Как найти кз на плате

Найти короткое замыкание на плате

После того как вы закончили собирать ваше устройство, запаяли последний элемент в плату, не торопитесь сразу же его включать. Приготовьте мультиметр, откройте принципиальную схему и описание схемы.

Сначала нужно проверить правильность монтажа, проверить на КЗ (короткое замыкание). Если вы считаете что все элементы запаяны верно, и КЗ после прозвонки вы не обнаружили, то можно очистить дорожки от остатков канифоли, и подавать питание, но сначала стоит проверить сопротивление цепи питания, если оно подозрительно большое, и если это не оговорено в собираемой вами схеме, то не торопитесь включать схему, перепроверьте еще раз. Правильно ли собрали диодный мост, соблюдена ли полярность при запаивании конденсаторов в цепи питания и т.д.. Если собираемое вами устройство потребляет большой ток, от 1 ампера и выше это говорит о КЗ или неправильно запаянных элементах, бывают и исключения, например преобразователи напряжения кушают 2-3 ампера на холостом ходу. Можно последовательно цепи питания включить маломощный постоянный резистор на несколько ОМ, это может спасти устройство от выхода из строя. Если в схеме стоят мощные транзисторы или микросхемы, которые крепятся на радиатор, не забудьте их изолировать друг от друга. При первоначальном включении устройств соблюдайте осторожность, так как диоды и электролитические конденсаторы при неправильном включении или превышении напряжения могут взорваться. Причем конденсаторы обычно взрываются не сразу, а сначала некоторое время греются. Не оставляйте без присмотра включенные и еще не настроенные устройства.

Поиск неисправностей

Прежде чем приступить к поиску неисправностей, если прибор который ремонтируете вам не знаком, нужно в первую очередь получить как можно больше информации об этом устройстве, что за устройство, или что за узел (БП, усилитель, или иное устройство), и нужно достать описание и схему этого устройства. Прежде чем доставать и начинать откручивать плату, приглядитесь, нету ли ничего лишнего внутри корпуса, оторвавшегося куска, осколка и пр. Не забывайте проверять даже такие элементы схемы как выключатель или разъем питания.

Прежде чем начать ковырять плату, разрядите все конденсаторы в том числе и высоковольтные керамические, разряжать нужно резистором примерно в 100 Ом. Если вы забудете это сделать, то при случайном КЗ, или даже во время прозвонки, отпаивания радиодеталей, последствия могут быть ужасными, могут полететь еще элементы, да и сами можете пострадать. Это очень важно!

Проверку всегда начинают с питания и проверки напряжений, проверьте напряжение в сети, предохранитель, далее блок питания. Проверьте напряжения на выходе блока питания и по возможности ток на выходе. Бывает что напряжение в норме, а если подключить лампочку или резистор, напряжение резко проседает или вовсе, БП уходит в защиту. Если окажется что напряжение ниже чем нужно или его нет вовсе, то проверяем диодные мосты, далее стабилизатор напряжения – если такой стоит, транзисторы, если они в схеме имеются. Иногда даже самым простым мультиметром удается найти неисправность в схеме. Проверку и поиск неисправностей нужно всегда проводить с отключенным от устройства питанием! Обратите внимание на провода, не оторваны, не оголены ли они. Если платы между собой соединяются разъёмами или проводами, которые закрепляются в винтовых зажимах, попробуйте переподключить их. Винтовые зажимы не надежны, со временем может пропадать контакт. Попробуйте снова включить плату, внимательно следите, пощупайте транзисторы, резисторы, на нагрев.

Итак, лежит перед нами голая плата с запаянными радиодеталями, берем лупу и начинаем внешний осмотр радиоэлементов, попутно можно даже принюхиваться, и это не шутка, сгоревший радиоэлемент можно вычислить сразу. Бывает что внешним осмотром такой элемент не обнаружить. При осмотре обратите внимание на потемнение резисторов и транзисторов, если заметили такой элемент то немедленно отпаиваем его с платы и прозваниваем, если даже элемент рабочий, лучше его заменить. Бывает что транзисторы даже после того как выйдут из строя прозваниваются тестером. Прозванивать резисторы и другие радиодетали нужно выпаивая с платы.

После осмотра радиодеталей переворачиваем плату, и начинаем осмотр со стороны дорожек, нет ли перегоревших или короткого замыкания (например если вывода радиоэлементов длинные, они могут замкнуть, так что при обратной сборке аппаратуры будьте аккуратнее). Потрогайте элементы, если чувствуете что резистор пошатывается на плате, вполне возможно что пропал электрический контакт, перепаяйте его. Если на плате имеются тонкие дорожки, их следует проверить на обрыв и микротрещины.

Если устройство собрано вами, то проверьте, все ли радиодетали запаяны правильно? У разных транзисторов разная цоколевка, у диодов обозначения тоже могут различаться. Откройте справочник к каждому запаянному элементу (если на память не помните цоколевки) и начинайте проверять. К сожалению, часто бывает так, что при выходе радиоэлемента из строя, сам элемент внешне может ничем не отличаться от исправного. Если вам так и не удалось найти неисправность схемы, придется отпаивать и прозванивать все транзисторы и элементы. Вообще говоря, можно проверять цепи и не отпаивая элементы, но нужен для этого как минимум осциллограф и хороший мультиметр. Углубляться в методику и технику работы с осциллографом в этой статье я не буду. Если схема простая, неисправные элементы как правило обнаруживаются очень быстро.

