10 горячих способов находить и устранять неисправности в электронных схемах — проверь, не пропустил ли ты хоть один!

Чаще всего люди интересуются электроникой, желая восстановить работу привычного прибора; лишь немногие идут дальше — к самостоятельной разработке. Теоретические знания формируют карту принципов и взаимосвязей элементов, но для ремонта более ценны практические методы их проверки. Мы покажем, как последовательно выявить и локализовать неисправность в электронной схеме, опираясь на зрение, элементарные инструменты и системный подход.

Основные способы поиска неполадки

Диагностика — это осознанный анализ состояния устройства перед вмешательством. Выделяются последовательные этапы, которые помогают не только обнаружить поломку, но и сэкономить время при её устранении:

1. Проверка работоспособности прибора. Не всегда устройство оказывается полностью «мёртвым». Важно установить, полностью ли отсутствует включение, отключается ли аппарат сразу после старта, или же нарушена лишь отдельная функция — кнопка, подсветка, звуковой тракт и т. п.

Например, при неисправности подсветки LCD-монитора сам дисплей может продолжать формировать изображение, но выглядеть тёмным. В таком случае при подсвечивании экрана фонарём можно обнаружить присутствие картинки — это наглядный пример, когда предварительная эксплуатационная проверка значительно упрощает дальнейшую диагностику.

2. Визуальный осмотр. Многие дефекты очевидны при простом осмотре: сгоревшие диоды, вздутые конденсаторы, треснувшие корпуса транзисторов, плохие пайки и механические повреждения платы.

3. Измерения. Если элементная база и дорожки внешне целы, переходят к измерениям. Базовые инструменты — мультиметр и осциллограф; при необходимости используются частотомеры, логические анализаторы и др.

Обобщённый алгоритм поиска неисправности выглядит следующим образом:

• Осмотр платы;
• Определение участков с чрезмерным нагревом компонентов;
• Измерения и прозвонка мультиметром;
• Использование осциллографа и вспомогательных приборов;
• Замена вышедшей из строя детали или блока.

Визуальный осмотр

Визуальную проверку логично проводить сверху вниз: от внешнего корпуса к внутренним узлам. Сначала оцениваем внешний вид — целостность силовых кабелей и шнура питания. Изоляция должна быть ровной, без изломов, вздутий или следов механических повреждений.

Далее аккуратно разбираем корпус и добираемся до печатной платы. Начинаем с проверки шлейфов и межблочных соединений — их легко повредить при разборке, а они часто связаны с клавишными блоками и дисплеем.

Обязательно осмотрите предохранитель в цепи питания — часто его повреждение видно невооружённым глазом; он, как правило, расположен вблизи точки подключения сетевого шнура к плате.

Далее ищем следы нагара, потемнения, лужения или физического разрушения компонентов. Корпуса сгоревших транзисторов и диодов часто разрываются или трескаются.

Интегральные микросхемы могут иметь трещины или тёмные пятна, а при серьёзных перегрузках — следы гари на плате. Характерный запах горелой изоляции часто указывает на область повреждения.

Резисторы обычно темнеют или обугливаются; реже встречается внутренний обрыв резистивного слоя без видимых следов.

Найти пробитый конденсатор часто можно по повреждённым дорожкам или корпусу — в силовых цепях пробой приводит к видимым последствиям. В слаботочных узлах пробитие может проявляться лишь электрически, без внешних следов. Корпуса конденсаторов иногда трескаются, но это случается реже.

Электролитические конденсаторы легко опознать по вздутой крышке или следам вытекшего электролита. На крышке присутствуют преднамеренные перфорации — при аварии именно они дают выход газам, поэтому крышка может вздуться, треснуть или «подпрыгнуть» дном.

SMD-компоненты представляют отдельную сложность: визуально их целостность порой трудно оценить. Для поиска «коротышей» в плате с мелкими компонентами применяют термобумагу (чековую ленту): нагрев дефектного участка оставляет отпечаток на чувствительной бумаге, что помогает локализовать проблему.

«Не забывайте о безопасности: не применяйте нагревательный метод на платах с опасными напряжениями без соответствующей подготовки.» Термобумага — простое средство, но при наличии сетевых напряжений безопаснее использовать тепловизор.

