Perché gli alimentatori smettono di funzionare

Il componente del vostro PC che è maggiormente sotto stress è l'alimentatore, perché è il prodotto che fa da ponte tra la rete elettrica e i componenti del sistema. Ciò significa che deve avere occuparsi di ogni anomalia della rete e assicurarsi che queste non influenzino gli altri componenti. È un duro lavoro e può diventare persino più difficile se nell'ambiente in cui opera non c'è un condizionatore di rete o un UPS.

Negli alimentatori di bassa qualità, le prime parti a cedere sono di solito i condensatori elettrolitici e la ventola. E in quelli di alta qualità, cosa porta alla rottura? Ne parleremo a breve, ma prima diamo uno sguardo a un componente centrale negli alimentatori moderni, il Multilayer Ceramic Capacitor (MLCC).

Alcune parole sui Multi-Layer Ceramic Capacitors

Gli MLCC sono ampiamente usati nei circuiti di alimentatori, principalmente a scopo di filtro. Offrono numerosi vantaggi, incluso un basso costo, piccole dimensioni, un ESR (Equivalent Series Resistance) ridotto, un'alta affidabilità e una maggiore tolleranza alle alte correnti di ripple.

Un'interessante caratteristica dei condensatori MLCC con dielettrico ad alta tensione è che la loro capacitanza cambia a seconda della tensione DC applicata; maggiore è la tensione, minore è la capacitanza. Qualcosa che non molti sanno è che i condensatori MLCC - e gli altri condensatori ceramici - possono essere la sorgente del coil whine (sì, viene generato anche dai condensatori).

I condensatori ceramici sono piezoelettrici, quindi quando la tensione applicata al condensatore ceramico cambia, la sua dimensione fisica muta leggermente, e questo porta a un rumore udibile che gli utenti percepiscono come coil whine.

Problemi con gli alimentatori di qualità, le ragioni

Problemi con i condensatori ceramici multi-layer

Secondo le nostre fonti la maggior parte delle rotture negli alimentatori di qualità sono causate da MLCC rotti. Persino un singolo MLCC che si rompe può portare problemi. Sono diversi i motivi per cui possono rompersi:

• Cattiva gestione (impilamento errato sul PCB durante il processo di fabbricazione)
• Flessione del PCB (può avvenire durante il processo di saldatura, se viene applicato un calore estremo)
• Saldature di riparazione sul PCB svolte malamente
• Piegatura dei pin nell'installazione di un In-Circuit Test (ICT), soluzione usata in linea di produzione per valutare rapidamente i PCB.

Viti di montaggio PCB lunghe

Potrebbe sembrare ridicolo, ma in molti casi le viti di montaggio troppo lunghe possono causare corti sul PCB.

Circuiti integrati e MOSFET danneggiati durante l'assemblaggio

Se la linea produttiva è impostata a velocità superiori al normale e il calore applicato è alto, possono esserci danni fatali o minori ai circuiti integrati e ai MOSFET, che nel lungo periodo - o in condizioni di stress - porteranno alla rottura dell'alimentatore.

Picchi di tensione e corrente elevati

Oltre i picchi di tensione elevati, che possono essere causati dalle condizioni meteorologiche (un fulmine, per esempio) o altri problemi alla rete elettrica, le alte correnti possono passare dalla rete a causa dell'improvvisa domanda energetica (transitoria) causata da o durante l'avvio del sistema.

Queste alte correnti sono anche chiamate "inrush" o di spunto, e negli alimentatori la ragione principale per cui si presentano sono la carica dei condensatori bulk. Alta picchi di tensione e corrente possono essere causati dalla rottura di più componenti, inclusi fusibili, raddrizzatori a ponte, diodi e FET. Anche se l'alimentatore è dotato di un MOV (varistore per la protezione dai picchi) e un termistore NTC (protezione dalla corrente inrush), può comunque funzionare male, specie se i picchi di tensione o corrente sono troppo alti.

PCB spaccati

Se le condizioni di consegna non sono ideali e le confezioni degli alimentatori sono gestite in modo rozzo, potreste incontrare casi di PCB spaccati che portano al malfunzionamento del prodotto. Questo è il motivo per cui proteggere l'unità all'interno della scatola è cruciale. L'uso di spessi strati di schiuma da imballaggio è il modo migliore per proteggere l'alimentatore (e altri prodotti) dalle mani non sempre gentili dei corrieri.

Secondo le nostre fonti la spedizione di alimentatori via aerea ha aumentato il tasso di prodotti rotti all'arrivo in modo rilevante, perché i prodotti sono consegnati di solito in grandi box nella stiva degli aerei passeggeri. Questo metodo di trasporto è attualmente meno costoso rispetto alla consegna su pallet con aerei cargo. Tutto il carico, lo scarico, la vibrazione e le possibili cadute dei box possono portare alla morte di un notevole numero di alimentatori, specie se non sono adeguatamente protetti nelle loro scatole.

Guida all'acquisto dell'alimentatore PC

Insetti

Insetti. Già, parliamo di insetti. In passato ci siamo imbattuti in alcuni alimentatori di marchi cinesi che avevano un pezzo di schiuma tra il lato saldato del PCB e lo chassis e ci chiedevamo quale fosse lo scopo. È emerso che la schiuma serviva per mantenere lontani gli insetti perché, in alcuni ambienti, formiche e scarafaggi possono causare fatali cortocircuiti entrando all'interno dell'alimentatore.

La schiuma però è costosa e lascia il lato componenti del PCB non protetto. Fortunatamente il numero di alimentatori che ci lascia le penne a causa degli insetti è molto esiguo - il rapporto è all'incirca il 10% delle rotture totali per una linea di alimentatori di alta qualità popolare (non possiamo rivelare il nome), quindi la maggior parte delle aziende non usa la schiuma.

In conclusione...

Per tirare le somme, gli alimentatori di alta qualità possono rompersi per le seguenti ragioni:

• MLCC rotti
• Viti di montaggio del PCB lunghe
• Circuiti integrati e FET danneggiati durante la saldatura
• Lavoro di saldatura e/o riparazione non accurato
• PCB spaccati
• Alte correnti inrush
• Insetti
• Alte tensioni di picco

Non potete fare molto per i primi sei punti, ma potete evitare che insetti entrino nel vostro sistema e potete usare un condizionatore di rete o un UPS per proteggere l'alimentatore da picchi e cali di tensione, che applicano un enorme stress ai circuiti dell'alimentatore. Se vivete in un'area in cui la corrente elettrica salta di continuo, un UPS di qualità è essenziale.

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