Замена "LowESR" на "полимерные"

Как-то ненавязчиво пришлось обратить внимание на веяния новых времён. Всё больше и больше, топовые и не очень, производители материнских плат применяют в цепях питания процессоров новый тип электролитов, т.н. PSA (Polymer Solid Aluminum) - алюминиевые электролитические конденсаторы с твёрдым полимерным электролитом. Более того, всё больше и больше анонсируется MoBo, в которых традиционные электролиты отсутствуют вообще, т.е. эти PSA не только в цепи VRM, а раскиданы по всей плате. Это новые серии Gigabyte, к примеру.

Достоинства subj озвучены:

- ультранизкий ESR
- практически полное отсутствие какой либо зависимости ESR от внешней температуры
- сверхдолгий срок службы
- очень высокие значения допустимых токов пульсаций при гораздо меньшей ёмкости, если сравнивать с традиционными электролитами LowESR, применяемыми в цепи питания ядра процессора.
- возможность заменять несколько штук традиционных электролитов одним таким электролитом PSA.

Мой интерес к данной теме сугубо прикладной: хочется перепаять кондюки в цепи питания процессора на двух своих материнках, на эти самые "полимерные". Встал вопрос: как рассчитать адекватную замену?

Поиск Яндексом и Гуглем в течении 2-х ночей, мегабайт 200 прочитанных PDF на аглицком, и разговор с ведущим специалистом одной из столичных фирм-импортёров таких кондюков, по сути ничего не дали. Одни только отрывочные моменты, позволяющие хоть как-то, по крупицам, выудить из всемирной паутины то самое искомое соотношение замены.

Я мыслю так:

- считаем допустимый суммарный ток пульсаций старой линейки конденсаторов, в цепи питания ядра процессора
- также считаем суммарную ESR
Новых полимерных электролитов надо (исходя из этих условий) намного меньше. Можно даже сделать +1шт к подсчитанному количеству, дабы дать запас. Для порядку и собственного спокойствия.

А вот главный вопрос: как подсчитать адекватную новую ёмкость? Новой линейки, из новых полимерных конденсаторов?
Или критериев суммарного тока пульсаций и суммарного ESR вполне хватает? И стоит опираться только на них, принимая рассчитанную новую ёмкость линейки "как есть"? Напомню: речь идёт о конденсаторах VRM, после мосфетов.

Двухночный поиск в инете дал такое косвенное соотношение:

- в одном примере, 8шт традиционных кондюков LowESR с жидким электролитом, 330 мкф, меняются на 3 шт полимерных (PSA), такой же ёмкости 330 мкф.

- в другом примере, на форуме badcups.net, я встретил упоминание о том, что один из производителей видеокарт, заменил в более поздней ревизии своей карточки, традиционный кондюк 1000 мкф на 330 мкф полимерный.

То есть, соотношение где-то 3 к 1, оно воспроизвелось также в разговоре со спецом фирмы (см. выше).

Одна из моих предыдущих материнок, ABIT NV8, имеет в цепи питания Атлона сок.754, 5 шт кондюков полимерных 820 мкф. Причём впаяны они на посадочные места традиционных. Этих посадочных мест шесть. Если предположить, что было запланировано 6 штук по 3300 мкф, суммарно 19800 мкф, получается соотношение 4,8 крата.

Не сходится. А как бы хотелось иметь готовую таблицу соотношений!

Итак, как правильно рассчитать замену традиционных конденсаторов LowESR на полимерные электролиты? Какие у кого есть мысли?

(Прошу сильно не пинать, если допускаю какие-либо "ляпы". По электронной части в институте не обучался, к сожалению)

C PSA не знаком, но, ИМХО, каким бы ни был сверхнизким ESR, емкость должна иметь определенное значение для обеспечения стабильности в переходных режимах, т.е. при резкой смене тока нагрузки. По своему субъективному мнению считаю уменьшение емкости более чем в три раза нежелательным...(... т.е. согласен с отношением 1:3 - поправка для Root):)

Alles Luge...

Аватар пользователя Root

Dmitry-r
из чтения различных даташитов на PWM я вынес, что есть минимальная необходимая емкость и максимальный допустимый ESR. Вот и получается примерное отношение 1:3.

pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/42499/SEMTECH/SC1164CSW.html


Полагаю, что Semtech'овцы данные числа взяли не от балды :)

Аццкий ромбовод {:€
Я пока не волшебник - я только учусь! :-P

Аватар пользователя Highlander

Согласен, по моему опыту также не стоит слишком сильно уменьшать емкость - в три раза максимум, если есть возможность, то лучше все же запас сделать.

