天灾与人祸 主板低温门事件分析(2)

2008-03-03 09:55:09 超频网 【大 中 小】 发表评论

    典型CPU供电模块
    
    MOSFET、电感器、电容器，这三种元件构成了主板CPU供电的主要部分。而在这三种元件中，受温度影响最大、最明显的就是电容器。
    
    电容器是一个很讲究工作温度的器件，因为电容器的容量和ESR（串联等效电阻）等参数都会随着温度的变化而自己改变，其中ESR的变化值则尤其重要。
    
    
    ESR温度变化示意图
    
    在先前介绍电容器的文章中笔者讲过，电容器的阻抗是由容抗、感抗、ESR共同作用决定。尤其是ESR，它在其中扮演了相当重要的角色。无论工作频率高低，ESR都能够对电容器阻抗产生直接影响。
    
    
    电容阻抗与温度变化的关系
    
    和几乎所有事物的电阻变化特点一样，电容器的ESR也会随着温度的上升而降低，随着温度的下降而提高，而电容器的阻抗也就随之变化。
    
    毫无疑问，电容器阻抗越低越好，该数值越低则电容器的滤波效果越好。因此，随着温度的降低，电容器的阻抗开始提高，而滤波效果自然慢慢下降。当杂波增至一定幅度，超出了CPU的承受能力时，电脑就无法正常工作了。这也就是为何在寒冷的冬天，原本好好的电脑突然出现点不亮问题的原因。当电脑通电一段时间后，电流和电阻产生的热量令电容器温度慢慢上升，电容器的滤波能力逐渐恢复，电脑也就正常了。而原本就没有损坏的设备，自然工作得相当稳定。
    
    
    电容内部材料随温度变化的形态改变
    
    看看上面的图，各位可以更容易明白。上图是采用三洋OS-CON电容器和普通铝电解电容器的设备在不同温度下的表现。由于三洋OS-CON电容器具有ESR几乎不受温度影响的特点，因此该设备即使在-20摄氏度也能正常工作。而使用普通铝电解电容的设备则无法在低温下正常运转。注意，这并非说某一类电容器无法在低温使用，若在电路设计上更宽松一些，保证电路在低温下有足够的滤波能力，设备仍然会正常工作，只是这样就增加了成本。
    
    说到这里，可能大家又有新的疑问。为什么去年冬天没有出问题？难道厂商没有做稳定性测试么？其实这也事出有因，原因有二：一为天灾、一为“人祸”。
    外因：天灾与人祸
    天灾
    在这个冬天，我国南方迎来了50年不遇的大雪，天气异常寒冷，造成了十分严重的冻灾。
    
    
    冰灾一景
    
    这样的大雪若出现在干燥的北方其实不会有什么大碍，最多只是打扫积雪而已。但是在南方水乡，由于湿度很大，路面会立刻结出冰层，远比雪地的摩擦力更小。而电线杆和电线也由于大量结冰和积雪而被压垮、拉断，从而造成大面积断电。现在冻灾尚未完全过去，笔者在此祝灾区的朋友们万事顺利。
    
    言归正传，一反常态的寒冷使得习惯温暖的人们措手不及，我国南方城市并不配备暖气，很多家庭也没有购买电暖设备，尤其是学生宿舍更不大可能具有电暖设备，这使得很多地方的室温都低于10摄氏度，甚至不到5摄氏度，这就造成了低温的客观条件。这也是为何出现问题的用户多来自南方的原因。若按照常规年份，北方有暖气，南方温度高，这样室温通常都不会低于15度，也就没机会造成低温门了。

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