Che tipo di componenti in un alimentatore per computer possono esplodere rumorosamente?

Oggi ho sentito un forte scoppio che ha fatto scattare l'interruttore nella mia sala server. Deve essere stato molto rumoroso perché potevo sentirlo a 2 stanze di distanza attraverso 2 porte pesanti ed era come un petardo che suonava proprio accanto a me.

Per farla breve, lo ha ridotto a un alimentatore da uno dei computer. Aveva un odore di gomma bruciata ed era davvero caldo anche dopo ~ 40 minuti di spegnimento quando finalmente sono riuscito a provarlo. Per fortuna tutto il resto della tecnologia andava bene.

È un vecchio alimentatore per server, come 10+ anni, quindi non sorprende davvero che sia esploso. È un'unità da 800 W prodotta da HP ma non ho trovato alcuna identificazione del modello su di essa.

La cosa strana è che l'ho aperto per assicurarmi davvero che questa sia la cosa che ha fallito, ma all'interno, sembra totalmente a posto. Ho testato il fusibile: tutto bene, tutti i tappi sembrano buoni, nessuna carbonizzazione da nessuna parte. Dopo circa 10 minuti a guardare dentro l'odore bruciante era svanito. Tuttavia, è l'unica cosa che non si accende. Ho avuto il resto del computer a cui era collegato per il backup e in esecuzione con un alimentatore sostitutivo.

A questo punto sono solo curioso: cosa potrebbe creare un tale botto e non lasciare traccia dopo?

Le batterie al piombo, utilizzate in un UPS, possono esplodere violentemente a causa dell'accumulo di idrogeno.
Il danno meccanico sarà evidente, poiché l'incapsulamento della batteria non sarà riuscito.
Ho messo i miei soldi su questo, se può essere ascoltato dalle stanze di distanza.

Diodi e tracce possono esplodere senza molti danni meccanici o residui. Tuttavia possono suonare come un piccolo fulmine a seconda della capacità della corrente di guasto o, in altre parole, dell'energia lasciata passare dai circuiti di protezione.

I condensatori elettrolitici possono sparire da una scheda, ma tendono a soffocare molto fumo e greggio. Tuttavia, in un server il flusso d'aria potrebbe dissiparlo rapidamente.

I condensatori di tantalio e ceramica vanno in fiamme. Non molto botto.

I resistori mostreranno spesso prima la combustione del PCB. Altrimenti sono esplosi in condizioni di sovratensione e saranno sparsi attorno al recinto, in modo simile ai diodi.

I fusibili esploderanno solo quando la selettività o la capacità di interruzione non sono allocate correttamente.

A giudicare dal volume puro, la mia scommessa è su un condensatore elettrolitico. Questi possono accumulare molta pressione e esplodere violentemente nelle giuste condizioni (sbagliate).

So che hai detto che i cappucci "sembrano buoni", anche se i guasti elettrolitici non sono sempre evidenti a prima vista. A volte si sfogano in cima, con solo una piccola fessura. A volte si sfogano dal basso (rendendolo difficile da notare). I fondi possono avere una "spina" che può fuoriuscire ed è difficile discernere dall'alto. Non ci sarà sempre carbonizzazione / scolorimento o perdita di fluido visibile.

Vorrei controllare di nuovo per guardare sotto i tappi (se possibile). Forse rimuovere i tappi dei fori passanti e ispezionarli da sotto. Controllali con un multimetro per essere sicuro di non aver fallito.

Come altri hanno già detto, qui le protezioni elettrolitiche sono il solito colpevole. Ho avuto una grande luce spenta come una candela romana, sei pollici davanti al mio naso, mentre cercavo una scheda per colpa. Un pennacchio di fumo di 4 piedi è salito proprio davanti ai miei occhi, e sono molto fortunato a non sporgermi un po 'di più dal tabellone.

Se il silicio ha fallito, in realtà può essere difficile da vedere. Un chip che ha subito un botto generalmente ha una piccola ma significativa fossa al centro in cui il dispositivo è saltato. Spesso devi cercarlo davvero, perché spesso non è immediatamente ovvio.

Sono propenso a pensare che un MOSFET sia fallito.

I MOSFET sono le parti più calde di qualsiasi sistema SMPS e possono fallire catastroficamente se surriscaldati. A differenza della maggior parte dei materiali, la cui resistenza elettrica aumenta all'aumentare della temperatura, la resistenza dei semiconduttori a base di silicio, inclusi i MOSFET, inizierà effettivamente a diminuire quando la loro temperatura raggiunge circa 160 ° C e continuerà a diminuire man mano che la temperatura aumenta oltre quel punto.