Микросхемы на неисправность проверяют обычно путем замены на другую, при сборке схем советую ставить специальные панельки под микросхемы, это очень удобно, в случае если вдруг понадобится снять ее. Но если микросхема стоит без панельки, и она запаяна в плату, то советую проверить напряжение на выводах питания микросхемы, прежде чем начинать отпаивать ее.

В схемах где применен микроконтроллер, если после включении схема не подает признаков жизни, а монтаж правильный и радиодетали запаяны правильно, в первую очередь нужно попробовать перепрошить его. Если при программировании вышла ошибка или залита «левая» прошивка, такой МК работать в схеме не будет.

Если вам не хочется выпаивать с платы к примеру резистор, диод, или конденсатор, (чтобы дорожки лишний раз не греть, иначе могут отвалиться) а вы грешите как раз на него, можно параллельно ему попробовать припаять аналогичный элемент. Так можно поступить с конденсаторами, резисторами, и диодами, только помните, что если вы запараллелите два резистора, у вас общее сопротивление уменьшится в два раза, так что один вывод резистора с платы все таки придется отпаять, а с конденсаторами наоборот, при параллеливании емкость увеличиться, например если в схеме стоит конденсатор на 220мкФ, припаяйте параллельно ему 100мкФ, от этого ничего не будет, если вы включите устройство на короткое время. Как правило конденсаторы с резисторами очень редко выходят из строя. Что касается транзисторов, их обязательно нужно выпаивать, параллельно условно неработающему транзистору ставить такой же ни в коем случае нельзя.

В схемах где используются катушки или миниатюрные трансформаторы с большим количеством выводов, пусть даже с отводом от середины, нужно соблюдать начало и конец витков, если после запуска такой схемы устройство не хочет работать, поменяйте местами вывода.

Если вы считаете что нашли причину, из-за которой ваше устройство не хотело работать, и заменили этот элемент на плате, перед подачей питания проверьте плату в местах пайки на предмет КЗ. Уберите в сторону все металлические предметы, отвертки, резисторы, куски проводов и т.п. не дай бог во время подачи питания и проверки устройства под плату закатится резистор, и коротнет.

Теперь предлагаю вам решить небольшую задачку, ниже дана схема достаточно простого блока питания, я специально в этой схеме допустил ошибки и некоторые элементы нарисовал неправильно, попробуйте найти все ошибки. Представьте, что это ваше устройство, которые вы сами собрали, но после включения оно не заработало, или некоторые элементы вышли из строя.

Будьте очень внимательны, ошибок здесь много, представьте, что это реальное устройство, если вы не найдете всех ошибок, при очередном включении прибора, что то может снова выйти из строя.

Сегодня наткнулся на весьма практичный способ нахождения короткого замыкания на материнской плате. Но об этом в видео внизу публикации. А пока поговорим немного о другом способе, но тоже довольно действенном.

К слову, описанный способ является свободным повествованием Чиповода, радиолюбителя, недавно ведшего личный блог. У новичков …, да что греха таить, даже у матёрых радиолюбителей поиск короткого замыкания на плате из нескольких сотен радиодеталей, порой, вызывает ступор. Да, поиск КЗ — неблагодарное, скучное дело . Но, всё же, как бы нам ни хотелось, короткие замыкания случаются, и искать их нужно.

Принесли мне несколько свежесобранных плат из монтажного отдела. Платы надо было запустить и проверить в работе. Мне всегда очень нравилась фраза из журнала «Радио», которой оканчивалось описание большинства конструкций: «Правильно собранное устройство из исправных деталей работает сразу и в настройке не нуждается!». Я тоже решил придерживаться такого правила — это здорово, когда из 10 собранных плат все 10 оказываются рабочими. Однако в этот раз получился затык.

После прошивки три платы из четырёх заработали сразу без проблем, порадовав меня исполнением девиза, а вот с 4-ой платой вышла накладка. При включении питания сработала защита по току, блок питания отключился. Оказалось, что плата имеет короткое замыкание на землю по питанию. Это меня расдосадовало.

Плата размером примерно 150 x 100 мм, порядка 400 компонентов на ней, несколько BGA микросхем. Монтаж плат у нас ручной (кроме BGA, конечно). Платы наши в монтажном отделе проходят визуальный осмотр под микроскопом. Прошелся с лупой по плате — ничего криминального не обнаружил, кругом гладь припоя, никаких соплей и аномалий установки компонентов обнаружено не было. Стал я думать, как же мне найти короткое замыкание?

Сначала меня посетила мысль о том, что КЗ может быть на внутренних слоях платы, поскольку платы пришли от нового производителя печатных плат. И хотя отметка об электроконтроле присутствовала, цена заказа была очень маленькой, что вызывало сомнение о качестве плат. С другой стороны, могли быть убитые в печке компоненты, но претензий к печке за 3 года работы не было ни одной. Ещё был вариант – кривая пайка. Такое у нас, к сожалению, случалось. Коллеги мне в шутку предложили взять источник помощнее и подать на плату — мол, место КЗ до красна раскалится (в совете, кстати, есть разумное зерно — ). Думал я, думал, и, наконец, мне пришла в голову мегакреативная идея.

