягивают без перегрузки.

    Верхний ключ преобразователя управляется через ТГР (трансформатор гальванической развязки) с использованием дополнительного транзистора Q22 для ускорения разряда затворной ёмкости. Нижний ключ управляется непосредственно с транзисторного драйвера. На всех затворах установлены ферритовые колечки (бусины).

    Ферритовые кольца на выводах затворов транзисторов демпфируют паразитные резонансные колебания напряжения на затворе (за счёт внутренних и внешних ёмкостей сток-затвор), а также снижают паразитное взаимовлияние параллельно подключенных транзисторов (в схеме PFC). Также, иногда бусины ставят в цепь выходных диодов для снижения коммутационных помех. Необходимость установки бусин определяется в процессе проектирования и отладки блока. Рассказываю так подробно, т.к. читатели (привет dens17) спрашивали о необходимости их применения.

    Силовой трансформатор на Ш-сердечнике 35x42x11. Для частоты преобразования 100кГц, его сечения достаточно с запасом, скорее всего в модификации 600W стоит точно такой-же трансформатор.

    Выпрямитель собран на сборках Шоттки: в прямой цепи MBR30100CT (100V 30A 0,82V), в обратной цепи (замыкающий) MBR40H60CT (60V 40A 0,73V).

    Прямых сборок можно поставить 2шт, обратных 3шт, места под них предусмотрены

    Когда под силовым элементом в корпусе ТО-220 я вижу термопрокладку, да ещё пластиковую изоляционную втулку, мне становится очень грустно…

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Площадь теплового контакта TO-220 около 1см² что, не позволяет через термопрокладку передавать радиатору тепловую мощность более 10-15Вт, ибо элемент жёстко перегревается, втулка деформируется и крепление ослабевает. Корпуса TO-247 работают с термопрокладками гораздо лучше за счёт большей площади контакта (более 3см²) и отсутствия изоляционной пластиковой втулки.

    Давайте опять немного посчитаем :)

    Возьмём диодную сборку MBR40H60CT, которая имеет тепловое сопротивление кристалл-корпус 1,8℃/W, примем рассеиваемую им мощность при полной нагрузке 20Вт и температуру радиатора при этом 60℃. При установке сборки непосредственно на радиатор, получаем температуру кристалла 60℃ + 20W * 1,8℃/W = 96℃ (в реальности немного больше из-за наличия термопасты). Это очень комфортная температура для кристалла и сборка будет надёжно и долго работать при полной нагрузке.

    Теперь добавляем термопрокладку 1,0W / (m*℃), и тут всё внезапно портится :(

    Тепловое сопротивление термопрокладки равно 0,00022m / (0,0001m² * 1,0W / (m*℃)) = 2,2℃/W

    Температура кристалла получается 60℃ + 20W * (1,8℃/W + 2,2℃/W) = 140℃

    Практика показывает, что реальность ещё печальнее…

    При такой температуре втулка деформируется, а кристалл уже не может длительно пропускать полный ток

    Для нормальной работы, температура кристалла должна быть менее 125℃ и чем она меньше, тем лучше.

    Для исправления этого косяка без замены диодных сборок, было решено совсем убрать эту термопрокладку и посадить сборки непосредственно на радиатор через термопасту. Небольшой совет — без снятия радиатора, откручивать винты крепления сборок удобно тонкогубцами прямо за шляпку винта. Ими-же винт обратно затягивается. Пластиковые втулки я поставил обратно, т.к. теперь они плавиться не будут.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Т.к. радиатор изначально был занулён, пришлось его отключать от ноля перерезанием соответствующих дорожек и восстановлением цепей перемычками.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    После переделки, на радиаторе появляется ВЧ потенциал цепи +12V, но никаких проблем это не вызывает, корпус БП хорошо экранирует все внутренние помехи и излучения.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    ДГС (дроссель групповой стабилизации) тут отсутствует за ненадобностью, стоит просто накопительный дроссель с дополнительной обмоткой формирования -12V. Намотан он на кольце 30х18х10

    Силовая цепь +12V никак не разделяется по каналам, в качестве токового шунта используются дроссели L3 L4.

    Напряжение цепи 12В задаётся номиналами делителя напряжения R77, R44.