Questo comportamento insolito significa che quando un MOSFET si surriscalda, entra in un circuito di retroazione in cui la resistenza inferiore fa passare più corrente attraverso il MOSFET, rendendolo ancora più caldo. Questo si chiama fuga termica . Il dispositivo alla fine si guasta in modo catastrofico, con la temperatura che aumenta così rapidamente che spesso esploderà, potenzialmente anche causando un incendio. Un video di un MOSFET che esplode al rallentatore 20 × (registrazione a 600 fps riprodotta a 30 fps) mostra come ciò può accadere.

A causa di questa caduta di resistenza, un MOSFET in genere fallisce quando subisce una fuga termica, potenzialmente assorbendo energia sufficiente a far scattare l'interruttore automatico prima che si autodistrugga completamente.

Probabilmente una parte fallì e permise a grandi correnti di fluire. È possibile che una traccia sia stata vaporizzata in modo pulito dal PCB e / o che sia bruciato un fusibile.

Le grandi correnti fanno muovere e vibrare le cose dalle forze e dalle temperature e possono causare il suono. Ciò è particolarmente vero in situazioni commerciali / industriali in cui sono disponibili enormi correnti di guasto , che in alcuni casi superano la capacità dei normali fusibili di interrompere in modo pulito la corrente, il che può causare l'esplosione del fusibile stesso, che provoca sicuramente un grande scoppio (e schegge di vetro ).

Soprattutto i condensatori, ho lavorato in un luogo in cui i condensatori cinesi difettosi (una società hanno rubato una formula di elettroliti, ma non il tutto ) avrebbero fatto cadere gli alimentatori su base settimanale. Avremmo avuto alcune persone piuttosto preoccupate perché il suono era forte e poi il loro computer si sarebbe spento. Si può dire la maggior parte delle volte perché sembra che ci sia carta stracciata all'interno dell'alimentatore.

Tutto può sciogliersi davvero, ma la maggior parte delle volte sono i condensatori che si degradano e si spengono con il botto. Altri componenti di solito falliscono in fase di progettazione (come non dimensionare un resistore del regolatore di commutazione o un induttore per le correnti appropriate, ma anche in questo caso questi normalmente si sciolgono durante il guasto da quello che ho visto)

Ho anche visto esplodere i transistor più volte.

Ho avuto una staffetta esplosa in faccia per stupidità e ho quasi guardato fuori.

Scommetto che se esaminassi la tua offerta e guardassi tutti i tappi, ne troverai uno che non era del tutto simile agli altri e che sarebbe quello offensivo. Se non riesci a vederlo, ciò non significa che un componente non si sia guastato, prenderei un metro e inizierei a testare i componenti per vedere quale non è riuscito. Vorrei anche guardare sul fondo del PCB, che potrebbe dire più di quello superiore.

Un MOV può anche fare un botto forte. Una volta avevo un alimentatore in cui il MOV non funzionava a causa di esplosione, fumo e odore di gomma calda - se stesse facendo il suo lavoro o avesse qualche tipo di difetto che non conosco. Comunque il produttore non è sembrato sorpreso ma mi ha inviato MOV di ricambio, l'ho sostituito, senza problemi.

Come parzialmente menzionato in altri posti, anche le parti di semiconduttori possono fallire in modo esplosivo, non solo i condensatori di solito sospetti.

Uno dei motivi è che l'effettivo chip a semiconduttore è collegato tramite fili estremamente sottili all'interno del case, con il tutto stampato in un blocco di plastica. Se c'è un'ondata di corrente davvero grave, questo filo può vaporizzare improvvisamente all'interno dei confini della plastica dura, probabilmente creando un arco al plasma da ioni metallici strappati dalle estremità del filo. La pressione e lo stress termico possono avere la meglio sull'incapsulamento di plastica, che tende ad essere pesante sui riempitivi e duroplastico sulle parti dei semiconduttori, quindi non si scioglierà semplicemente ma si romperà.

Se è improbabile che una minuscola lunghezza di filo conduttore sia in grado di creare un tale botto, leggi cos'è un detonatore EBW e cosa può fare :)

Ho avuto uno di quei HP 800 PSU (da un Proliant G4 o G5, dimentico quale) fallire anche con un forte botto. Ho spaventato a morte le persone negli uffici vicino alla sala server.

