Поиск неисправностей в электрических схемах при проверке их под напряжением

Визуальная диагностика

Радиодетали не выходят из строя просто так. И последствия их неисправностей можно увидеть визуально. Рассмотрим наиболее частые неисправности, когда их можно заметить визуально.

Условно все причины неисправностей можно разделить на 3 категории: попадание влаги, механические и электрические повреждения.

Проверка высоковольтных проводов зажигания

Чтобы убедиться в стопроцентной работоспособности системы зажигания, необходимо знать, как проверить высоковольтные провода на автомобиле. Это можно сделать визуально, с помощью отрезка провода или посредством прибора мультиметра. Каждый из способов стоит рассмотреть подробнее.

Внешний осмотр. Проводить его требуется в помещении с приглушенным светом. Для этого откройте капот автомобиля и пустите двигатель. Внимательно осмотрите в темноте провода: если по ним или в местах соединений с катушкой, распределителем (модулем), свечами проскакивает искра, то ВВ необходимо заменить. Использование отрезка провода. Очистите оба его конца от изоляции. Один из них надежно прикрепите к «массе» машины. Далее затемните гараж и заведите мотор

Вторым концом провода осторожно проведите вдоль каждого высоковольтного провода. Наличие искры свидетельствует о необходимости покупки новых ВВ.

Использование мультиметра

Это наиболее сложный, но и точный метод, позволяющий проверить работоспособность высоковольтных проводов, поэтому его необходимо рассмотреть отдельно. Чтобы правильно работать с тестером, сначала его нужно подготовить:

• переключите прибор в режим измерения сопротивления (омметр);
• вытащите один из ВВ, отсоединив его от модуля зажигания (распределителя) и свечи цилиндра;
• подсоедините щупы мультиметрак концам провода и оцените показания тестера.

Технические параметры, в т. ч. и сопротивление должны быть указаны на изоляции высоковольтного провода. Если он полностью исправен, значение будет находиться в диапазоне 3,5-10 кОм (параметр зависит от компании-производителя). Если показания больше или меньше этих границ, то провод нужно заменить.

Стоит отметить, что сопротивление каждого кабеля будет отличаться, что связано с его длиной. Рекомендуется бронепровода зажигания устанавливать комплектом. Ниже представлены данные ВВ наиболее известных фирм:

• Cargen: сопротивление около 9 кОм.
• Tesla: 6 кОм.
• Slon: 4 кОм для провода первого цилиндра, с постепенным возрастанием до 7 кОм для последнего.

Электрические повреждения

Микросхема может выйти из строя из-за банального короткого замыкания. Обычно на таких микросхемах могут появиться дырки. Это называется тепловым пробоем.

Тепловой пробой – это когда через микросхему прошел ток, который повредил ее настолько, что на корпусе появилась дырка. Т.е. она «сгорела», и даже дымилась какое-то время. Дырка на корпусе появляется от большого количества тепла, который создал проходящий через микросхему ток. Микросхема не рассчитана на такой ток, поэтому ее корпус не выдерживает, и начинает разрушение в уязвимом участке.

Ниже приверед наглядный пример теплового пробоя микросхемы управления шаговым двигателем (драйвер).

Как правило такие микросхемы полностью утрачивают свою работоспособность. А еще при таком тепловом пробое могут повредиться дорожки. После выпаивания поврежденной микросхемы внимательно посмотрите на дорожки и окружающие детали, чтобы они были целые и без повреждений. Еще может вздуться текстолит, но это происходит очень редко.

Также при коротком замыкании микросхемы могут полностью обуглиться, и оставить следы нагара на плате и окружающих деталях. Нагар надо обязательно удалять с платы т.к. он может проводить ток.

Проверка микросхем мультиметром

Иной пример абсолютно аналогичной неисправности можно найти в ноутбуках.

Например, на платах ноутбуков достаточно случайно закоротить USB порт (или статическим электричеством), и тут же может выйти из строя хаб (группа микросхем). И это 100% короткое замыкание. И при этом визуально микросхема будет без каких-либо повреждений. Тем не менее, таких микросхемы можно легко проверить на исправность мультиметром.

В качестве примере рассмотрим проверку микросхемы в DIP корпусе.

Ниже приведен пример распиновки микросхемы-таймера NE555.

В примере ниже мультиметром будет проверяться другая микросхема, но суть одна и та же.

Переключаем мультиметр в режим прозвонки.

Так и при обратной.

Конечно этот метод не универсален. Например, есть платы у которых обвязка возле микросхем может влиять на измерения. Либо придется выпаивать микросхему из платы, либо отпаивать детали или выводы микросхемы, чтобы они не влияли на проверку.

