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.