Какие компоненты в блоке питания компьютера могут громко взорваться?

Сегодня я услышал громкий удар, который сломал выключатель в моей серверной комнате. Должно быть, это было действительно громко, потому что я слышал это через 2 комнаты через 2 тяжелые двери, и это было похоже на фейерверк, идущий прямо рядом со мной.

Короче говоря, он сузил его до одного блока питания от одного из компьютеров. Он пах как сгоревшая резина и был очень горячим даже после ~ 40 минут выключения, когда я наконец приступил к его тестированию. Все остальные технологии были, к счастью, в порядке.

Это старый серверный блок питания, примерно 10+ лет, так что не удивился, что он взорвался. Это устройство мощностью 800 Вт производства HP, но я не смог найти на нем ни одной модели.

Странно то, что я открыл это, чтобы действительно убедиться, что это то, что не удалось, но внутри это выглядит совершенно нормально. Протестировал предохранитель - все хорошо, все колпачки выглядят хорошо, нигде не обугливается. Примерно через 10 минут заглядывания внутрь запах исчез. Тем не менее, это единственное, что не включается. Я получил остальную часть компьютера, к которому он был подключен, для резервного копирования и запуска с заменой блока питания.

На данный момент мне просто любопытно - что могло создать такой взрыв и не оставить после себя следа?

Свинцовые батареи, используемые в ИБП, могут сильно взорваться из-за накопления газообразного водорода.
Механические повреждения будут очевидны, так как герметизация батареи не удастся.
Я положил свои деньги на это, если это можно услышать из комнат подальше.

Диоды и следы могут взорваться без особых механических повреждений или остатков. Тем не менее, они могут звучать как небольшой разряд молнии в зависимости от емкости тока повреждения или, другими словами, энергии, пропускаемой защитной схемой.

Электролитические конденсаторы могут взорваться от платы, но они имеют тенденцию испускать много дыма и грязи. Однако на сервере поток воздуха может быстро рассеяться.

Танталовые и керамические конденсаторы загораются. Не много взрыва.

Резисторы часто сначала показывают горение печатной платы. В противном случае они взорвутся в условиях помпажа, и они будут разбросаны по корпусу, как диоды.

Предохранители могут взорваться только в случае неправильного распределения селективности или отключающей способности.

Судя по огромному объему, я делаю ставку на электролитический конденсатор. Они могут создать большое давление и насильственно взорваться при правильных (неправильных) условиях.

Я знаю, что вы сказали, что колпачки "выглядят хорошо", хотя электролитические сбои не всегда очевидны на первый взгляд. Иногда они выходят сверху, с небольшой щелью. Иногда они выходят снизу (что затрудняет их замечание). У днищ может быть «пробка», которая может выскочить из места, и ее трудно различить сверху. Не всегда будет обугливание / обесцвечивание или видимая утечка жидкости.

Я бы проверил еще раз, чтобы заглянуть под шапки (если это возможно). Возможно, удалите сквозные крышки и осмотрите их снизу. Проверьте их с помощью мультиметра, чтобы убедиться, что они не потерпели неудачу.

Как говорили другие люди, электролитические колпачки являются здесь обычным виновником. У меня был большой свет, похожий на римскую свечу, в шести дюймах от моего носа, пока я искал доску. Прямо перед моими глазами поднялся 4-футовый поток дыма, и мне очень повезло, что я чуть больше не наклонился над доской.

Если же кремний вышел из строя, его действительно трудно увидеть. Чип, который ударил, как правило, имеет небольшую, но значительную ямку в центре, где взорвалось устройство. Вы часто должны действительно искать это, потому что это часто не сразу очевидно.

Я склонен думать, что MOSFET потерпел неудачу.

В MOSFETs самые горячие части в любой системе SMPS и может катастрофически произойти сбой при перегреве. В отличие от большинства материалов, электрическое сопротивление которых увеличивается с повышением температуры, сопротивление полупроводников на основе кремния, в том числе полевых транзисторов, фактически начнет уменьшаться, когда их температура достигает около 160 ° C, и продолжает падать при повышении температуры выше этой точки.

