Чому сильно нагрівається блок живлення ноутбука

Іноді власники мобільних гаджетів зустрічаються з неприємним явищем - гріється блок живлення планшета або ноутбука, який є зарядним пристроєм для штатної батареї девайсу. Найчастіше це шкідливе явище, з яким можна і треба боротися. Але спочатку треба розібратися у причинах підвищення температури.

Чи повинен грітися блок живлення

Будь-який провідник, яким проходить електричний струм, виділяє тепло. Кількість теплоти визначається законом Джоуля-Ленца:

• Q – кількість теплоти;
• I – сила струму, А;
• R – опір провідника, R.

Очевидно, що чим більший струм і чим більший опір провідника, тим більше теплоти виділяється за проміжок часу. Тепловиділення буде відсутнє лише за відсутності струму, або за нульового опору, що практично здійснити майже неможливо.

Блок живлення ноутбука (схема розібрана далі) складається з провідників та напівпровідникових приладів. Струм залежить, переважно, від споживаної потужності (крім невеликого струму холостого ходу). Тому справний БП завжди грітиметься – як на ХХ (трохи), так і під навантаженням (що більше навантаження, тим вище нагрів).

Нагрівання провідників під впливом електричного струму.

Характерні ознаки перегріву

Хоча певний нагрів мережного адаптера є природним явищем, все ж у робочої температури БП є обмеження. Якщо зарядний пристрій перегрівається, значить, не все гаразд із системою живлення ноутбука, і треба вживати заходів.Ліміт нормального нагріву в технічній документації не вказується, але за нього можна умовно взяти температуру безболісного дотику корпусу блоку живлення. Вона становить приблизно +50 градусів. Якщо до джерела живлення боляче торкатися, значить настав час шукати несправність. Також непрямими ознаками проблеми можуть бути запах горілої ізоляції, перегрітої пластмаси та інші нехарактерні явища під час роботи.

Принцип роботи адаптера живлення та головні причини перегріву

Більшість мережевих адаптерів побудовано за стандартною схемою за принципом імпульсного перетворювача. Вхідна мережна напруга проходить через фільтр і випрямляється діодним мостом (найчастіше, побудованим за двонапівперіодною схемою). Далі випрямлена напруга згладжується фільтром на електролітичному конденсаторі, перетворюється на імпульсне за допомогою комутації первинної обмотки трансформатора транзисторним ключем.

Управління транзистором організовується методом ШІМ, що реалізується на спеціалізованій мікросхемі. Вторинна напруга трансформатора випрямляється випрямлячем на напівпровідниковому діоді та згладжується фільтром. Стабілізація виходу відбувається у вигляді зворотний зв'язок. Щоб підвищити середню напругу на вторинній обмотці трансформатора, контролер ШІМ збільшує час відкритого стану ключа (ключів для двотактної схеми), щоб знизити вихідну напругу, відповідно, зменшує час.

Структурна схема ПК для ноутбука.

Характерні джерела тепловиділення можна розглянути на прикладі принципової схеми блоку живлення, побудованої на такій основі.

Схема одного з варіантів живлення для ноутбука.

Первинний силовий ланцюг БП містить:

• вхідний фільтр (L1, F1, N1, C1, R1, R2);
• первинний двонапівперіодний випрямляч GBL06;
• первинну обмотку трансформатора T1:
• ключовий транзистор Q1.

Вторинний силовий ланцюг містить:

• вторинну обмотку трансформатора T1;
• вторинний випрямляч MBR100CT;
• елементи вихідного фільтра

З наведеної вище формули Джоуля-Ленца видно, що для того, щоб елемент активно виділяв тепло, він повинен мати значний опір і через нього повинен текти значний струм, тому внесок елементів вхідного та вихідного фільтрів у загальний нагрів невеликий. чим більше навантаження, тим інтенсивніше) первинний та вторинний випрямлячі, імпульсний трансформатор, ключовий транзистор. Також трохи гріються елементи зворотного зв'язку та мікросхема ШІМ, але їх внесок у загальний нагрів також малий. Головною причиною перегріву є перевищення номінальної межі струму, споживаного навантаженням – батареєю та самим ноутбуком.

Невідповідний зарядний пристрій

Якщо разом з ноутбуком використовується мережевий адаптер від іншого гаджета, може виявитися, що потужності БП не вистачає. буде спостерігатися перегрів БП. Особливо це характерно для дешевих моделей, де захист від перевантаження організований за допомогою запобіжника. грубуватий і неточний, запобіжник спрацьовує лише за значному перевищенні струму.

Шильдик із параметрами адаптера.