Подал я на плату питание +3,3 вольт — как и положено, БП сработал по току и перешёл в режим стабилизации тока. Далее я выставил на источнике питания ток 3 А, и он стабильно подавался на плату. Пощупал руками микросхемы – все были холодные. Тогда я перешёл к реализации мегакреативного плана. Взял мультиметр и перевёл его в режим измерения напряжения. Далее земляной щуп мультиметра я подключил к точке подключения земли от источника питания к плате. Вторым щупом измерил напряжение в точке подключения источника питания. Мультиметр показал около 0,3 В, т.е. при токе 3 А на дорожках платы падало эти самые 0,3 В. Естественно, в точке подключения земляного щупа мультиметр показал 0 В. Таким образом, получились две точки – максимума и минимума падения напряжения.

Далее я стал измерять напряжение в различных точках платы. Оно незначительно различалось, но тенденция была очевидна – при приближении к точке КЗ напряжение падения в точках, электрически соединённых с +3,3 В, уменьшалось, а напряжение в точках, связанных с землёй, увеличивалось. Началось чётко прослеживаться прохождение тока по плате. Ток — он ведь не дурак, он движется по цепи наименьшего сопротивления.

В итоге, за считанные минуты я отыскал точку на полигоне +3,3 В и соседнюю с ней VIA на полигоне земли, напряжение в которых было практически одинаковым. От этих точек шли дорожки к выводам питания и земли микросхемы в корпусе SOIC-20. Напряжение на выводах микросхемы абсолютно совпало. Эврика! Взяв лупу и приглядевшись, я обнаружил совсем незаметную перемычку между выводами микросхемы — буквально, волосок. К тому же, она была прямо на выходе из корпуса, а не в месте пайки, куда обычно смотрят во время проверки. После ликвидации перемычки короткое замыкание устранилось, и плата заработала как надо, подтвердив, кстати, лозунг журнала «Радио».

Название: Поиск неисправностей в электрических схемах
Бенда Дитмар
Год: 2010 (во быстрые. )
Страниц: 250
Формат: DjVu
Размер: 7.18 Mб
Язык: русский (перевод с немецкого)
В книге обобщен многолетний опыт практической работы и приведены проверенные методики поиска неисправностей для различных электронных устройств. На большом количестве примеров аналоговых и цифровых блоков, программируемых контроллеров и компьютерной техники показан системный подход и специфика поиска неисправностей в электрических схемах. Рассмотрены основные правила проведения технического обслуживания, фазы поиска неисправностей, диагностика устройств, тестирование электронных компонентов.

Оглавление
Предисловие
Глава 1 . Основные правила успешного технического обслуживания
1.1. Системный подход, логика и опыт гарантируют успех
1.2. Общение с клиентом
Глава 2. Получение информации об устройствах и системах
2.1. Системный сбор информации о знакомом и неизвестном
2.2. Собирайте информацию целенаправленно
2.3. Устанавливайте характерные черты структуры
Глава 3. Систематизированный поиск неисправностей в автоматизированных устройствах
3.1. Предпосылки и последовательность успешного поиска неисправностей
3.2. Оценка фактического состояния устройства
3.3. Локализация области неисправности
3.4. Мероприятия по ремонту и вводу в эксплуатацию
Глава 4. Определение полярности и напряжения в электронных блоках и схемах
4.1. Измерение напряжения
4.2. Неисправности в электрической цепи
4.3. Точка, взятая в качестве опорного потенциала, определяет полярность и значение напряжений
4.4. Примеры определения полярности и напряжений
4.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 5 . Системный поиск неисправностей в аналоговых схемах
5.1. Определение напряжений в схемах
5.2. Последствия возможных коротких замыканий и обрывов при различных видах связи
Соединительные связи
Отрицательные обратные связи
Положительные обратные связи
5.3. Систематизированный поиск неисправностей в аналоговых схемах
5.4. Поиск неисправностей в схемах управления и регулировки
Электропривод трехфазного тока
Стабилизатор напряжения
5.5. Поиск неисправностей в колебательных схемах
LC-генератор синусоидальных колебаний
Мостовой RC-генератор
Функциональный преобразователь
5.6. Поиск неисправностей в операционных усилителях
Поиск неисправностей в предусилителях
Оконечный усилитель
5.7. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 6. Системный поиск неисправностей в импульсных и цифровых схемах
6.1. Напряжения в цифровых схемах
6.2. Воздействия возможных коротких замыканий и внутренних обрывов
6.3. Систематизированный поиск ошибок в цифровой схеме
6.4. Ошибки в цифровых интегральных схемах
6.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 7. Поиск неисправностей в системе с компьютерными схемами
7.1. Диагностика неисправностей в схемах с тремя состояниями
7.2. Проверка статических функциональных параметров
7.3. Проверка динамических функциональных параметров
7.4. Систематизированный поиск неисправностей в компьютерной схеме
7.5. Поиск неисправностей в схемах интерфейсов
7.6. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 8. Поиск неисправностей в системах на программируемых контроллерах
8.1. Проверка статических и динамических функциональных параметров
8.2. Техническое обслуживание путем диагностики с помощью устройства визуального отображения
8.3. Систематизированный поиск неисправностей в схеме программируемого контроллера
8.4. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 9 . Поиск неисправностей в системе с сетевым напряжением питания
9.1. Сетевые помехи и их воздействия
9.2. Поиск неисправностей в схемах выпрямителей
9.3. Поиск неисправностей в источниках питания
9.4. Упражнения для закрепления полученных знаний
Глава 10. Поиск ошибок в системах тестирования при обслуживании и производстве
10.1. Внутрисхемное тестирование
10.2. Поиск неисправностей с помощью контактной системы тестирования
10.3. Подготовка электронных блоков к тестированию
10.4. Локализация коротких замыканий
10.5. Упражнения для закрепления полученных знаний
Приложение. Ответы к упражнениям
Предметный указатель