Это необычное поведение означает, что когда MOSFET перегревается, он входит в контур обратной связи, где более низкое сопротивление заставляет больше тока проходить через MOSFET, делая его еще более горячим. Это называется тепловым побегом . Устройство в конечном итоге выходит из строя катастрофически, с повышением температуры настолько быстро, что оно часто взрывается, потенциально даже вызывая пожар. Видео MOSFET, взрывающегося с 20-кратным замедлением (запись 600 кадров в секунду, воспроизводимая со скоростью 30 кадров в секунду), показывает, как это может произойти.

Из-за этого падения сопротивления полевой МОП-транзистор, как правило, не выдерживает короткого замыкания, поскольку подвергается тепловому разгону, потенциально потребляя достаточно энергии, чтобы отключить автоматический выключатель, прежде чем он самоуничтожится полностью.

Возможно, деталь не выдержала короткого замыкания и позволила протекать большим токам. Вы можете обнаружить, что след был полностью испарен с печатной платы и / или перегорел предохранитель.

Большие токи вызывают движение и вибрацию от сил и температур и могут вызвать звук. Это особенно верно в коммерческих / промышленных ситуациях, когда имеются огромные токи повреждения , в некоторых случаях превышающие способность обычных предохранителей чисто отключать ток, что может привести к взрыву самого предохранителя, что, безусловно, вызывает большой взрыв (и осколки стекла). ).

Конденсаторы, в основном, я работал в месте, где неисправные китайские конденсаторы (компания украла формулу электролита, но не все ) отключали источники питания еженедельно. У нас были довольно обеспокоенные люди, потому что звук был громким, а затем их компьютер выключался. Вы можете сказать большую часть времени, потому что похоже, что внутри блока питания есть измельченная бумага.

На самом деле все может растаять, но чаще всего это конденсаторы, которые разлагаются и выходят на ура. Другие компоненты обычно выходят из строя во время проектирования (например, не подбирая резистор или индуктор переключающего регулятора для соответствующих токов, но даже тогда они обычно плавятся во время отказа из того, что я видел)

Я также видел, как транзисторы взрывались несколько раз.

У меня действительно было реле взорвать мое лицо от глупости и почти вырвал мой глаз.

Бьюсь об заклад, если бы вы проверили ваш запас и посмотрели на все колпачки, вы найдете тот, который не совсем похож на другие, и который будет оскорбительным. Если вы не видите его, это не значит, что компонент не вышел из строя, я бы вывел счетчик и начал тестировать компоненты, чтобы определить, какой из них вышел из строя. Я бы также посмотрел на нижнюю часть печатной платы, которая может сказать больше, чем верхняя.

MOV также может сделать громкий взрыв. Однажды у меня был блок питания, в котором MOV вышел из строя из-за взрыва, дыма и горячего резинового запаха - независимо от того, выполнял ли он свою работу или имел какой-то дефект, которого я не знаю. В любом случае, производитель не удивился, но прислал мне запасные MOV, я заменил их, никаких проблем.

Как частично упомянуто в других статьях, полупроводниковые детали могут взрываться, а не только обычно предполагаемые конденсаторы.

Одна из причин заключается в том, что сам полупроводниковый чип соединен с помощью чрезвычайно тонких проводов внутри корпуса, причем все это отлито в пластиковый блок. Если есть действительно серьезный всплеск тока, этот провод может внезапно испариться в границах твердого пластика, вероятно, создавая плазменную дугу из ионов металла, оторванных от концов провода. Давление и тепловое напряжение могут улучшить пластиковую оболочку, которая имеет тенденцию быть тяжелой для наполнителей и дюропластика на полупроводниковых деталях, поэтому она будет не просто плавиться, а разрываться.

Если малюсенькая длина соединительного провода кажется маловероятной, чтобы создать такой взрыв - читайте о том, что такое детонатор EBW и что он может делать :)

У меня был один из этих блоков питания HP 800 (от Proliant G4 или G5, я забыл, какой) тоже с громким ударом выходил из строя. Напугал людей до чертиков в офисах рядом с серверной.