Пошкоджений або несправний адаптер живлення

Підвищена температура може бути спричинена і внутрішньою несправністю адаптера.Для схеми, наприклад, підвищений витік конденсаторів фільтра (як первинного, так і вторинного) може викликати додатковий нагрівання діодного моста (конденсатор стане для нього додатковим навантаженням). А при міжвитковому короткому замиканні первинної обмотці трансформатора T1 нагрівається як сам імпульсник, так і ключовий транзистор Q1. Несправностей, що призводять до підвищення температури, буває багато, і більшість з них призводять до порушення нормальної роботи адаптера. Тому для первинної діагностики можна виміряти напругу на виході БП. Якщо воно відрізняється від номінального, значить, зарядний пристрій однозначно потребує діагностики та ремонту.

Вимірювання напруги живлення ноутбука.

Несправна батарея ноутбука

Підвищений струм та нагрівання джерела живлення може бути наслідком несправності одного з елементів батареї. Такі ситуації відстежуються контролером заряду, та його можливості обмежені. Не виключені ситуації, коли контролер вважатиме проблемну банку справною (наприклад, при несправності самої схеми управління), і підключення батареї до мережного джерела викличе надток і надмірне нагрівання.

Один або кілька елементів батареї можуть бути несправними.

Невідповідний акумулятор

Якщо батарея ноутбука має велику ємність у порівнянні з тією, для якої призначалося джерело живлення, при глибокому розряді споживаний струм може спричинити перегрів. Якщо неможливо замінити адаптер, доведеться сподіватися на те, що акумулятор незабаром підзарядиться, струм впаде до прийнятних значень і за цей час не спрацює захист і БП не вийде з ладу.

Інша ситуація – якщо батарея розрахована на нижчу напругу, ніж на виході адаптера.У цьому випадку струм може бути надмірним, під час зарядки він не впаде. Це може вивести як зарядний пристрій, так і контролер акумулятора і викликати перезаряджання елементів батареї. Виходом може стати застосування універсального ЗУ з перемиканням вихідного рівня.

Занадто висока температура навколишнього середовища

Навіть у справного та джерела живлення, що експлуатується відповідно до параметрів виробника, існують обмеження за умовами використання. Найважливіше обмеження – температура довкілля. Якщо струм не перевищує допустимий, але БП зазнає впливу прямих сонячних променів або поруч розташовані потужні джерела тепла (опалювальні прилади тощо), це може призвести до сильного перегріву. Наслідки будуть тими самими.

Способи знизити температуру адаптера

Якщо перегрів зарядного пристрою викликаний впливом навколишнього середовища, знизити температуру можна припиненням цього впливу:

• усунути адаптер у тінь від прямого сонячного випромінювання;
• вимкнути опалювальні прилади;
• перенести БП подалі від джерел тепла.

Через деякий час температура адаптера прийде в норму, і це станеться швидше, якщо його відключити від ноутбука (попрацювати деякий час від батарей або зробити паузу).

Якщо адаптер нагрівається з будь-якої іншої причини, зазначеної вище, його треба негайно відключити від гаджета та розібратися, у чому річ.

Якщо блок живлення не розрахований на навантаження, далі його експлуатувати не можна і треба шукати заміну.

Якщо номінальна потужність зарядника достатня, то проблема швидше за все криється в несправності самого БП або ноутбука (блоку акумуляторів). Несправність бажано та можливо локалізувати.Якщо є інший БП, що підходить за параметрами, можна спробувати від нього запитати і протестувати його на нагрівання. Якщо все гаразд, значить несправність у попередньому мережевому адаптері. Якщо підмінний БП також сильно нагрівається, значить проблема в ноутбуці. Можна зняти блок батарей і запитати ноут від адаптера. Якщо нагрівання припиниться, значить велика ймовірність поломки модуля акумуляторів. Якщо ні – це несправний сам комп'ютер. У будь-якому з цих випадків знадобиться діагностика та ремонт або БП (часто простіше замінити), або комп'ютера.

Чому на комп'ютері почав сильно гріється блок живлення

Блок живлення знаходиться всередині комп'ютера і його практично не бачить. Але іноді при випадковому дотику до корпусу ПК в районі розташування джерела напруги виявляється, що один з найважливіших вузлів працює в ненормальному температурному режимі. До того ж висновку можна дійти, ненавмисно підставивши відкриту частину тіла струмені повітря з кулера. Такий режим вважається ненормальним і може призвести до виходу БП із ладу. Причину перегріву треба терміново виявити та усунути.