Количество электронных приборов с каждым годом растет с небывалой скоростью.

Так, производство электроники в Санкт-петербурге может только радовать. Однако, как бы ни было высоко ее качество, сломаться она все-таки может. Иногда поломку можно исправить и своими силами, поэтому не нужно без нужды везти технику в сервисный центр.

С чего начать

Исправление неполадок электронных приборов вещь тонкая, а чтобы научиться это делать самостоятельно, нужны некоторые знания физики, минимум школьного курса.

Вы хотя бы должны иметь понятие о том, что такое:

• сила тока;
• сопротивление металлов;
• индуктивность и т.д.

Также вам надо приобрести опыт паяния радиодеталей, и научится пользоваться электрическим тестером и мультиметром. Для ремонта вы должны будете приобрести все необходимое оборудование, а также в зависимости от вида ремонтируемой техники вы должны будете разбираться в электросхемах.

Множество людей думают, что починка ПК это дело мастерских. Но даже новички могут почить компьютер дома, не имея специальных навыков при наличии минимум оборудования. Самостоятельно, при наличии паяльника, вы можете заменить конденсаторы. Но в случае потребности замены микросхем, если вы не имеете опыта и оборудования, такую поломку не желательно чинить самому.

Если электроника не включается

При подсоединении к электрической сети прибор не работает, не срабатывают никакие светодиодные сигналы или не выдается звук, причина этому сгоревший блок питания. Попробуйте включить аппарат последовательно с мощной лампой накаливания, для предотвращения короткого замыкания. Когда блок питания работает, лампа не будет гореть, а в случае короткого замыкания на блоке лампа загорится.

Потом ищем неисправность в самом блоке питания. Это может быть простой обрыв кабеля или выгорание предохранителя. В случае успеха устраняем неполадку заменой новых деталей или пайкой отломанных.

Некорректная работа

Если ваша электроника работает с перебоями, периодически выдавая проблему, причин такой работы множество. Например, когда при нагрузках на компьютер он отключается, а по истечении некоторого времени снова работает, неисправность может крыться в перегреве или повреждении контактов.

Сегодня ни одно производство не обходится без электроники и каких-либо электронных установок. К сожалению, периодически приходится обращаться к специалистам за помощью в их ремонте. Но цена на ремонт электроники в основном довольно кусачие. Если у вас есть знания в области электроники то можно попробовать отремонтировать сломанную электронику самостоятельно, для этого нужно знать как осуществляется поиск неисправностей. Существует несколько правил и премудростей, благодаря которым можно самостоятельно осуществить ремонт электроники любой сложности и области использования. Конечно прежде чем начинать поиск неисправности вам нужно как проверять ту или иную делать.

Диагностика прибора

Поврежденную деталь в электроприборе перепаять не так уж и сложно, гораздо сложнее правильно и точно обнаружить место поломки. Существует три типа обнаружения неисправностей электроники. От правильной диагностики зависит порядок выполнения дальнейших работ.

• К первому типу можно отнести неработающие приборы, которые не издают каких-либо звуков, не светятся индикаторы, которые никак не реагируют на управление.
• Ко второму типу относятся приборы, в которых неисправна какая-то одна часть. Такой прибор не выполняет какие-то функции, но «признаки жизни» все-таки подает.
• Приборы, которые относятся к третьему типу сломанными полностью назвать нельзя. Они в рабочем состоянии, но иногда их работа может давать сбои. Именно для приборов третьего типа наиболее важен этап диагностики. Считается, что подобную электронику починить сложнее, чем неработающую полностью.

Ремонт приборов поломкой первого типа

В том случае, если прибор не работает полностью, его починку необходимо начинать с питания. Так как у любой электронный аппарат потребляет энергию, то вероятность поломки его питания очень высока. Самым надежным методом обнаружения неисправности, можно назвать метод исключения.

Из списка возможных проблем необходимо по мере диагностики исключать неправильные варианты. В первую очередь необходимо тщательно осмотреть внешний вид прибора. Это необходимо делать даже при уверенности, что причина неисправности находится внутри. Ведь при таком осмотре можно найти дефекты, в будущем могут вывести из строя прибор.