Для тестирования по нагреву полезен лабораторный источник питания с ограничением тока. Для проверки цепей 220 В удобна контрольная лампа — при коротком замыкании она загорится в полный накал и ограничит ток, выполняя роль защитного резистора.

При осмотре разъёмов оценивайте состояние контактных поверхностей: они должны сохранять металлический блеск без налёта и окислов. Лёгкую коррозию можно удалить ластиком или деревянной палочкой; сильное окисление требует лужения. В крайнем случае, когда контактная поверхность утеряна, приходится паять провода прямо к дорожкам платы или менять модуль целиком.

Обращайте внимание и на состояние печатных дорожек: они могут трескаться, отслаиваться или окисляться. Восстанавливают их припоем или заменой участка проводником — тонкий обмоточный провод или жила витой пары подойдут для восстановления связи между точками на плате.

Краткие практические напутствия по внешней диагностике электроники:

1. Большинство неисправностей выявляется при внешнем осмотре;

2. Внимательно проверяйте качество пайки и наличие микротрещин;

3. Особое внимание уделяйте силовым цепям;

4. Вздутые электролитические конденсаторы часто являются причиной полной неработоспособности или утраты отдельных функций;

5. Внешний вид не всегда отражает внутреннее состояние детали — проверяйте мультиметром и осциллографом.

Измерения и прорзвонка цепей

Если визуальный осмотр не дал результата, переходят к измерениям. При отсутствии признаков жизни устройства последовательность действий обычно такая:

• Если предохранитель сгорел — мультиметром прозванивают цепь, чтобы локализовать короткое замыкание. Режим прозвонки часто совмещён с режимом проверки диодов;
• Если предохранитель цел — вольтметром проверяют, поступает ли питающее напряжение на плату.

«Если напряжение не доходит до платы — прежде всего прозвоните кабель от вилки до точки подключения на плате.» Проблемы в проводке — частая причина отсутствия питания.

Важно:

Не подключайте блок питания напрямую к сети, не устранив предварительно очевидные неисправности; лучше включать через последовательную лампочку, чтобы ограничить ток и защитить устройство от дальнейших повреждений.

Дальше проверяют выходные напряжения блока питания, учитывая, что некоторые блоки не стартуют без нагрузки. Начальный контроль — проверка диодного моста; при его исправности следует убедиться, что питание достигает ШИМ-контроллера. Если питания на контроллер не приходит — ищут обрыв или дефект на плате; если приходит — диагностируют сам контроллер по известным методикам.

Обнаружение неисправностей в блоках питания и их тестирование рассмотрено в отдельных материалах, например, в статье о ремонте блоков питания для светодиодных лент.

Дальнейшая работа — пошаговое измерение параметров компонента за компонентом и сравнение с эталонными значениями. Наличие схемы значительно ускоряет процесс; без неё диагностика требует больше времени и аккуратности.

Осциллограф в диагностике незаменим: он позволяет увидеть форму ШИМ-сигналов, проверить работу контроллера и проанализировать уровни на базах и затворах транзисторов. Как пользоваться осциллографом, описано в соответствующих статьях раздела Практическая электроника.

Заключение

Ремонт электроники — это сочетание технических знаний, выработанной интуиции и практического опыта. Главное правило — соблюдение техники безопасности: не прикасайтесь к платам с поданным напряжением, разряжайте фильтрующие конденсаторы, которые могут сохранять напряжение до нескольких сотен вольт. При диагностике интегральных микросхем ориентируйтесь на техническую документацию — datasheet, которая даёт важные электрические параметры и рекомендации.

Педагогические советы:

Методика проведения лабораторных работ по электротехнике — советы из практики от опытного преподавателя

Алексей Бартош

Популярные публикации:

• Микросхема 4046 (К564ГГ1) для устройств с удержанием резонанса — принцип работы
• Дроссель для защиты от синфазных помех, генерируемых импульсным источником питания
• Бутстрепный конденсатор в схеме управления полумостом

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » Практическая электроника

Подписывайтесь на канал в Telegram про электронику для профессионалов и любителей: Практическая электроника на каждый день