Как найти сгоревший элемент на плате

Чаще всего люди интересуются электроникой чтобы уметь починить какой-либо прибор. Самостоятельной разработкой занимается лишь малая часть любителей. Теоретические знания хоть и дают общее понимания принципа работы компонентов, но для ремонта гораздо важнее знать методы их проверки. Мы расскажем, как найти неисправность в электронной схеме своими руками, глазами и простым инструментом.

Основные способы поиска неполадки

Прежде чем провести ремонт важно определить в чем проблема – этот процесс называется диагностикой. Итак, можно выделить два этапа проверки электронных приборов:

1. Проверка работоспособности прибора. Не всегда случается так что устройство совсем «мёртвое», нужно проверить не включается прибор совсем, или включается и сразу выключается, или же не работают какие-то конкретные кнопки или функции.

Например, при ремонте LCD-мониторов встречается такая проблема как выход из строя подсветки. При этом монитор может либо не включатся совсем тогда его индикатор моргает, либо же индикатор указывает на включенное состояние, но изображения нет. В таком случае если посветить фонарём в экран можно увидеть, что изображение все-таки есть и монитор как бы работает, но он тёмный – и это только один из примеров, когда предварительная проверка упрощает диагностику.

2. Визуальный осмотр. Внешне можно определить большинство проблем с электрическим прибором. Это могут быть как просто сгоревшие компоненты – диоды, резисторы, транзисторы и конденсаторы, так и дефекты пайки или механические повреждение элементов и самой печатной платы.

3. Измерения. Если плата и детали выглядят нормально, то следует переходить к измерениям. Их проводят в основном с помощью мультиметра и осциллографа. В отдельных случаях используют специализированные приборы, типа частотомеров, логических анализаторов и прочего.

Итак, обобщенным алгоритмом поиска неисправности является:

• Осмотр платы;
• Определение чрезмерного нагрева электронных компонентов платы;
• Измерения и прозвонка мультиметром;
• Использование осциллографа и других приборов;
• Замена вышедшей из строя детали или блока.

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр следует проводить от общего к частному. Или простыми словами – осмотреть общий вид электронного устройства, сразу проверяем целостность кабелей и проводов питания. Их покров должен быть ровным и целым, без изломов и резких перегибов, шишек и других неравномерностей на оболочке быть не должно.

После того как вы убедились в целостности устройства, нужно его разобрать и добраться к печатной плате. Осмотр внутренностей следует начинать с проверки целостности шлейфов, проводов других межблочных соединений. Важно не порвать их еще при разборке, так как часто шлейфы идут от плат к блокам клавиш и дисплеям, закрепленным на корпусе.

Далее проверяют целостность предохранителя в цепи питания, часто если он перегорел можно определить невооруженным взглядом. Он стоит около того места где подключается к плате шнур питания.

После этого осматривают наличие следов нагрева или сажи на плате и поврежденные компоненты. Рассмотрим, как выглядят неисправные электронные компоненты. Например, корпуса неисправных транзисторов и сгоревших диодов разрывает или они трескаются.

На интегральных микросхемах появляется трещина или мелкая точка. В некоторых случаях и те, и другие сгорают, оставляя в результате следы гари на плате. Обращайте внимание нет ли характерного запаха горелой изоляции. Так можно локализировать от какого элемента или участка платы исходит этот запах. Как определить сгоревшие транзисторы и микросхемы вы видите ниже.

Резисторы обычно сгорают или темнеют, реже происходит обрыв резистивного слоя и деталь выглядит исправной.

Как определить сгоревшие конденсаторы? Они в основном пробивают «накоротко» между обкладками и, если стоят в силовой цепи – тогда повреждаются дорожки платы или корпус конденсатора. Если цепь была слаботочной – пробитый конденсатор просто закоротит её без видимых следов протекания больших токов. Реже трескаются корпуса конденсаторов.

В то время как электролитические конденсаторы можно вычислить по деформированной крышке корпуса или следам протекшего вниз электролита. На крышке конденсатора есть две диагональных борозды, она нужна чтобы корпус не разорвало в аварийной ситуации. Крышка в таком случае вздувается либо трескается. Реже выдавливает дно.