В том случае, если осмотр не принес никаких результатов, на помощь приходит мультиметр. При помощи этого прибора осуществляется поиск неисправностей на плате, диодах, тиристорах, входных транзисторах и силовых микросхемах. Если причина неисправности все еще остается ненайденной проверить следует также электролитические конденсаторы и все остальные полупроводники. В последнюю очередь проверяют пассивные электроэлементы.

Для механических приборов характерно изнашивание элементов трения, а для электроники – ток. Чем больше элемент потребляет энергии, тем быстрее он нагревается, что приводит к быстрому его изнашиванию. Чем чаще элемент нагревается и остывает, тем быстрее деформируется материал, из которого он изготовлен. Частые перепады температуры приводят к так называемому эффекту усталости в период использования электрооборудования.

Не стоит забывать, что блок питания необходимо еще проверять на наличие помех, образующихся на шинах питания и перепады входящих пульсаций. Не редко причиной неработоспособности становится короткое замыкание.

Ремонт приборов с поломкой второго типа

Начинать ремонт приборов второго типа необходимо также с внешнего осмотра. Но в отличие от первого типа, необходимо постараться запомнить состояние световой, цветовой и цифровой индикации агрегата, запомнить код ошибки на дисплее. Далее следует продолжить поиск неисправности на плате. Проблема иногда исчезает, если почистить радиаторы охлаждения, немного пошевелить шлейфы, плату, блоки питания. Полезно иногда проверить напряжение и на лампе накаливания.

Определить проблему можно и по запаху. Необходимо понюхать прибор. Наличие запаха горелой изоляции может выдавать проблему. Особое внимание следует уделить элементам из реактивных пластмасс. Необходимо обратить внимание на переключатели. Их положение может не соответствовать. Так же следует проверить состояние конденсаторов. Возможно среди них есть вздувшиеся или взорвавшиеся. Следует помнить, что внутри прибора не должно быть мусора, пыли или воды.

В том случае, если электроприбор находится в эксплуатации достаточно давно, то причиной поломки может заключаться в износе каких-либо механических элементов или изменения их формы из-за процесса трения.

После тщательного осмотра внешнего вида прибора второго типа можно приступать к диагностике. Не стоит лесть сразу в самые дебри. Следует хорошо исследовать периферические элементы. И только, после этого можно продолжать поиск неисправностей на плате.

Ремонт приборов с поломкой третьего типа

Самой сложной считается диагностика неисправностей приборов третьего типа, так как большинство возникающих дефектов носят случайный характер. Подобный ремонт также не исключает этапа осмотра внешнего вида прибора. Подобная процедура, в этом случае, носит еще и профилактический характер. Наиболее частыми причинами возникновения неполадок может быть:
В первую очередь плохой контакт.

Длительные нагрузки повышение температуры окружающей среды могут привести к перегреву всего прибора.
Сбои может создавать и слой пыли на блоках, платах и узлах.
Грязные радиаторы охлаждения способствуют перегреву полупроводниковых элементов.
Помехи сети питания прибора.

Поиск КЗ на плате

Когда делаешь печатную плату сам, например утюгом или фоторезистом, да еще и с тонюсенькми плотными дорожками, то легко можно получить незаметное и очень подлое КЗ на плате. Где то не протравилась дорожка, где то припой соплю кинул, где то ворсинка от мгтф попала, да еще и припаялась (держите рабочее место в чистоте и такого будет меньше :). В общем, знакомая проблема. Ладно бы КЗ можно было найти визуально, но уже собранная плата заслоняет деталями большую часть разводки.

А иногда бывает еще веселей, например, если КЗ изначально заложено в проекте, т.к. забыли провести DRC тест после очередной «небольшой правки» 🙂 Такое тоже бывало. Либо приколы с очередностью заливок в Eagle CAD/KiCAD могут о себе дать знать, если их неправильно выполнить. В общем, у нас есть КЗ на плате и его надо найти.

Понятно, что вначале это делается глазками, просто пыримся в плату на просвет пока слезы не потекут. Если слезами дело не решается, то все надо сжечь нахрен 🙂 Берем лабораторный блок питания. Такой чтобы мог стабильно держать 0.2-0.3 вольта и имел ограничение по току, миллиампер так в 300.

▌Суть метода
Обычно считается, что дорожка имеет малое сопротивление и им пренебрегают. У нас тут на плате сотни и десятки килоом натыканы, на их фоне какие то миллиомы сопротивления дороги не выглядят чем то заслуживающим внимания, а зря. И если мы воткнём блок питания между цепями А и Б, где у нас возникло КЗ, то там потечёт ток. Ток будет ограничен блоком питания сотнями миллиампер, если у нас дорожки толстые, то можно сделать и побольше, легче искать будет, скажем 400-500мА. А малое напряжение, не выше 0.3 вольта не пожгёт там ничего лишнего, даже если пойдет «не туда». На всякий случай загляните в даташите на свои микросхемы и поглядите предельно допустимое напряжение переполюсовки питания и входов. В таблице Absolut Maximum Ratings. Вот что у меня в первой попавшейся pdfке с винта:

А дальше нам нужен мультиметр, способный работать с милливольтами. Это, обычно, все что хоть на вершок выше чем старая DT838, да и она сгодится. Точность тут не нужна.