    По цепи +12V после накопительного дросселя установлены сглаживающие конденсаторы C8 и C9 JunFu WG 1000uF/16V 8х20мм,

    Серия конденсаторов WG от JunFu имеет дурную славу, мне часто попадаются в БП дохлые конденсаторы этой фирмы.

    www.junfu.com.tw/english/01_pro/02_detail.php?fid=4&pid=16

    В критичных местах необходимо менять эти конденсаторы на нормальные.

    После выпаивания, измерил их параметры и почему-то не удивился ужасным характеристикам (особенно ESR):

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    И это у новых конденсаторов! Что с ними будет в процессе эксплуатации, догадаться не сложно.

    Просто для сравнения, взял более-менее нормальные конденсаторы CapXon серии LZ такой-же ёмкости и габаритов и как говорится — почувствуйте разницу

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Но даже они слабоваты для этой цепи, буду ставить нормальные конденсаторы United Chemi-Con KZG 1800uF/16V с габаритами 10х25мм, они туда лезут впритык.

    Конденсаторы не новые, но по характеристикам весьма неплохи

    paullinebarger.net/DS/Chemi-con/UCC%20%5Bradial%20thru-hole%5D%20KZG%20series.pdf

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Источник дежурного питания (дежурка) собран на базе EM8564A со встроенным ключом. Частота преобразования 20-100кГц в зависимости от нагрузки. Выходное напряжение задаётся номиналами делителя напряжения R13, R19. R20 на уровне 5,2В.

    ТДР (трансформатор дежурного режима) размером 20х20х5мм.

    Обратноходовые преобразователи предъявляют повышенные требования к качеству сглаживающих конденсаторов, поэтому C3 JunFu WG 1000uF/16V также был заменён на United Chemi-Con KZG 1800uF/16V, место под конденсатор 10мм изначально предусмотрено.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Остальные конденсаторы не трогал, менял только в высоконагруженных цепях.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Вот что в итоге было заменено

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Для формирования напряжений +5V и +3,3V, установлены отдельные DC-DC преобразователи 12/5V и 12/3,3V

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Преобразователи собраны на APW7073 (синхронный ШИМ контроллер) + транзисторная сборка EMB03K03HP (30V 15A 7mΩ + 30V 25A 3,5mΩ).

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Рабочая частота преобразования 200кГц, в качестве радиатора стоит небольшая стальная пластина. Серьёзных замечаний нет, сэкономили на полимерных конденсаторах 330µ/16V в цепи питания +12V. Т.к. современные компьютерные системы по цепям +5V и +3,3V потребляют от 3А до 10А, их установка необязательна. Выходное напряжение задаётся номиналами делителя напряжения R183, R184. Есть защита по превышению питающего напряжения свыше 14В на Q4 и ZD5. Также, дополнительно стоят транзисторы Q1 и Q3 для ускорения запирания выходных ключей Q2. Это снижает коммутационные (динамические) потери и немного повышает КПД преобразования.

    Коррекция падения напряжения на соединительных проводах выполнена только по цепи +3,3V, хотя на плате предусмотрено подключение коррекции по цепи +5V

    Супервизор питания построен на базе ST9S429-PG14 (аналог UTC S3515).

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Он занимается запуском БП, формированием сигнала PG, контролем всех выходных напряжений, контролем перегрузок. Дополнительно, к супервизору прикрутили термодатчик, установленный на печатной плате.

    Регулятор оборотов вентилятора собран по классической двухтранзисторной схеме, термодатчик установлен на радиаторе выходных диодных сборок. Начальное напряжение 3,7В формируется из +5В через диоды D31 и D34. При таком малом напряжении, вентилятор практически не слышно. По мере прогрева радиатора, терморезистор снижает своё сопротивление и начинает приоткрывать оба транзистора, что приводит к увеличению напряжения на вентиляторе охлаждения.

    Вентилятор стоит тихоходный, обороты регулируются изменением питающего напряжения. Часть вентилятора прикрыта плёнкой для правильного распределения воздушного потока. Подключение вентилятора через 2pin разъём.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Отходящие от платы провода также не избежали неприятностей — отдельные проволочки жил торчат в стороны и могут куда-нибудь коротнуть.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Я просто откусил торчащие проволочки кусачками.

