دلیل خرابی پاور کامپیوتر

منبع تغذیه رایانه (PSU) که بیشتر با اسم پاور در بین کاربران شناخته می‌شود، یگانه از حیاتی‌ترین قطعات هر رایانه است. در این مطلب به رسیدگی عمده‌ترین انگیزه ها خرابی این تجهیز می‌پردازیم.

یکی از قطعات کامپیوتر که از جهات مختلف، زیر بیشترین فشارها قرار می‌گیرد، منبع تغذیه (پاور) یا PSU است. این تکه پل ارتباطی برای تبدیل ولتاژ از شبکه‌ی برق شهری به اجزاء گوناگون سیستم کامپیوتر است. بنابراین پاور باید با تمام نوسانات از سمت برق شهری به نحوی برخورد کند که این نوسان به سایر قطعات رایانه منتقل نشود و در شرایطی که دستگاه‌هایی همانند UPS یا Power Conditioner در مدار موجود نباشد، این پیشه زیاد سخت‌تر خواهد بود.

در پاورهای لاغر با کیفیت پایین، نخستین بخش‌هایی که معمولاً آفت می‌بینند، خازن‌های الکترولیتی و فن خنک‌کننده هستند. اما در این مطلب هدف داریم دلایل ویرانی در پاورهایی که از قطعات باکیفیت بهره‌گیری می‌کنند را بررسی کنیم. ولی پیش از نخست کلام اصلی، بگذاریم نگاهی ویژه به احد از اجزاء مهم در پاورهای معاصر بیندازیم: خازن‌های سرامیکی چندلایه یا MLCC.

چند واژه در ارتباط با خازن‌های سرامیکی چندلایه
MLCCها به طور گسترده و معمولاً به خاطر اهداف مربوط به فیلترینگ در مدارهای منبع تغذیه مورد بهره‌گیری قرار می‌گیرند. این قطعات مزایای مختلفی از دسته بها پایین، اندازه‌ی کوچک، میزان پایداری سری برابر (ESR) پایین، قابلیت اطمینان بالا و بردباری اغلب در مساوی دگرگونی ها جریان برق را به مدار اضافه می‌کنند. یگانه از ویژگی‌های جالب خازن‌های سرامیکی چندلایه‌ی نوع High-dielectric (قدرت دی‌الکتریک بالا) تغییر ظرفیت آن‌ها در روبرو ولتاژ DC ورودی است؛ به این صورت که هرچه ولتاژ بالاتر رود، گنجایش آن‌ها کاهش می‌یابد. چیزی که بسیاری از افراد متعلق به بی‌اطلاع هستند این است که خازن‌های MLCC (و تمام خازن‌های سرامیکی دیگر) می‌توانند باعث برپایی Coil Whine شوند.

خازن‌های سرامیکی، پیزوالکتریک هستند. زمانی که ولتاژ ورودی یک انباره سرامیکی بالا یا زیر می‌رود، اندازه‌ی فیزیکی آن خازن نیز تغییر می‌کند و همین مسأله مایه برپایی Coil whine می‌شود که کاربر آن را به صورت صدای نویز می‌شنود.

دلایلی که باعث ایجاد مشکل در پاورهای باکیفیت می‌شوند

مشکلات مربوط به خازن‌های سرامیکی چندلایه

بر بنیاد گزارش منابع، اکثر خرابی‌ها در پاورهای باکیفیت به دلیل ویرانی خازن‌های سرامیکی (MLCC) رویداد می‌افتد. حتی یک MLCC خراب می‌تواند باعث سخت شود و این ویرانی نیز می‌تواند علل مختلفی داشته باشد:

• جابجایی و حفاظت بد (مثلاً مجموعاً گذاشتن نامناسب PCBها در فرایند تولید)
• خم شدن PCB (که می‌تواند در چهره اعمال گرمای بیش از بی گمان در فرایند لحیم‌کاری انبوه رخداد بیافتد)
• لحیم‌کاری بی‌دقت PCB در تعمیرات
• خم شدن پایه‌ها طی استفاده از ساز و برگ آزمایش مدار (ICT Fixture) که در فرایند تولید برای ارزیابی عملکرد درست PCB  استفاده می‌شود
• پیچ‌های بلند برای سوار کردن PCB

شاید این علت غیرمنطقی به نظر بیاید اما در بعضی مواقع، استفاده از پیچ‌های بیش از کران بلند می‌تواند مایه آسیب به PCB (برد مدار چاپی) شود.

آسیب به IC و MOSFET طی اسمبل کردن پاور

اگر خط تولید با سرعتی بیش از حالت معمولی مشغول به شغل شود یا گرمای اعمال شده بیش از بی گمان باشد، شدنی است آسیب‌های کوچکی به آی‌سی‌ها و ماسفت‌ها وارد شود که در طولانی‌مدت (یا تحت شرایط پرفشار) می‌تواند مایه خرابی پاور شود.

ولتاژ بالا و جریان غیرعادی
علاوه بر نوسان ولتاژ که می‌تواند بر نشانه شرایط جوی (مثل آذرخش و برق) یا مشکلات دیگری در شبکه‌ی برق شهری برپایی شود، جریان‌های بالا نیز می‌تواند به علت تقاضای انرژی اتفاقاً (مثلاً در فرایند بالا آمدن سیستم) از برق شهر ناشی شود. این جریان‌های بالا را به اصطلاح «جریان‌های هجومی» می‌نامند و در منابع تغذیه‌ی سیستم، دلیل اصلی به وجود آمدن آن‌ها، هستی خازن در مدارهاست.

ولتاژ بالا و جریان غیرعادی می‌تواند مایه ویرانی چندین قطعه‌ی مختلف از جمله فیوزها، پل‌های یک‌سوساز، دیودها و FETها شوند. حتی اگر پاور به MOV (برای محافظت در مقابل ولتاژ ناپایدار) و ترمیستور NTC (برای محافظت در روبرو جریان هجومی) مجهز باشد، باز هم شدنی است دچار مشکل شود؛ به‌خصوص اگر جهش جریان یا ولتاژ بیش از اندازه بالا باشد.

حمل و نقل اشتباه و شکستگی PCB
اگر شرایط ارسال و ترابری ایده‌آل نباشد و بسته‌ی پاور با مراقبت حمل نشود، ممکن است با مواردی از شکستگی PCB روبرو شوید که مایه ویرانی پاور می‌شوند. به همین دلیل، محافظت از قطعه در داخل جعبه امری ضروری است. لایه‌های ستبر فوم بهترین گذرگاه برای محافظت از پاور (و البته سایر قطعات) در روبرو ویرانی برآمده از ترابری هستند.

بنا بر اطلاعات و احصاء منابع مختلف، ارسال پاورها با ترابری هوایی امکان خرابی در مقصد را به شدت افزایش می‌دهد، زیرا محصولات معمولاً در این حالت به صورت چندین «Master box» در قسمت مسافران هواپیما قرار داده می‌شوند. این طریق ارسال معمولاً ارزان‌تر از ارسال در پالت‌های مختلف با هواپیمای باربری است. تمام رویدادها بارگیری، پیاده کردن، لرزش‌ها و افتادن جعبه‌ها می‌تواند تقسیم زیادی از پاورها را خراب کند؛ به خصوص آن‌هایی که در جعبه‌ی خویش حفاظت خاصی ندارند.