Подключаем наш блок питания между теми цепями, где мы обнаружили КЗ, подаем ток и начинаем по росту напряжения ощупывать окружающие цепи, двигаясь «вверх по течению». Вот покажу на примере:

Если двигаться от точки нулевого потенциала, от минуса блока питания, то потенциал будет нарастать только по пути следования тока. На схеме отмечены более крупными цифрами. Можете поиграть в детскую игру — лабиринт 🙂 Все слепые же ветки будут иметь потенциал равный точке входа. Т.к. ток там не течет. Отмечено циферками помельче.

При прохождении через полупроводники напряжения в 0.3 вольта обычно будет недостаточно, чтобы открыть pn переход. А на обесточенном полевике будет слишком большое падение напряжения, по сравнению с медной дорогой.

Так что протыкивая все подряд, можно проследить как и в каком направлении течет ток и довольно быстро найти где он переходит в другую цепь. Там и будет кз. На моей схеме это примерно в центре рисунка. Молнией обозначено.

Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!

А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.

13 thoughts on “Поиск КЗ на плате”

все провода в скрутку — лишнее отгорит.

Лет 10 назад у меня на плате, изготовленной в Резоните был подобный коротыш. Плата под зелёной маской. Все запаяно, питание на плате вопросов не вызывает, МК успешно был прошит, проверен и залочен. Плата была установлена в серийное изделие, но не прошла проверку. Изделие не работало. Выбраковка попала ко мне на стол.

Легко выявил, что МК работает исправно, и по нужным цепям выдаёт правильные сигналы. А, вот, далее в одной и цепи сигнал «прилип» к какому-то уровню. (Сейчас уже не вспомню к какому, вроде к земле. Но не точно.) Похоже на то, что транзистор пробитый. Бывает.

Сдуваю дохлый, ставлю исправный (SOT23-3). Неисправность осталась. Непонятно… Чешу репу. Снова сдуваю транзистор. На всякий случай проверяю оба снятых с платы транзистора — все p-n-переходы целые. Значит плата.

Прозваниваю тестером площадку, на которой располагалась ножка транзистора, с питанием, с землёй — соединения нет. И что это такое!? Почему сигнал-то не идёт по цепи. А дорожка — петлеят по плате… Ну и с кем она премкнулась? И в каком месте?

Владелец и руководитель в одном лице фирмы недоволен, Полдня рабочего времени потратил ни на что. Говорит типа «выкинь в мусорницу, твоё время мне обходится дороже, чем эта плата». Он прав. А меня как будто «разогрела» эта плата — это как личный вызов. Ск-катина такая! Я тебя всё равно вскрою!

Ну, при Тэ стремящемся к бесконечности чудес не бывает… В конце концов через полчаса нашёл-таки. Разными методами и с помощью иголок, зажатых в крокодилах, удалось-таки выяснить какие две дороги залипли. При этом попутно пришлось сдуть элементы почти с половины платы. Ну, молодец. Дальше — что?

А дальше Нужно определить — где (в каком месте) эти де дороги пересеклись. Как это сделать? Да очень просто — на просвет изучить места, где дорожки проходят рядом. Просвет ничего не выявил. Мешает маска.

Хорошо! Попробуем методом, предложенным с статье… Почти не работает. Мешает маска и мешает слишком низкое сопротивление дорожек и слишком (относительно этого сопротивления) сопротивление закоротки. Сопротивление закоротки было около 0.3 Ом (Вроде бы столько, хотя если ошибаюсь, но где-то около того.)

Как установил? Подал на дорожки с блока питания напряжение. БП ушёл в ограничение по току — вваливает почти 3 ампера, при напряжении около вольта.

Ещё раз — напряжение между дорожками примерно один вольт. «Вынюхивать» милливольты падения на дорожках — оказалось как-то не не совсем тот самый метод. Я так прикинул, что вместе закоротки должна рассеиваться мощность менее полуватта. В принцпе, если плату подержать так минуту-другую, можно пальцами локализовать место коротыша.

Ага. Локализовал. Локализовал с точностью до одного квадратного сантима — где-то тут. Но где?!

Визуально ничего не видно. Милливольты падения на сантиметровой длине дорожек тоже не работают. Микровольты ловить — да ну его нахрен!

Короче, припёр более мощный БП на 30 В на 10 А. Подключил и… ничего. Кортыш как был, так и остался.

— Ладно! Сказали суровые сибирские мужики и закинули лом (с)

Зарядил кондёр на 10000 мкФ от 30 В и разрядил на дорожки. Легкое не очень продолжительное свечение типа искорки на плате в вместе, где притаился коротыш… К стати, коротыш оказался в полусантиметре от того места, которое грелось и на которое я думал, что вот — он точно здесь! Однако, коротыш не ушёл. Ск-катина.

Ладно, у меня есть 220 мкФ на 450 В. Заряжаю от сети до 310 В и разряжаю. Жахнуло не особо сильно. Коротыш под резистом вспыхнул почему-то желто-белёсым светом, а на его месте осталась чёрная точка обуглившегося фоторезиста и (видимо) стеклотекстолита. Померил тестером — которыш исчез. Однако смутило то, что жахнуло по моим представлениям не сильно. Я знаю, как разряжаются такие «банки». Померил оставшуюся напругу на кондёре — хм! Однако. Осталось ещё несколько десятков злых вольт.