Однако диагностировать те же ноутбуки на исправности видеочипа или хаба достаточно просто, если знать их рабочие сопротивления и состояния. И там влияние компонентов не толь велико. Все зависит от платы.

Проверка при помощи сервис мануалов

У каждой выпускаемой техники существуют сервис мануалы. По ним можно проверять работоспособность плат (соответственно, и микросхем) следуя инструкциям. Например «На контакте шлейфа номер 12 есть напряжение 5в?». И далее несколько следующих шагов, которые приведут к окончательному решению по ремонту.

Хотя в сервис мануалах рекомендуют менять плату сразу целиком, даже без конкретных замены радиодеталей.

Конечно не получится найти мануал на любую технику в силу различных обстоятельств, но можно найти технику, где используется аналогичная микросхема или плата. У смартфонов разных производителей могут быть одинаковые контроллеры питания. Поэтому здесь важен опыт и навыки поиска информации.

Также не стесняйтесь спрашивать информацию о микросхемах на форумах и группах в социальных сетях об электронике. (естественно перед этим самостоятельно поискав информацию во всех доступных источниках)

Типовые схемы включения

Помимо сервис мануалов еще есть и даташиты с простыми схемами выключения. Т.е. грубо говоря можно собрать схему для простой проверки работоспособности микросхем.

Почему микросхема греется и методы ее диагностики

Еще один типичный случай с кротким замыканием – это когда микросхема сильно греется. Здесь возможны сразу несколько вариантов.

Большинство начинающих ремонтников сразу же заявляют, что если микросхема греется, то именно она неисправна. Это отчасти правда, но только в редких случаях. Если микросхема греется – это не значит, что именно она неисправна. Но именно это влияет на ее функции и общую работоспособность платы и устройства в целом.

В качествен примера рассмотрим ситуацию с контроллерами питания на смартфонах. Эти микросхемы управляют питанием всей узлов устройства. И именно через нее проходят все токи. Допустим, микросхема греется, и вы поменяли ее. И снова та же проблема. А проблем оказалась вообще не в ней, а в другой части платы, где есть короткое замыкание.

Через микросхему проходит большой ток именно в ту часть платы, где находится неисправная радиодеталь, которая как раз вызывает сильный нагрев микросхемы.

Можно как визуально найти неисправную коротящую деталь (она может быть повреждена, со следами окисла, более темная, со следами ржавчинами и т.п.), так и по выделяемому теплу.

Конечно тут тоже бывают разные случаи. Одно дело нагрев от 2 А, а другое дело от 20 мА. Хотя природа неисправностей могут быть идентичны, но методы диагностики придется использовать разные.

Диагностика при помощи кассового чека

Подключите плату к лабораторному блоку питанию с ограничением по току короткого замыкания. Это нужно для того, чтобы окончательно не добить нагревающуюся микросхему. Далее прислоняем кассовый чек к плате.

Естественно будет след и от нагрева микросхемы, но саму микросхему греет другая неисправная деталь.

Еще можно использовать «фризер» для заморозки платы, чтобы быстро определить точку платы, в которой находится короткое замыкание. Всего может быть четыре исхода событий:

1. Нагрев микросхемы происходит из-за короткого замыкания на другом участке платы.В данном случае неисправна не сама микросхема, а другая радиодеталь. Микросхема просто стоит на пути у большого тока, и пропускает его через себя;
2. Неисправна и микросхема и другая радиодеталь.Так получилось, что неисправная радиодеталь добила микросхему. Она не может постоянно нагреваться, и рано или поздно выйдет из строя;
3. Все-таки неисправна сама микросхема. Да, так бывает. особенно если проблема с контактами;
4. На плате имеются следы попадания влаги.. Далее разберём подобные случаи.

Как измерить напряжение на конденсаторе

Кроме того, чтобы определить исправен ли элемент, необходимо выполнить проверку соответствия его реального напряжения к номинальному. Чтобы это сделать следует использовать тестер в режиме вольтметра, а также необходимо наличие источника питания для зарядки устройств. Значение напряжения должно быть меньшим нежели, то под которое рассчитаны накопители. Чтобы измерить вам понадобится подсоединить щуп к выводу и чуть подождать, до момента полной зарядки. При переводе прибора в режим вольтметра, необходимо выполнить проверку выдаваемого накопителем напряжения. Величина, которая появится на дисплее устройства на начальном этапе замера, должна соответствовать заявленным показателям.

Следует учитывать, что в процессе проверки у накопителя теряется заряд и, очевидно, что напряжение будет быстро снижаться, именно поэтому важна начальная величина замера.