Яка температура вважається нормою і як зрозуміти що БП вийшов за її межі

У більшості блоків захисту від перевищення температури немає, але в пристроях, де така функція є, відключення БП відбувається близько 50 град.С. На цю цифру можна орієнтуватися при визначенні нормального режиму експлуатації.

Визначити її не так просто, адже датчики температури у БП не передбачені. Насправді, способи є. Відчувши незвичні відчуття під час роботи ПК, можна спробувати провести попередню діагностику однією з методів.

1. Оцінити температуру повітря, що видується, або корпусу БП можна рукою. У кожної людини чутливість індивідуальна, але у більшості температура в 35...45 град.С відчувається як тепло зростаючої інтенсивності, а 45...50 градусів відчувається як підвищена температура, яку важко терпіти. Доторкнувшись до корпусу БП (або комп'ютера у місці, де встановлений блок живлення), можна провести оцінку ступеня нагріву.
2. Якщо є термометр – звичайний чи безконтактний (пірометр) – режим блоку живлення можна визначити точніше та безпечніше. Інфрачервоний пірометр.
3. Ще один варіант – термометр, вбудований всередину комп'ютера. Раніше на передню панель виводилася переважно температура процесора. Зараз визначення теплового режиму ЦПУ покладається на внутрішні датчики, тому датчик термометра мають у своєму розпорядженні, наприклад, на корпусі жорсткого диска. А можна зміцнити його на стінці блока живлення. Індикатор термометра на передній панелі корпусу ПК.

Важливо! Щоб уникнути опіків від високої температури, підставляти руку під струмінь повітря треба на значній відстані, поступово наближаючись, не допускаючи хворобливих відчуттів. Температуру поверхні треба починати визначати обережним поплескуванням.

Причини та можливі наслідки перегріву

Джерел нагріву в блоці живлення багато. Будь-який провідник, яким проходить струм, виділяє тепло – закон Джоуля-Ленца працює без збоїв. Резистори (справні конденсатори – набагато меншою мірою), напівпровідники, намотувальні елементи, навіть доріжки друкованої плати – все це більшою чи меншою мірою виділяє теплоенергію. Інше питання, що в правильно обраному БП це тепло ефективно відводиться повітряним потоком вентилятора, а компоненти, що особливо гріються (ключові транзистори) забезпечені додатковими тепловідведеннями.

Потужні ключові транзистори джерела живлення, встановлені на радіаторі через пружні теплопровідні прокладки.

Якщо вентилятор перестає створювати повітряний потік, передбачений розробниками, це може стати однією з причин перегріву блоку живлення комп'ютера. Викликано це може бути зношуванням підшипників осі кулера або відсутністю мастила в них. Швидкість обертання уповільнюється, інтенсивність відведення тепла у своїй знижується. Більше того, вентилятор сам стає джерелом додаткового тепловиділення - через зростання тертя і за рахунок того, що обмотки електродвигуна додатково нагріваються через збільшене навантаження на вал.

Інша причина зниження ефективності обдування – зниження перерізу повітряного тракту через попадання пилу та сторонніх предметів у вентиляційні отвори та вихід вентилятора.

Забиті пилом вентиляційні отвори.

Ще одна поширена причина перегріву - перевантаження блока живлення по одному або кількох каналах напруги. Зазвичай це відбувається після модернізації комп'ютера без заміни БП, якщо сталася помилка в оцінці запасу потужності. Наприклад, встановлення більш продуктивної (отже, більш енергоємної) відеокарти призведе до збільшення енергоспоживання, але не завжди до постійного.

Так, у деяких випадках можна помітити, що під час ігор гріється блок живлення, а в режимі простої температури в межах норми. Це означає, що старий БП не витягує нову графічну карту. Для діагностики цієї проблеми треба заміряти струми кожного каналу напруги (наприклад, по всіх ланцюгах +12 вольт) в максимальних режимах. Зробити це можна за допомогою вимірювальних кліщів постійного струму.Підсумувавши навантаження можна зробити висновок про споживану потужність і порівняти її з номінальною характеристикою БП. Програмам типу Everest довіряти в цьому випадку не можна – вони заміряють споживання лише на ланцюгах, де встановлені датчики.

При аналізі причин підвищеного нагріву блоку живлення треба мати на увазі, що повітря, що охолоджує, він засмоктує з внутрішнього простору корпусу ПК. Якщо це вже має високу температуру через те, що перегріваються інші тепловиділяючі елементи комп'ютера (процесор, графічна карта тощо.), це теж привіт зниження ефективності охолодження БП і його перегріву.

Відеокарта зі здвоєним кулером.