Плату возвращать в производство не рискнул. Ну его нахрен! Изделия, где используется плата, связанны с безопасностью. Лучше не рисковать.

Такой коротыш за всё время производства был всего один раз. Я не знаю, что это это такое было, почему возникла закоротка, которую глазом не видно и выжечь — хрен выжгешь.

А плата была многослойка? На многослойках мощный теплоотвод от платы, там хрен прожгешь залипуху.

Короткое замыкание на плате

Сегодня у нас — очередной ремонт материнской платы компьютера. На этот раз — короткое замыкание на плате. Вещь крайне не приятная, но иногда проблема решается весьма простым способом (нужно только знать, в какую сторону "копать").

Вот такая бюджетная плата от фирмы Asus на 775-ом процессорном сокете (разъеме) у нас имеется:

Неисправность выглядит следующим образом: плата стартует (вентилятор на процессоре вращается), но дальше ничего не происходит. Как же мы определили, что имеем дело с коротким замыканием на материнской плате? Исключительно методом ощупывания пальцами всех основных компонентов и микросхем, на ней расположенных!

Когда я в своих "исследованиях" добрался до двух регуляторов напряжения, расположенных слева от Pci-Express разъема, то сразу обратил внимание, что они слишком горячие для работы в штатном режиме. Текстолит ощутимо нагревался даже снизу, что является одним из характерных признаков перегрева, вызванного коротким замыканием внутри одного из элементов.

При коротком замыкании компьютер может вести себя по разному: может вообще не стартовать или запуститься и тут же "уходить в защиту" (включается защитный режим от перенапряжения). Это обусловлено тем что замыкание может быть локализовано в одной из микросхем и не приводить к аварийному отключению блока питания и всего компьютера в целом.

Если же замыкание происходит на корпус компьютера или "пробитым" оказывается один из силовых элементов схемы, тогда аварийное отключение (с последующим отсутствием запуска) является вполне вероятным развитием событий.

Давайте посмотрим на нашу область нагрева более внимательно:

Какие же элементы у нас здесь нагреваются сильнее, чем нужно? Прежде всего, это два стабилизатора напряжения на 5 Вольт (обведены красным) и микросхема интегрированной сетевой карты, которая расположена справа от них.

Примечание: чтобы убедиться в том, что это действительно сетевая карта, достаточно вбить в поисковик маркировку, которая указана сверху на самом ее чипе (Attansic L1 0708 AAG).

Зеленым цветом на фото выше отмечена встроенная звуковая карта (не попадает в зону перегрева, мы о ней еще вспомним). Что именно из этой "компании" микросхем является причиной локального короткого замыкания на плате? Ставки принимаются! 🙂

А пока Вы думаете, я с помощью пирометра проведу замер температуры зоны нагрева, чтобы мы могли приблизительно понять, какая температура является уже не нормальной для подобного рода электронных компонентов и "материнки", работающей в холостую?

Видим следующее: 46 градусов Цельсия — это (для подобных условий) явно много! Могу сказать одно: предыдущий опыт подсказывает, что причиной короткого замыкания на плате у нас может быть именно микросхема интегрированного сетевого контроллера. Почему она? Регуляторы напряжения крайне редко выходят из строя, а вот сетевая карта — устройство с куда более сложной внутренней архитектурой и ее поломка намного вероятнее.

Если локальное КЗ именно в ней, то близлежащие элементы (обвязка) также могут нагреваться, Чтобы проверить эту мысль, нам нужно сделать следующее: с помощью паяльной станции (или любым другим способом) выпаять "подозрительный" компонент и посмотреть, перестанут ли после этого нагреваться соседние с ним элементы? Если нам повезет, то вместе с ним мы спаяем с платы и само короткое замыкание, после чего она вполне может вернуться "к жизни" 🙂

Идея состоит в чем: мы можем относительно безболезненно убрать (выпаять) с материнской платы отдельные ее компоненты. Почему относительно? Потому что без них устройство вполне будет функционировать и дальше, просто не будут работать некоторые его функции.

К таковым относятся: встроенные сетевые и звуковые карты (помните, на одном из фото выше последняя обведена зеленым?), различные дополнительные контроллеры наподобие FireWire и т.д. Короче говоря, все автономные микросхемы, отсутствие которых, в целом, не скажется на работоспособности системной платы и которые, в будущем, с легкостью могут быть заменены своими аналогами, установленными в отдельный слот расширения (например PCI или PCI-Express x1).

Надеюсь, объяснил понятно? Итак, давайте попробуем избавиться от короткого замыкания на плате! Воспользуемся нашим термофеном:

Полное видео пайки чипа можете посмотреть ниже (не совсем "угадал" с температурой, поэтому процесс занял столько времени, да и сама LAN микросхема имела на тыльной стороне дополнительные контактные площадки, которым требовалось время на прогрев):

После завершения работы у меня получилось вот так::

Теперь нам остается дождаться, когда все это дело остынет и проверить, осталось ли на плате короткое замыкание или нет? Можете, для порядка, удалить с нее остатки флюса, убрать с освободившихся дорожек лишний припой и т.д. Словом, провести некоторые мероприятия, которые используются в обычной технологии пайки. Мы разбирали все это в отдельной статье, так что не будем повторяться.