При замене алюм. конденсаторов на алюминиевые я смотрю на 3 параметра - рабочее напряжение конденсаторов, емкость батареи и ЭПС (то же что и ESR) батареи. С напряжением думаю и так понятно, остаются два фактора - емкость ВСЕЙ батареи и ЭПС ВСЕЙ батареи. Замену ИМХО подбирать лучше так, чтобы емкость оставить прежней при как можно меньшем ЭПС (в том числе и варьируя количеством конденсаторов), но не стоит забывать, что тепло от конденсаторов еще отводить надо...

А вот насчет замены, при которой прошлую емкость просто не получить разумным методом... Пока думаю так: необходимо, чтобы при изменении тока нагрузки и выбросе напряжения конденсаторы его сгладили (не забываем про заряд по экспоненте) за счет своей емкости с учетом того, что няпряжение должно "просесть" за счет выходного сопротивления источника с учетом еще и собственного сопротивления конденсатора (ЭПС, импеданса, если быть еще точнее) на время, достаточное для разряда индуктивности...

Дальше думать голова не варит, просьба не пинать сильно если что глупое ляпнул или тчо-то не очень в тему, просто мысли мои сонные по этому вопросу, это ведь как-никак форум:) Если что не так, пожалуйста скажите, я подправлю свой пост.

Добавлено спустя 10 минут 15 секунд:

Елси кому-то интересны формулы для расчета - смотрим даташит на ADP3180, 14 страница (analog.com/UploadedFiles/Data_Sheets/426634141ADP3180_a.pdf)

wiki.rom.by - здесь специально собраны ответы на большинство вопросов!

Когда другие уже закончили, процессоры Intel (R) Pentium (R) продолжают работать, работать и работать...

Принесли тут видяду GF5600 на ней 8 штук PSA конденсаторов. Беленькие такие, на поверхность припаяны. Семь из них вспухли. Поменял все на обычные.

Расковырял, обычный мокрый электролит. Производители подделок по всей видимости не спят. Быстренько обычные кондеры раскрасили под PSA.

Прошу прощения за отсутствие! Работа, сами понимаете ...
Итак, продолжим?

Благодарю всех ответивших! Я понимаю, что тема такой замены традиционных электролитов LowESR на полимерные, волнует не многих. Без лишней скромности, как я понял, я один озадачился вопросом такой замены, и правильного расчёта параметров замены. Я смотрю инет по этой теме, и что-то не нахожу похожего. Вообще ничего. Два случая описаны у буржуев, но там такого въедливого подхода к расчёту я что-то не видел. :oops:

Это, как бы, для энтузиастов. В серийном ремонте МоБо такое никак не окупится. Только для себя. Или для понимающих друзей, желающих предельной надёжности для своих девайсов. И понимающих, что такие кондёры стОят ощутимо дороже традиционных.

Ну вот. Для начала, классика жанра, моя личная АБИТ BX133-RAID. Куплена в НИКСе в отделе б/у, часть конденсаторов уже была перепаяна. Сейчас на ней полная "солянка" из разномастных кондёров, новых и старых. МоБо работает, однако не так стабильно, как этого бы хотелось. Бывает, плохо заводится.

Ход моих мыслей.

PDF'ов выкачано много, прочитанного в инете ещё больше. К сожалению, не могу приводить прямые ссылки на тот или иной PDF, ибо они сохранены на винчестер, и их у меня уже очень много. Поэтому, придётся поверить "нАслово".

Все производители утверждают, что главное - это ESR и Ripple Current, а вот ёмкость вторична. Потому, что способность полимерного конденсатора сглаживать пульсации в разы больше, чем у традиционного электролитиического. Даже лучше, чем у тантала.

Sanyo, в доках на свои полимерные конденсаторы (OSCON) прямо приводит соотношения до 1:10. Если по Ripple, 1:7 .

У традиционного электролита LowESR, приемлимые значения ESR и Ripple Current достигаются при очень высокой ёмкости конденсатора. Полимерные от этого свободны. Потому и смущает многих столь низкое значение ёмкости, получаемое при расчёте замены кондёров в VRM на полимерные.