    Вот мы и выбрались из корпуса БП, но и тут китайцы подложили свинью — все провода к Power SATA и Molex — стальные с сопротивлением каждого проводника 0,28 Ом :(

    На проводе висит магнит.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Я конечно понимаю, что токи там небольшие, но некоторые пользователи используют переходники с молексов и их ждёт неприятный сюрприз.

    Провода к MB, CPU и GPU — медные.

    После всех доработок, я проверил длительную работу этого блока питания под нагрузкой 52А 634Вт (+25% от номинала). Подключал нагрузку непосредственно к плате до шунтов-дросселей, чтобы защита не мешала и заодно провода не горели. Пульсации напряжения были в норме.

    При этом, из розетки БП потреблял 692Вт, расчётный КПД составил 91%, что весьма неплохо.

    Без доработок на такой нагрузке БП гарантированно вышел-бы из строя. Испытание БП прошёл нормально, сильный нагрев наблюдался только у дросселя PFC и у выходного дросселя +12V.

    Дополнительно, проверил возможность работы БП при сетевом напряжении 110В, но нагрузку пришлось снизить до 400Вт, чтобы не перегружать дроссель корректора PFC. В блоках питания с универсальным питанием, дроссель корректора PFC всегда ставят увеличенного размера, т.к. действующий ток через него существенно выше.

    Для окончательной проверки, БП был установлен в мой домашний компьютер на длительный прогон, месяц он уже нормально отработал :)

    Осциллограммы в некоторых точках
    Импульсы со вторички T2

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Импульсы после диодов до накопительного дросселя

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Импульсы DC-DC до накопительного дросселя

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Часть 3 вне обзора
    К сожалению, конденсаторы дохнут и в нормальных блоках питания

    Пример — БП Sirtec Higt Power Favourit F1 HP-550-G14C 2008 года (плата NO-636 Rev:06).

    За все годы, там был заменён только вентилятор охлаждения.

    После разборки, проблема видна сразу и она типовая.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Китайский конденсатор TREC 390uF 400V KG 85℃ 30×40 держался долго, но всему приходит конец и он ушёл в обрыв.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Конденсатор посредственный, но он проработал аж 12 лет только потому, что правильно подобран для данного БП, который в свою очередь выбран с приличным запасом по мощности.

    После обрыва конденсатора, выбило дежурку на базе TNY278PN из-за импульса самоиндукции дросселя корректора PFC. Очень часто при этом пробивает полевики корректора или преобразователя, но в этот раз дежурка оказалась слабым звеном.

    Больной конденсатор был разобран — от старости отгнил один вывод.

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Сам рулон конденсатора остался абсолютно исправен

    После замены конденсатора и ШИМ дежурки, БП заработал нормально.

    ШИМ поставил TNY280PN

    Конденсатор Jamicon 330uF/400V LP 85℃

    Jamicon LP

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Сама процедура восстановления выходит за рамки этого обзора, да и большого интереса не представляет.

    После замены

    Электролитический конденсатор Nippon Chemi-Con KMR 420V/330uF для импульсных блоков питания

    Мощность этого БП 550W почти равна мощности обозреваемого на 500W, но его силовая часть значительно солиднее выглядит:

    Накопительный конденсатор 390uF/400V вместо 180uF/400V

    MOSFET PFC 2шт 20N60 вместо 1шт 13N50

    MOSFET преобразователя 20N60 вместо 13N50

    Дроссель PFC и накопительный дроссель значительно габаритнее

    Диодные сборки по цепи +12V — 4шт D83-004 (30A 40V TO-2PN) вместо MBR30100CT + MBR40H60CT (TO-220)

    Покупать БП KCAS PLUS с целью его доработки не имеет смысла — материальные и временные затраты не окупаются, лучше сразу приобретайте нормальные блоки от проверенных OEM производителей (Seaonic, FSP, Delta, Lite-On, AcBel, Enermax, Sirtec, Super Flower)

    Краткий вывод по конденсаторам: с ними всё нормально можно брать.

    Краткий вывод по обозреваемому блоку питания: за эти деньги возьмите что-нибудь другое.

    Спасибо за внимание, надеюсь было интересно.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Agkz.ru - блог файлообменника
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: