在印刷電路板上找出短路處的方法

本文介紹一種尋找該類(lèi)短路的方法，檢修人員甚至不需要專(zhuān)業(yè)知識，也可以迅速準確地找到短路點(diǎn)。

1 工作原理
在圖1中，abcdefgh為印刷電路板上的正電源供電線(xiàn)條(+5伏)，ABCDEFGH為板上地線(xiàn)，正常情況下兩者不直接相通(無(wú)短路點(diǎn))，電源可正常加上去。

圖1 印刷電路板上正負電源供電線(xiàn)條短路點(diǎn)示意圖
現在假設S點(diǎn)發(fā)生短路，則電源無(wú)法加上，因為短路電源太大，可能燒壞印刷電路板上的線(xiàn)條(銅箔)如圖1所示。5V電源通過(guò)50Ω電阻加上去，由于電阻的分流作用，I=5／50=0.1A，0.1A的電流對線(xiàn)條應該是安全的，該電流流經(jīng)abcd……DCBA，會(huì )在導電線(xiàn)條上形成電壓降。靈敏電壓表負極固定在A(yíng)端，正極自A點(diǎn)起向BCD……移動(dòng)，由于短路點(diǎn)在S，所以直至F點(diǎn)電壓表讀數都是增加的，但向H點(diǎn)移動(dòng)時(shí)不增加(電壓表讀數保持不變)，說(shuō)明FH段無(wú)電流流過(guò)，于是放棄H點(diǎn)以遠方向，改向G方向尋找，這時(shí)發(fā)現F至S點(diǎn)電壓表讀數是增加的，但S點(diǎn)以遠讀數不再增加，且除G點(diǎn)以外再無(wú)其它方向線(xiàn)條，于是可以斷定S點(diǎn)為短路點(diǎn)。

2 檢測電路簡(jiǎn)介
由于印刷電路板上的線(xiàn)條由銅箔構成，電阻約為0.0005Ω／mm(視寬度及厚度而定)，0.1A電流流過(guò)時(shí)，每毫米線(xiàn)條兩端壓降約為500uV其值很小。而20mV三位半數字電壓表表頭分辨率為100uV，為了尋找正確，檢測電壓必須加以放大(見(jiàn)圖2)。

圖2放大器原理圖
圖2為由運算放大器IC1(LM324)組成的反相放大器，其放大倍數為 -(R3/R2)=-10/1=-10(倍) 于是使200mV的數字電壓表頭滿(mǎn)度的輸入檢
測電壓U為20mV，檢測分辨率為10uV，而實(shí)際輸人的測量電壓U一般小于15mV(相當于300mm長(cháng)的銅箔線(xiàn)條的上壓降)，因而不會(huì )超量程。
R1保證測量電路開(kāi)路時(shí)，運放輸人為零，R3、D1、D2保護數字電壓表免受過(guò)載沖擊，R4可平衡掉運放的失調電流，減小零點(diǎn)漂移。
運放的調零不是必須的，根據實(shí)例，LM324的失調電壓小于1mV，有的甚至只有O.1mV(可從其中4只獨立運放中選一只失調電壓小的使用)，放大10倍后約為數毫伏，其失調電壓的溫度系數實(shí)測約為5uV/℃。由于測試時(shí)，觀(guān)察的是電壓讀數的變化，而不是電壓的絕對值，因而失調電壓的影響不大，倒是失調電壓的溫度系數不能過(guò)大?？傊?，用一只無(wú)調零功能的LM324已可正常工作，如要求較高，可使用自動(dòng)穩零的運放，此時(shí)效果更佳。
本檢測電路也可用于非電源線(xiàn)條短路點(diǎn)的尋找，但限流電流R0應改為200Ω，使I=25mA，因為0.1A的電流可能使某些小功率的硅管發(fā)射結損壞，而25mA一般是安全的。I減小使得測試靈敏度降低，于是應增大放大倍數，將R3改為40kΩ，此時(shí)失調電壓的影響增大，因此必須采用自動(dòng)穩零的運放，但工作原理是一樣的。

3 測試方法
按圖1連接好電路，y端固定在A(yíng)點(diǎn)，用測試棒的尖端x(用萬(wàn)用表測試棒磨尖改制，以便能刺穿阻焊膜)，自A點(diǎn)起，逐步向遠處測試，并觀(guān)察數字表頭的讀數，如果測試棒尖在印刷電路板線(xiàn)條上移動(dòng)至讀數向所有方向均不再變化時(shí)，該點(diǎn)即為短路點(diǎn)，可加以消除，如果有多個(gè)短路點(diǎn)，可一個(gè)一個(gè)找出來(lái)，逐個(gè)加以消除。
最后需要加以說(shuō)明的是，由于運放存在失調電壓，測試棒的尖端x置于A(yíng)點(diǎn)時(shí)，數字表頭的讀數可能為某一負數，x自A向遠處移動(dòng)時(shí)，讀數的絕對值先減小至零值，然后再增大，但如前所述，這并不影響檢測。

用本文介紹的方法，對某廠(chǎng)庫存的近百塊帶有電源短路故障的印刷電路板進(jìn)行檢測，成功地找到了短路故障，并加以消除。