Возвратимся к моей ABIT BX133-RAID.
Даташит на драйвер VRM на ней (RС5058М), даёт рекомендованые значения для C-in и C-out.
C-in = 3 шт Sanyo 10MV1200GX
C-out = 12 шт Sanyo 6MV1500GX, при ESR одного кондёра = 44 мОм

Таких серий у Sanyo уже нет, даташиты вне Sanyo не искал.
Смотрим-считаем параметры батарей кондюков по примерному современному аналогу у Sanyo:
С-in = ESR 20,7 Ripple 3150
C-out = ESR 3,7 Ripple 15000

OSCON'ы мне пока-что недоступны, планирую запаять полимерные от производителя попроще, Hitano. Серия ERS.
Поддаёмся уговорам производителя, и откидываем суммарную ёмкость на второй план. Стараемся остаться в том же диаметре кондёров, 8 мм.

Рассчитал так:

C-in = 1 (!) шт 330х10В, ESR и Ripple перекрывают "традицию", = 17 мОм / 3950 мА. Наверное, поставлю всё же парочку. Должно получиться ещё лучше.

С-out = 4 шт 560x4V, суммарно = ESR 3,25 Ripple 18080 мА
Полученное соотношение старой и новой ёмкости = 18000 к 2240. Т.е. 1 к 8. Учитывая то, что АБИТ использовала не 12, а 9 шт конденсаторов в C-out, получается 1 : 6.
ИМХО, нормально. Sanyo, в брошюре на ОСКОНы, даёт соотношение до 1 : 10.

В принципе, уже решился на такую замену. С получки, поеду за кондюками. Прошу критиковать вышеприведённый расчёт, если у кого есть мысли на тему.
-----------------------------------------------------------------------------

Lenchik
Производители подделок по всей видимости не спят.

Не, не так.
Это обыкновенные электролиты в формате SMD.
Насколько я понял, обычные LowESR SMD, имеют чёрно-белую маркировку.
Полимерные всё больше цветным шрифтом замаркированы.
А так похожи, да.

Нighlander
Замену ИМХО подбирать лучше так, чтобы емкость оставить прежней при как можно меньшем ЭПС

Ну да, как же без ёмкости-то?
Вот только никак не набрать ту же ёмкость полимерными конденсаторами. Любой прайс или PDF покажет, что значения ёмкостей традиционных LowESR и полимерных конденсаторов совершенно несопоставимы друг с другом.
Полимерные на то и содавались, чтобы делать всё тоже самое, только при меньших в разы габаритах и ёмкостях. И при меньшем числе кондюков.
Благодарю Вас за ссылку, в мою коллекцию.

Ремонтник-любитель.

Аватар пользователя Highlander

Не за что:) Да я ведь и писал про замену обычнрых электролитов - чтобы показать ход мыслей.

wiki.rom.by - здесь специально собраны ответы на большинство вопросов!

Когда другие уже закончили, процессоры Intel (R) Pentium (R) продолжают работать, работать и работать...

Аватар пользователя Root

Николай_александрович
Большое спасибо за проведенные исследования - никаких особых изъянов в мыслях не вижу.
Хотя просмотрев даташиты на ШИМки я обнаружил, что в явном виде емкость фигурирует в некоторых расчетах:( напр., раздел Inductor Selection, из которого явственно следует что максимальная индуктивность должна быть меньше, чем некая f(емкости_батареи_конденсаторов). Емкость мы явно уменьшаем => не должны ли мы поменять заодно и дроссели? Посему хотелось бы хотя бы примерных выкладок, основанных на формулах с DS...
Для себя любимого - ссылка на DS для RC5058M


Цитата:
Это обыкновенные электролиты в формате SMD.

полностью поддерживаю. Пока тов. Lenchik не привел конкретные данные конденсаторов, не вижу смысла обращать внимания на его пост.
Цитата:
Таких серий у Sanyo уже нет, даташиты вне Sanyo не искал.

надеюсь, что это не лень или неумение искать. Благо показали Вы себя с хорошей стороны :)
Моя логика:
а) заходим на secc.co.jp/english/products/capacitor/alm/download.html
б) обнаруживаем, что серии у санье маркируются как ME-CA, CE-FC и т.д.
Order code - 50ME220FA (дял ME-FA).
в) очевидно, что упомянутая серия - MV-GX
г) гугль и вуаля!
bdent.com/specifications/sanyo/mv-gxe.pdf

Аццкий ромбовод {:€
Я пока не волшебник - я только учусь! :-P

Цитата:
надеюсь, что это не лень или неумение искать

Как раз лёгкая здоровая лень, обусловленная некоторой усталостью после поисков, и пониманием того факта, что Sanyo просто переименовал серию согласно обозначений своей новой линейки. В ДШ на VRM, ESR для V-out было прямо указано, посмотрел ДШ новых серий, нашёл аналогичную. Параметры полностью совпали, с приведёнными Вами из ДШ на старую серию. Я последовал своей логике и не ошибся.