С SMD-компонентами дело обстоит несколько сложнее. Часто их крайне сложно рассмотреть на предмет целостности. Есть один метод поиска короткого замыкания в плате с SMD – это термобумага, такая бумага используется в кассовой аппарате, поэтому можно использовать любой чек. Печать на ней происходит за счет нагрева. Значит, когда вы подадите питание на плату пробитая накоротко деталь, перегреется и отпечатается на бумаге. Методику поиска неисправности с помощью термобумагивы видите на видео:

Но нужно помнить об электробезопасности и не прибегать к такому способу диагностики, если вы не уверены есть ли там опасное напряжение. Безопасно и точно это можно сделать с помощью тепловизора. 

Для определения короткого замыкания по нагреву в большинстве случаев вам понадобится лабораторный блок питания или другой источник питания с ограничением тока. Если вы проводите диагностику цепей 220В – можете воспользоваться контрольной лампой, если есть КЗ, то лампа загорится в полный накал. Фактически она выступит в роли токоограничивающего резистора. 

При визуальном осмотре важно определить состояние контактов всех разъёмных соединений. Они должны быть чистыми, без окислов с характерным медным или серебряным блеском. Если контакты не слишком сильно окислены – их можно почистить канцелярским ластиком или деревянной стороной спички.

В более запущенных случаях их нужно залудить, таким образом оловом вы восстановите контактную поверхность. Самый худший вариант, когда ни чистить, ни лудить нечего, тогда нужно либо менять плату целиком, либо припаивать к дорожкам платы проводники и соединять через них.

Также внимательно осматриваете дорожки печатной платы, они могут перегорать, трескаться при изгибе платы, отслаиваться и окисливаться. Их восстанавливают либо каплей олова, либо кусочком провода, когда дорожки расположены слишком плотно – их замещают куском провода – подойдет тонкий обмоточный провод либо жила витой пары, припаивая их к началу и концу печатной дорожки.

Подведем итоги, узнайте 5 советов по внешней диагностике электроники:

1. Большинство неисправностей можно найти при внешнем осмотре;

2. Внимательно проверяйте качество пайки и наличие микротрещин;

3. Уделяйте особое внимание силовым цепям;

4. Вздутые электролитические конденсаторы в большинстве случаев являются как причиной полной неработоспособности, так и неработоспособности каких-то отдельных функций;

5. Не всегда внешне исправная деталь является таковой.

Измерения и прорзвонка цепей

Если внешний осмотр не принес результатов, то следует проводить ряд измерений. Если устройство не подаёт признаков жизни и:

• У него сгорел предохранитель – то с помощью мультиметра прозваниваем цепь и находим на каком участке у нас короткое замыкание. Режим прозвони в большинстве мультиметров совмещен с режимом проверки диодов (на рисунке ниже);
• Если предохранитель исправен – проверяем вольтметром приходит ли питающее напряжение на плату.

Если напряжение не приходит, то проблема скорее всего в кабеле, определить это можно прозвонив кабель от вилки до места подключения к печатной плате.

Важно:

Не включайте блок питания напрямую в сеть, если вы не уверены, что устранили все неполадки. Подключите последовательно лампочку накаливания, о которой мы упоминали в середине статьи.

Следующий шаг – проверка цепи питания, для этого включаем устройство и проверяем наличие выходных напряжений блока питания. Учтите, что бывают случаи, когда без нагрузки блок питания не включается. Тогда проверяем исправность блока питания, её начинают с проверки диодного моста.

После того как вы убедились в исправности диодного моста следует проверить приходит ли напряжение на ШИМ контроллер. Если нет, то искать, обрыв на плате, если приходит, то методика его проверки изображена на видео ниже: 

Дальнейшая диагностика платы электронного устройства заключается в пошаговом измерении параметров каждого из компонентов и сравнение их с номинальными величинами. Задаче сильно упрощается если у вас есть схема ремонтируемого устройства.

Если у вас есть осциллограф диагностика сильно упростится, так как проверка сигналов ШИМ, на выходе контроллера и на базах или затворах транзисторов нормально возможна лишь таким образом. Как пользоваться осциллографом описано в статье

Заключение

Ремонт электроники – это не только знания принципа работы элементов, но и интуиция, опыт и удача. Главное помнить при ремонте о технике безопасности – не следует трогать плату источников питания, если на неё подано напряжение. Разряжайте фильтрующие конденсаторы блоков питания, поскольку на их выводах может быть напряжение до 300 вольт. А также при диагностике цепей с интегральными микросхемами – лучше сразу ищите техническую документацию к ним, её можно найти по запросу «datasheet название микросхемы».