При первом осмотре все выглядело нормально, но позже я обнаружил, что проблема в основном скрыта под одним из более крупных компонентов на печатной плате.
Один из следов 12В PCB фактически сломался, оставив зазор в 1 миллиметр с некоторым видимым повреждением ожога. Медь только что ушла. Испарился я полагаю.
Оставшиеся следы слева и справа от зазора были оторваны от платы на расстоянии около 8 мм с одной стороны и 4 мм с другой.
Поскольку эти трассы уже могут нести до 65 А в этих блоках питания при нормальной нагрузке, кажется вероятным, что из-за некоторой нестабильности трасса получала еще большую мощность, и в этот момент она вышла из строя.
Звук, вероятно, был перегретым испаренным медным и воздушным пузырьками, которые быстро расширялись быстрее скорости звука и вызывали миниатюрный звуковой удар.

Проволочная дуга объяснит это

Рассмотрим простой сетевой выключатель. Как правило, они имеют тепловое отключение, которое срабатывает при 110% емкости, но на это уходит полчаса. У них также есть магнитное отключение, которое отключает выключатель в цикле или двух, но оно не будет работать ниже 1000% номинального значения выключателя (таким образом, оно не срабатывает при пусковом включении от запуска двигателей, зарядки крышек блока питания и т. Д.) Конечно, это также отключится при более высоком токе, скажем, 5000%. Итак, давайте рассмотрим это.

5000% выключателя 20А - 1000А. Наша сеть питания что, 120 В? Это 120 кВт, или 120000 Дж / с. Теперь магнум .44, оружие Грязного Гарри, стоит 1150 джоулей, а он получил 6. Или это было всего 5? Ну, ваш короткий удар составляет 100 или 120 из них в секунду, хотя, надеюсь, выключатель сработает после пары ударов.

Во всяком случае, это объяснило бы шум довольно определенно.

Возможно, это касательно, но моя кофемашина (очень хорошая итальянская эспрессо-машина эспрессо) недавно имела какую-то электрическую неисправность, что означало, что где-то произошло короткое замыкание, вероятно, в кабельной разводке.

Это проявилось через настоящий удар молнии и невероятно громкий взрыв, который наверняка будет слышен за пределами комнаты. И, очевидно, выключатели отключаются.

Это было так громко, что я заметил, что на самом деле у меня развилась телесная реакция во время «тестирования» (то есть, пытаясь выяснить, была ли это случайная случайность или повторяющаяся вещь, после того, как это повторилось через несколько дней); то есть, я был в состоянии физически включить его только в наушниках-шумоподавителях.

Короче; оказалось, что на некоторых кабелях было короткое замыкание. Вам на самом деле не нужна какая-то часть, чтобы «взорваться». Симптомы были такими же, как у вас; то есть пахло поначалу, но запах быстро исчез, и внутри нигде не было заметных признаков ожога / обугливания.

Так что, не зная о вашей машине, я бы сказал, что не исключаю честного замыкания на пути 220В / 110В где-нибудь.

Мостовые выпрямители. Многие импульсные источники питания используют мостовой выпрямитель на стороне настенной розетки для преобразования переменного тока в постоянный. Это первое, что можно увидеть, если не использовать фильтры, и часто он имеет надежный пакет. Когда это происходит, в силовой сети может быть короткое замыкание, пока оно не испарится внутри.

Приобретите инфракрасный термометр с узким углом, и вы можете проверить температуру компонентов с его помощью. Если это не резистор и он горячий, срок его службы уменьшается.

И это могло произойти из-за искрения выключателя, когда он сработал, вы не упомянули его рейтинг.

Может быть, это какой-то проводник, например кусок медной проволоки или жучок. Если медный провод внезапно соприкоснулся с двумя рельсами в блоке питания, которые не должны быть замкнуты, может возникнуть электрическая дуга. Например, если медный провод поступает от вентилятора и касается корпуса и шины 12 В, то вся энергия в конденсаторе будет разряжена. Звук может быть громким. И температура может быть достаточно высокой, чтобы испарять медь.