В итоге, запускаем нашего "пациента" и что мы видим? Короткое замыкание (коротыш) пропало и плата успешно запустилась! Я проверил регуляторы напряжения, они больше не перегревались. Теперь нам осталось установить внешнюю сетевую карту в PCI разъем, собрать все в корпус и мы снова получаем полноценный компьютер, а, казалось бы, могли уже его выбрасывать! 🙂

Примечание: иногда после подобного ремонта (методом выпаивания "не нужных" микросхем), бывает необходимо перепрошить биос чтобы все заработало. Не знаю, с чем это связано, но имейте это в виду на будущее!

Итак, мы с Вами только что отремонтировали еще одну материнскую плату! Устранили короткое замыкание на ней и, надеюсь, получили дополнительный экспириенс, а кто-то, возможно, даже перешел после этого на новый уровень! 🙂 В любом случае, желаю Вам всем успешных ремонтов и до новых встреч на страницах нашего сайта!

Поиск неисправностей, связанных с коротким замыканием электронных элементов

Большая часть неисправностей любой радиоэлектроники связана с контактами, замыканием в неположенном или обрывом в нужном месте.

Неисправность, вызванная обрывом в цепи питания:

Короткое замыкание на массу обычно связано с с силовыми цепями, в которых протекают большие токи, в связи с чем электронные элементы подвергаются повышенной нагрузке и перегреву, из-за чего сгорают:

При коротком замыкании практически весь ток течет по участку с наименьшим сопротивлением:

На плате с коротким замыканием сопротивление между поврежденным элементом и землей стремится к нулю, поэтому значительно возрастает ток, потребляемый от источника питания:

Как найти причину короткого замыкания на неисправном устройстве?

В первую очередь при поиске неисправностей, связанных с КЗ, производится проверка сопротивлений участоков схемы, потребляющих большую энергию.

При обнаружении очень малого сопротивления между землей и исследуемым компонентом можно предположить, что он неисправен и имеет короткое замыкание.

Это не всегда верно, так как рабочее сопротивление исследуемых компонентов бывает очень малым (доли Ома). Например, сопротивления современных мощных GPU очень малы и на первый взгляд могут показаться подозрительными.

Сопротивления цепей питания видеокарты Nvidia GTX 1070 8Gb:

• Vcore – 0.4Ω
• Vmem – 34Ω
• PEX – 7.5Ω
• 1.8v – 887Ω
• 5v – 5KΩ
• 12v, 3.3v — сотни Ом/килоОмы.

Для точной диагностики при поиске причин, вызывающих КЗ, нужно использовать качественные приборы, способные измерять очень малые сопротивления. Значительно облегчает жизнь мастера по ремонту радиоаппаратуры наличие тепловизора.

Так как элемент, замыкающий схему, имеет очень низкое сопротивление, при подаче тока он сильно греется, что дает возможность произвести его поиск с помощью тепловизора:

При этом на плату (или участок схемы) от лабораторного источника питания подается небольшое напряжение (порядка 0.3-0.8 вольт), а ток ограничивается (примерно 0.3-0.5 ампер).

Подача такого небольшого напряжения и малый ток не способны нанести никаких повреждений исследуемой схеме, но дает возможность найти неисправность благодаря нагреву пробитых элементов.

Хороший тепловизор (с большим разрешением и диагональю экрана, а также подходящим фокусным расстоянием) стоит недешево, поэтому не всегда имеется возможность его использовать.

Как найти короткое замыкание на плате без тепловизора?

В этом случае для поиска КЗ можно воспользоваться измерителем малых сопротивлений (например, VC480C или измеритель ESR), либо мультиметром и регулируемым источником питания (лабораторником).

С помощью лабораторного блока питания исследуется изменение токов и напряжения на различных участках исследуемой платы:

При включенном ЛБП последовательно замыкают на массу подозрительные участки схемы, запитанной ограниченным током и маленьким напряжением, одновременно контролируя значения U и I на ЛБП.

Участок схемы с коротким замыканием всегда имеет какое-то незначительное сопротивление (до нескольких Ом). При его замыкании на землю происходит еще большее снижение сопротивления (практически до нуля), что можно отследить по падению напряжения на исследуемом участке и уходе ЛБП в защиту.

Снижение до минимума вольтажа, выдаваемого ЛБП:

На практике, для поиска места нежелательного замыкания необходимо взять провод со щупами, соединить его один конец на GND, а другим щупом последовательно касаться контактных площадок подозреваемых элементов на ремонтируемой плате, замыкая исследуемый участок на массу.

При касании щупа к проблемному участку схемы на ЛБП будет наблюдаться значительное падение напряжения из-за его ухода в защиту.

Все открытые проводники, которые не связаны с землей, должны показывать очень высокое сопротивление между общим заземлением и самим проводником.

Если диагностируется очень низкое значение сопротивления и падение вольтажа на исследуемом элементе, с большой степенью вероятности он неисправен:

Использование описанного способа позволяет найти причину КЗ без тепловизора, используя только лабораторный блок питания и мультиметр.

Вам также может понравиться

Видеокарты AMD серии RX 5700 в майнинге

4 августа, 2019