Якщо помічено, що блок живлення комп'ютера сильно гріється після ремонту, не можна скидати з рахунків, що фахівець неуважно поставився до посадки ключових транзисторів на радіатори - не притягнув їх гвинтами щільно або поклав термопасту в недостатній кількості. В цьому випадку температурний режим напівпровідникових елементів буде ненормальним і виникне локальний перегрів.

В інтернеті можна знайти думки «експертів» про те, що зайве нагрівання БП призведе до уповільнення роботи операційної системи, збоїв у роботі програм тощо. Насправді температура БП ніяк не пов'язана з програмним забезпеченням. Або блок живлення працює (нехай і у важкому режимі) і забезпечує живлення комп'ютера, або не працює і комп'ютер вимикається. Але якщо перегрів призводить до тимчасового зникнення однієї з напруг живлення, то можуть спостерігатися регулярні несанкціоновані відключення і перезавантаження комп'ютера.

Наслідок перегріву один – блок живлення вийде з ладу.Через підвищену навколишню температуру і нагрівання електроліту можуть здутися і розгерметизуватися оксидні конденсатори. Може не вистачити ефективності тепловідводів для потужних ключових транзисторів і вони також вийдуть з ладу. Зайва температура шкідлива для будь-яких напівпровідникових (транзистори, діоди), пасивних (резистори, конденсатори) та намотувальних (трансформатори, дроселі) елементів і призведе до скорочення терміну їхньої служби.

Як вирішити проблему

При виявленні симптомів перегріву треба з'ясувати причину, що викликала проблему. Після цього можна приступити до її усунення.

Найпростіший варіант – якщо забився пилом повітряний тракт БП (чи закритий сторонніми предметами). Тоді несправність усувається простим очищенням отворів від пилу або видаленням випадково потрапив туди стороннього вмісту. Робити це треба пензлем. Допомогти в цьому може балончик зі стисненим повітрям або пилосос.

Очищення вентилятора від пилу.

Якщо в підшипниках вентилятора відсутнє мастило (це можна визначити за рівнем шуму), треба відновити його запас. Краще застосувати склад на основі силікону, але можна використовувати автомобільні масла (трансмісійне або моторне), графітове мастило на загущеній основі або звичайне машинне масло.

Силіконове мастило для підшипників.

Якщо цього не зробити, підшипники незабаром зносяться, шум ще більше зросте, а ресурс вузлів обертання зменшиться. Тоді простим мастилом проблему не вирішити і буде потрібно заміна кулера або підшипників. Якщо у вентиляторі застосовані підшипники ковзання, то заміна втулок може не дати довготривалого результату, тому що зношується також і вісь.

З відео дізнаєтеся як краще позбутися пилу в БП.

Якщо підвищена температура БП викликана засмоктуванням перегрітого повітря із внутрішньокорпусного простору, треба виявити плату, що викликає нагрівання. Найчастіше це відеокарта чи процесор. Визначити температуру цих компонентів можна за допомогою спеціальних програм, наприклад AIDA64 (Everest) - за умови, що датчики температури встановлені. У більшості випадків зайве нагрівання викликане скупченням пилу всередині кулера. Її треба видалити за допомогою кисті та пилососа.

Скріншот вікна програми AIDA64 Engineer з даними датчиків температури.

Можна оглянути силові елементи щодо правильного кріплення на радіатори. Якщо гвинти з вини халатного ремонтника погано затягнуті або відсутні, треба щільно пригвинтити транзистори до тепловідводів, поклавши туди достатню кількість термопасти. Деякі «фахівці» рекомендують заміну теплопровідної пасти, але цей спосіб ніякого ефекту не дає, якщо нанесений склад у необхідному дозуванні.

Чим вище показник теплопровідності, тим ефективніша паста.

Коли краще замінити блок живлення

Якщо причина перегріву БП – навантаження, він підлягає заміні. Жодні інші заходи не допоможуть. Якщо БП при цьому повністю справний, йому можна знайти подальше застосування - наприклад, як зарядний пристрій або блок живлення (можливо, знадобиться невелика доробка).

Також у багатьох випадках утилізують БП і купують новий, якщо вийшов з ладу вентилятор і немає можливості знайти новий (наприклад, витягти вузол з БП-донора).Взагалі, ремонт джерел напруги живлення в багатьох випадках вважається економічно недоцільним, тому несправний БП зазвичай замінюють новим.

Чим швидше буде проведено діагностику та пошук причин ненормальної роботи джерела живлення та їх подальше усунення, тим краще. Відремонтувати комп'ютер у плановому режимі зручніше, ніж отримати несподіваний вихід з ладу у невідповідний момент. Тим більше, що при своєчасному ремонті фінансові витрати зазвичай набагато нижчі.