Методы поиска неисправностей

Негласно среди ремонтников в любой отрасли существуют два метода:

1. Обезьяний метод. Это  метод, при котором проверяется каждый узел сломанного устройства визуально или «методом тыка». «А что будет, если я сделаю так и эдак?». То есть ставим опыты и смотрим на реакцию сломанного устройства. Чаще всего такой метод очень сильно экономит время и нервы.
   
2. Метод умного специалиста. Надеваем очки и делаем умный вид). Берем книжки с инструкциями и описаниями, измерительные приборы, схемы, карты Таро и тд))). Сначала внимательно изучаем схемы, читаем книги, все анализируем в голове и только уже потом начинаем ковырять устройство. Этот метод очень длительный и муторный, но со временем дает хороший результат. Он в основном применяется интеллектуалами. Его также используют и простые ремонтники, после того, как не сработал первый метод)
   

Алгоритм поиска неисправности

Анализируем ситуацию

Анализ ситуации предполагает обзор и исследование  возникшей проблемы. Будьте Шерлоками Холмсами! Ответьте себе на все вопросы: где, куда, откуда, как, почему, когда, зачем??? Нужно внимательно осмотреть пациента, перед тем как его вскрывать. Может кто смотрел сериал Доктор Хаус? Всю серию они анализируют ситуацию, и только уже потом лечат. Если вы все-таки не знаете с чего начать, вот вам небольшой план:

• обсудите неисправность с владельцем данного электронного устройства
• может вы раньше ремонтировали что то подобное, вспомните что-нибудь похожее из своей практики, бывает так, что узлы радиоэлектронных устройств строятся по одинаковому принципу.
• а если все-таки неисправности нет, просто у владельца нет толка общения с данным устройством. Помню как то у мужичка громкость не добавлялась на мобиле, так он оказывается ее не теми кнопками пытался добавить))).
• определите различия между поломанным устройством и с тем какое оно должно быть при правильной работе.
• оцените ситуацию и сделайте правильные выводы из всего выше сказанного

Определяем причину

Самый большой  по времени и серьезный шаг. Начните с подготовки соответствующих схем. Не старайтесь сократить этот этап, бросаясь сразу работать и тратя много времени на исправление устройства, в то время как простое чтение руководства по техническому обслуживанию может способствовать скорейшему решению проблемы. Когда вы подготовились, выполните следующие операции:

• опишите проблему про себя
• сравните ситуацию с условиями работы устройства до возникновения неисправности
• вспомните различные симптомы которые были замечены при возникновении дефекта. Это может быть какой-то шум, запах, искры, дым и тд.
• сравните компоненты. Какие компоненты в порядке, а какие нет. Например, большой резистор во включенной аппаратуре должен быть чуть нагретый.
• сделайте тестирование оборудования с помощью мультика и других приборов.

Принимаем решение

На этом этапе рассматриваем различные варианты решения проблем. Ремонтировать его или выкинуть? Что дешевле и проще? Покупать микросхему или выпаять ее из другого устройства? Смотрим, что будет экономнее по времени и по деньгам. Решать вам.

Помните о необходимости всегда выполнять эти три фазы. Для того, чтобы стать первоклассным специалистом, нужно строго им следовать.

Поиск неисправности лабораторного блока питания

Анализ ситуации

Поиск неисправностей  начинаем с анализа ситуации.

Итак, у нас в ремонте лабораторный блок питания. Ну что, ситуацию я проанализировал. Перегрузка по питанию, в результате чего он  стал выдавать 24 Вольта, вместо положенных 0-15 Вольт. Напряжение не регулируется. Значит, помер какой-то радиоэлемент. Для того, чтобы определить причину возникновения неисправности, мы должны найти на него схему и вскрыть наш блок питания. Как говорится, «вскрытие покажет».