Sembrava OK alla prima ispezione, ma in seguito ho scoperto che il problema era per lo più nascosto sotto uno dei componenti più grandi sul PCB.
Una delle tracce del PCB 12V si era effettivamente spezzata, lasciando uno spazio di 1 millimetro con qualche danno visibile all'ustione. Il rame era appena sparito. Vaporizzato presumo.
Le tracce rimanenti a sinistra e a destra del gap sono state strappate libere dal PCB per una distanza di circa 8 mm da un lato e 4 mm dall'altro.
Dato che queste tracce possono già trasportare fino a 65 A in queste PSU sotto carico normale, sembra probabile che una certa instabilità abbia causato l'alimentazione della traccia con ancora più potenza a quel punto.
Il suono era probabilmente il rame vaporizzato surriscaldato e la bolla d'aria che si espandevano rapidamente più velocemente della velocità del suono e causando un boom sonico in miniatura.

L'arco metallico lo spiegherà

Considera l'interruttore di rete. In genere hanno un viaggio termico che si aprirà al 110% della capacità del circuito, ma impiega mezz'ora per farlo. Hanno anche uno scatto magnetico che fa scattare l'interruttore in un ciclo o due, ma che non funzionerà al di sotto del 1000% della valutazione dell'interruttore (quindi non inciampa in spunto dall'avviamento dei motori, ricarica dei tappi PSU, ecc.) Naturalmente inciamperà anche su un flusso di corrente più elevato, diciamo 5000%. Quindi contempliamo quello.

Il 5000% di un interruttore da 20A è 1000A. La nostra alimentazione di rete è cosa, 120 V? Sono 120kw o 120.000 joule / sec. Ora un magnum .44, l'arma di Dirty Harry, è di 1150 joule e ne ha ottenuti 6. O erano solo 5? Bene, il tuo cortometraggio sta sbattendo via 100 o 120 di questi al secondo, anche se si spera che l'interruttore stia per inciampare dopo solo un paio di colpi.

Comunque, questo spiegherebbe decisamente il rumore.

Forse una tangente, ma la mia macchina per il caffè (una macchina per caffè espresso prosumer italiana molto bella) ha avuto qualche tipo di guasto elettrico di recente, il che significava che c'era qualche corto da qualche parte, probabilmente nel cablaggio.

Ciò si mostrò attraverso un vero fulmine e un botto incredibilmente forte, che sicuramente sarebbe stato ascoltato nelle stanze. E ovviamente gli interruttori che scattano.

Era così rumoroso che notai che in realtà avevo sviluppato una reazione corporea durante i "test" (cioè, cercando di capire se si trattava di un colpo di fortuna una tantum o di una cosa ripetuta, dopo che è successo di nuovo dopo alcuni giorni); cioè, sono stato fisicamente in grado di accenderlo solo quando indossavo quei soppressori del suono simili a cuffie.

Per farla breve; si è scoperto che alcuni cavi erano solo a breve distanza. In realtà non hai bisogno di alcuna parte per "esplodere". I sintomi erano gli stessi dei tuoi; vale a dire, all'inizio aveva un odore, ma l'odore è scomparso rapidamente e non c'erano segni di bruciatura / carboncino evidenti all'interno, ovunque.

Quindi, senza conoscere la tua macchina, direi di non escludere da qualche parte un corto onesto verso Dio nel percorso 220 V / 110 V.

Raddrizzatori a ponte. Molti alimentatori a commutazione utilizzano un raddrizzatore a ponte sul lato della presa a muro per convertire la corrente alternata in corrente continua. Questa è la prima cosa da vedere un aumento, non assumendo filtri e spesso ha un pacchetto robusto. Quando va, può esserci un cortocircuito nell'alimentazione principale fino a quando non vaporizza internamente.

Procurati un termometro a infrarossi con un angolo stretto e puoi controllare la temperatura dei componenti con esso. Se non è un resistore ed è caldo, la sua durata sta diminuendo.

E potrebbe essere stato l'innesco dell'interruttore quando è scattato, non hai menzionato la sua valutazione.

Forse è un conduttore, come un pezzo di filo di rame o un insetto. Se un filo di rame entra improvvisamente in contatto con 2 binari dell'alimentatore che non devono essere messi in corto circuito, è possibile che si verifichi un arco elettrico. Ad esempio, se dalla ventola arriva un filo di rame che tocca lo chassis e la guida a 12V, tutta l'energia nel condensatore verrà scaricata. Il suono potrebbe essere forte. E la temperatura potrebbe essere abbastanza alta da vaporizzare il rame.