Цитата:
обнаруживаем, что серии у санье маркируются как ME-CA, CE-FC и т.д.

Ну, тут уж Вы прямо обижаете, уважаемый. Неужели Вы допускаете, что человек, углубившийся в такие дебри, не в состоянии выделить из слова 6MV1500GX два сочетания, MV и GX ?:)

Цитата:
из которого явственно следует что максимальная индуктивность должна быть меньше, чем некая f(емкости_батареи_конденсаторов). Емкость мы явно уменьшаем => не должны ли мы поменять заодно и дроссели?

Вы безусловно правы. Я видел, разумеется, этот раздел в ДШ, хотя внимания на него не обратил. Должны и индуктивности измениться, раз уж так сильно меняется ёмкость.

Вот тут белый пароход светлой мечты:) и натыкается на чёрный айсберг реальности. Ибо:
- для расчёта Lmin мне нехватает осцилографа, дабы померять частоту работы конвертера
- для расчёта Lmax мне нехватает знания того, какой же Duty Cycle заложил туда АБИТовский разработчик, а также соотношения тока минимум/максимум и толерантности выходного напряжения к выходному току.
- и, самое главное : где же искать эти чёртовы новые индуктивности???

Уважаемый Root всё же хочет, чтобы я из "ремонтника-любителя" ненавязчиво так вырос в инженера-электроника или VRM System Designer'а ? Моё хобби уже ненавязчиво так разрослось до такого состояния, что мне уже весьма нехватает:
- приличного осциллографа
- паяльной станции монтажа/демонтажа
- ещё одной паяльной станции (которая ЭРСА) для пайки микроволной
Были бы деньги на такое развитие хобби - всего бы накупил, и самого лучшего.

Спасибо Root, за то, что остудил мой первоначальный пыл.
А как всё славно начиналось, да? Расчитать и поменять конденсаторы, и дело в шляпе.

Остаётся, разумеется, мыслишка - просто взять и тупо поменять кондёры, по расчёту выше. Ничего не делая с индуктивностями. И посмотреть, что будет.

Провести, так сказать, "эксперимент". Потому что, с индуктивностями, если всё по ДШ делать, боюсь я не осилю.

С уважением.

Ремонтник-любитель.

Точно, те что вспухли, были черно белые. Но насчет данных там слабо очень. Только емкость и напряжение, даже производителя не видно.

Видяху тут опять принесли, один кондерчик подпух. Ну взял я для донора материнку Foxconn 865A01 У неё на питании проца стоят конденсаторы вперемешку. Половина Rubycon 1500х6.3 половина, вместо названия фирмы буква F с черточкой сверху и снизу, оболочка желтая, исполнение обычное с ногами, написано примерно так F -50° C +105° C 4v470uF C другой стороны М и ниже 42517. Больше ничего нет.
Конденсатор вспухший стоит на входе импульсного стабилизатора. Подкинул рубикон на 1500, пульсации на осцилографе примерно 0.2 вольта. Рубикон отпаял, припаял желтеньки на 470 микрофарад, пульсации уменьшились до 0.1 вольта.

Скорей всего жельтенькие были полимерные, раз втрое меньшая емкость вдвое лучше скглаживает пулсации. И диапозон рабочих температур у них хороший.

Хотя в жолтой оболочке обычно бывают кондеры с маленькой утечкой.

Николай_александрович писал(-а):

- для расчёта Lmin мне нехватает осцилографа, дабы померять частоту работы конвертера
- для расчёта Lmax мне нехватает знания того, какой же Duty Cycle заложил туда АБИТовский разработчик, а также соотношения тока минимум/максимум и толерантности выходного напряжения к выходному току.
- и, самое главное : где же искать эти чёртовы новые индуктивности???

-частота работы конвертора определяется задающим резистором контролера
-индуктивности -перемотать

Вечером проверю в микрокапе изменение параметров при изменении ESR|C батареи.

Отправить комментарий

Содержание этого поля является приватным и не предназначено к показу.
  • Разрешённые HTML-теги: <a> <em> <strong> <cite> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <img>
  • You can use BBCode tags in the text. URLs will automatically be converted to links.

Подробнее о форматировании текста

Антибот - введите цифру.
Ленты новостей