Вскрываем наш блок питания

Находим причину возникновения неисправности

На этом этапе мы должны определить причину возникновения поломки, а также параллельно анализировать ситуацию. Как обычно, начинаем осмотр с источника питания. Трансформатор у нас в норме, как и по схеме, он выдает нам переменное напряжение 20 Вольт. После диодного моста на конденсаторе напряжение 35 Вольт. Идем таким путем, проверяя все элементы на своем пути. Для того, чтобы научиться проверять радиоэлементы, нужно прочитать статьи:

Как измерить:

• ток мультиметром
• как проверить и измерить напряжение
• сопротивление мультиметром

Как проверить:

• биполярный транзистор мультиметром
• диод мультиметром
• конденсатор мультиметром
• предохранитель мультиметром

а лучше вообще прочитать все статьи сайта)

Ваши органы чувств — ваши помощники

Для того, чтобы определить неисправность, очень часто помогают наши пять чувств, но будем пользоваться четырьмя:

1. Зрение (глаза)
2. Осязание (кожа) 
3. Обоняние (запах)
4. Слух (уши)

Используйте их как можно чаще. Визуальный осмотр может дать Вам 80% нахождения неисправности. Это может быть сгоревший элемент, или печатная дорожка, а также обрыв или наоборот короткое замыкание. Не поленитесь, осмотрите хорошенько со всех сторон сломанную вещь.

Осязание может также сильно помочь вам в поиске неисправности. Если прибор включить в сеть и потрогать большие резисторы ( их мощность рассеивания, как правило, большая), то  они должны быть теплые или даже чуток горячие. Если холодные, значит или в резисторах обрыв, либо напряжение до них не доходит. Микросхемы  должны быть холодноватые или чуточку теплые. Процессоры или мощные микросхемы горяченькие.  Если уж слишком горячие — то следовательно микросхеме или процессору хана. Холодными должны быть конденсаторы и катушки индуктивности.

Все это приходит с опытом. Используйте осязание как можно чаще, но будьте очень осторожны. Если коснетесь выводов элементов, то вас хорошенько может «дернуть» током, ну смотря, конечно, в какой цепи какой ток.

Читай интересную статью про мощность электрического тока.

Настоящий электронщик должен знать запах горелого кремния, проводов, запах горелого трансформатора, горелой платы и тд наизусть. Напрягите свой нюх и попробуйте уловить «аромат» неисправности. Если аппаратура сгорела при вас, то сразу принюхивайтесь и визуально осмотрите ее.

Прислушайтесь к работе неисправной аппаратуры. Может слышится какое-то потрескивание, писк, гудение или еще что-то. Например, гудение асинхронного двигателя говорит о том, что может быть оборвана одна из фаз или не крутятся подшипники. Если гудит трансформатор, то это может значить короткое замыкание в обмотках.

Определяем дефектный узел

Вскрыв блок питания, я обнаружил, что у меня микросхема греется очень сильно при включении блока питания в сеть  и нажатия кнопки POWER на самом блоке. Скорее всего в ней возникло короткое замыкание. Находим в интернете даташит  на эту микросхему. В моем случае — это LM723. Она является регулятором напряжения.

Но беда не приходит одна. Сгорел еще и транзистор —  BD140.

Принимаем решение

Пошел в магазин за новыми запчастями. Итого, микросхема 20 рублей, транзистор — 10 рублей. Вместе 30 рублей.

Ну что же, надо отпаять микросхему, для этого используем наш оловоотсос.  На фото вид платы снизу микросхемы.

Получаем

Выдергиваем микросхему с помощью нехитрого инструмента экстрактора

Подготавливаем новую микросхему, и лудим ее выводы флюсом ЛТИ-120

Вставляем ее в наши отверстия, где находилась микросхема. Вставляйте точно также, как стояла дохлая микросхема! Кто не помнит, как она стояла, производители аппаратуры часто рисуют ее образ на плате. Получается, что выемка микросхемы должна быть справа.

Вставляем ее как надо

Смазываем площадки гелевым флюсом

И запаиваем по очереди каждую контактную площадку капелькой припоя на кончике паяльника.

Все те же самые операции проводим и с транзистором.

Блок питания у меня заработал как надо. Можно, конечно, его доработать, но на это требуется время и соответствующие знания. Но меня пока что вполне устраивает.

Заключение

Поиск неисправностей приходит с опытом и с годами. Следуйте этим простым этапам определять работоспособность компонентов, и вы никогда не будете носить аппаратуру мастеру-электронику, который сдерет с вас ого-го! Во-первых, вы сэкономите деньги, во-вторых, свою репутацию, ну и в-третьих, получите реальные знания на опыте.

И буду благодарен, если ты прочитаешь что такое протон.