Существует более доступный способ проверить конденсаторы, но он подходит только для изделий, имеющих гораздо большую емкость. После полноценной зарядки накопителя, нужно взять простую отвертку с изолированной ручкой, поднести ее металлической частью к выводам и замкнуть их. Если же после проделанных манипуляций произошло возникновение искры, то это свидетельствует о работоспособности элемента. Если же она отсутствовала или была слабой, то это говорит о невозможности устройства держать заряд.

Механические повреждения

Механические повреждения микросхем (и радиодеталей в частности) носят обширный характер. Это могут быть последствия ударов по корпусу прибора, и неаккуратные эксплуатация и ремонт.

Повреждения корпуса

Типичный пример повреждения корпуса.

Повреждения окружающих деталей

Микросхема не может работать без «обвязки» — радиодеталей, которые создают условия для работы.

Отвал контактов

Схема не будет работать, если контакты с радиодеталями повреждены. Среди основных типовых корпусов микросхем (DIP, SMD, BGA) BGA труднее всего визуально оценить на предмет отвала контактов.

В принципе отвал можно отнести к механическим повреждениям, но к отвалу можно отнести и плохое качество пайки.

Методы диагностики отвала

Прогрев платы может быть как вариант диагностики, но не ремонта.

Правила безопасной прозвонки с использованием мультиметра

прозвонка сетевого кабеля мультиметром

Работа с электричеством не допускает непрофессионализма, поэтому сложился определённый перечень правил, которые позволяют сделать её максимально точной, быстрой и безопасной.

Удобнее всего при прозвонке использовать на концах измерительных проводов специальные наконечники, которые получили более распространённое название «крокодилы». Они позволят сделать контакт устойчивым и освободят руки при проведении измерений. При прозвонке всегда проверяемая цепь должна быть предварительно обесточена (необходимо удалить даже слаботочные батарейки). Если в цепи стоят конденсаторы, они должны быть разряжены закорачиванием

В противном случае при проведении работ прибор просто сгорит. Перед тем как проверить целостность проводника большой длины при проведении измерений важно не прикасаться руками к его оголённым концам. Это связано с тем, что полученные в результате показания могут быть некорректны.

При прозвонке многожильного кабеля необходимо с обоих концов разделить и зачистить все имеющиеся жилы. После этого нужно проверить цепь на наличие в ней коротких замыканий: для этого на каждой жиле поочерёдно закрепляется «крокодил», ко всем оставшимся прикасаются другим измерительным концом во всех возможных комбинациях.

Проверяем нет ли короткого замыкания между жилами кабеля. Если на индикаторе «1» и нет звукового сигнала, значит все в порядке, иначе — короткое замыкание.

В данном случае звуковой сигнал будет означать наличие между проверяемыми жилами короткого замыкания

Это может не иметь практического значения для многожильных кабелей малого сечения, работающих в слаботочных сетях, но при работе с высоким напряжением это принципиально важно

Прозваниваем жилы кабеля. Есть звуковой сигнал — все хорошо, иначе — жила повреждена.

Чтобы определить целостность жил выполняется та же операция, только на одном из концов кабеля все зачищенные жилы скручиваются вместе

При поиске обрыва важно учитывать, что отсутствие на каком-либо из концов звукового сигнала будет говорить о нарушении целостности проводника

Маркировка SMD элементов

Компоненты навесного монтажа (например, smd резистор, диод, конденсатор и т.д.) стали маркировать цифрами, но ввиду малого размера деталей эту информацию требовалось зашифровать. Для сопротивлений, в большинстве случаев, принято обозначение из трех цифр, где первые две — это значение, а последняя — множитель (см. рис. 3).

Омметры

Их массовое производство в СССР началось с 1940 года. В конструкцию прибора входят:

• эбонитовый корпус с клеммными выводами для подключения проводов к измеряемому сопротивлению
• батарейка на 4,5 вольта, размещаемая в отсеке питания с контактными пластинами
• амперметр, проградуированный в Омах
• регулировочное сопротивление для калибровки напряжения, подаваемого в схему

На корпусе прибора около выходных контактов знаками «+» и «—» промаркирована полярность подаваемого на схему напряжения. Такой омметр измеряет активное сопротивление от 20 до 2000 Ом. На практике электрикам приходится работать не только в этом диапазоне, а с более высокими и низкими значениями. С этой целью выпускают:

• мегаомметры различной мощности, выдающие повышенное напряжение в проверяемую схему
• измерительные мосты, позволяющие делать точные замеры малоомных сопротивлений

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.