Чтобы проверить микросхему радиолюбители используют такие устройства, как мультиметры, специальные тестеры, осциллографы. Однако в простых случаях вполне можно и без всего вышеперечисленного. Для успешной проверки необходимо хотя бы примерно знать устройство микросхемы, какие сигналы и напряжения должны поступать на ее входы и формироваться на ее выходах. Рассмотрим вероятные сценарии проведения проверочных работ.

Способы проверки

Существует несколько способов, позволяющих проверить микросхему на работоспособность.

Внешний осмотр

Если микросхема установлена на плате и выпаивать ее нежелательно, то необходимо осуществить ее визуальный осмотр. При внимательном изучении можно обнаружить очевидные дефекты. Таковыми могут быть перегоревшие контакты, обгоревшие и отпавшие провода, трещины на корпусе, обгоревшие обвесные компоненты. Если видимых повреждений не обнаружено, необходимы более сложные действия.

Проверка работоспособности с помощью мультиметра

Следующий шаг проверки – диагностика цепей питания системы. Для этой цели используется мультиметр. Для уточнения выводов питания рекомендуется заглянуть в datasheet на микросхему. Плюс в нем обозначается как VCC+, минус – VCC-, общий провод – GND. Минусовый щуп мультиметра подводится к минусу устройства, плюсовой щуп – к плюсу. Если напряжение соответствует норме для данной системы, то цепи питания устройства являются рабочими. Если обнаружены проблемы, то цепь питания отпаивают и проверяют ее исправность. Если она исправна, то проблема заключается в самой микросхеме.

Выявление нарушений в работе выходов

Если микросхема имеет несколько выходов и хотя бы один из них неработоспособен или функционирует некорректно, вся схема не сможет выполнять назначенные функции.

Проверку выходов мультиметром начинают с измерения напряжения на выводе интегрированного в микросхему источника опорного напряжения Vref. Его номинальное напряжение указывается в сопроводительных документах на устройство. На этом выводе должно присутствовать постоянное напряжение установленной величины. Если напряжение ниже или выше этого значения, то внутри устройства происходят нештатные процессы.

Если в микросхеме присутствует времязадающая RC-цепь, то на ней в рабочем режиме должны происходить колебания. В даташите указывается вывод, на котором предусмотрены такие колебания. Проверочные работы в данном случае осуществляют с помощью осциллографа. Его общий щуп устанавливается на минус питания, измерительный щуп – на RC-вывод. Если при проведении измерений обнаруживаются колебания установленной формы, то устройство исправно. Отсутствие колебаний или их неправильная форма свидетельствуют о проблемах в микросхеме или времязадающих элементах.

Если микросхема выполняет функции управляющего компонента, то на выходном управляющем выводе (или нескольких) должны присутствовать соответствующие сигналы. По datasheet определяют, какой вывод является управляющим. Вывод или выводы проверяют с помощью осциллографа таким же способом, как времязадающие RC-цепи. Если сигнал на этих выводах присутствует и соответствует заданной форме, то данная микросхема является полностью работоспособной. Если же сигнал отсутствует или его форма отличается от нормальной, необходимо проверить управляемую цепь, так как причиной неисправности может быть именно она. Если управляемая цепь исправна, то микросхема неработоспособна и ее необходимо заменить.

Влияние разновидности микросхем на способы проверки

Способ и сложность проверочных работ во многом зависит от типа схемы:

• Самые простые для проверки мультиметром являются микросхемы серии КР 142, имеющие три вывода. Проверка осуществляется подачей напряжения на вход и его измерением на выходе. На основании этих измерений делается вывод об исправности системы.
• Более сложные для проверки – микросхемы серий К 155, К 176. Для проверочных мероприятий понадобятся: колодка и источник питания с определенным уровнем напряжения, который подбирается под конкретную систему. На вход подается сигнал, контролируемый на выходе с помощью мультиметра.
• При необходимости проведения более сложных проверок используют не мультиметры, а специальные тестеры, которые можно собрать самостоятельно или купить в магазине радиоэлектроники. Тестеры позволяют проверить прозвонкой исправность отдельных узлов схемы. Данные проверки обычно отображаются на экране тестера, что позволяет сделать вывод о работоспособности отдельных элементов устройства.

При проведении проверок работоспособности микросхемы необходимо смоделировать нормальный режим ее работы. Для этого подаваемое напряжение должно соответствовать нормальному уровню, который соответствует конкретной системе. Проверять микросхемы на исправность рекомендуется на специальных проверочных платах.

---

---

Другие материалы по теме