Besleme hattında kısa devre sorunu nasıl çözülür

malazgirt

Moderatör
Staff member
Dün elime yeni geçen bir prototip kartına ilk defa harici güç kaynağı ile 12V enerji verdim, ve normalden daha fazla akım çektiğini farkettim. 70mA çekmesi gereken devre, 280mA gibi bir akım çekiyordu. Besleme voltajlarını inceleyince, 3.3V üreten SMPS nin (AP6503) çıkış vermediğini gördüm.



Güç kaynağını kapattım ve SMPS nin çıkışını Ohm kademesinde ölçünce, kısa devre olduğunu gördüm. SMPS entegreyi söktüm ve çıkış hattında hala kısa devre olduğunu gördüm. Yani 3.3V beslemeyi kısa devre yapan birşey var. Peki böyle bir problemle karşılaşınca, nasıl bir çözüm getireceğiz? 3.3V un neresinden ölçersek ölçelim, kısa devre gösteriyor ...

Böyle bir arızanın çözümü için aşağıdaki metotları kullanabiliriz:

1 ) Çok düşük direnç değerlerini ölçebilen bir multimetre ile, 3.3V hattının değişik yerleri ve şase arasında direnç ölçümü yapabiliriz. Direnç değerinin en az olduğu yeri bulmaya çalışırız ve kısa devrenin de orada bir yerde olduğunu varsayabiliriz. Karşılaşacağımız direnç değerleri 0.2 Ω mertebesinde değerler olacaktır, o yüzden yaygın kullanılan multimetreler ile bu ölçümü yapamayız. Bu metodu kullanabilmek için, 4 terminalli (kelvin prob) ölçüm yapabilen bir multimetreye ihtiyaç vardır ve masa tipi multimetrelerin bir çoğunda bu özellik var. Ama bu metodu kullanmak vakit alır. 3.3V un uğradığı her yerde ölçüm yapmak lazım olduğu için, baskı devre üzerindeki bütün 3.3V yollarının üzerinde gezinmemiz lazım.

2 ) 3.3V luk hattan yüksek bir akım geçirmek ve termal kamera ile ısı dağılımını gözlemlemek. Bunun için 3.3V luk bir güç kaynağını bağlıyoruz, akımı da 6 Ampere sınırlıyoruz, sonra da bir süre bekleyip termal kamera ile bakarsak, Akımın nereden tamamlandığını görebiliriz ve çok kısa sürede arızanın sebebini bulabiliriz. Ama bu metodun çok önemli bir dezavantajı var: Termal kameralar korkunç derecede pahalı.

3 ) 3.3V luk hattan yüksek bir akım geçirmek ve kart üzerinde neyin ısındığını alkol ile anlamak. Bunun için gene yukarıdaki gibi 3.3V luk bir güç kaynağını bağlıyoruz, akımı da 6 Ampere sınırlıyoruz, sonra da bir süre bekliyoruz. Sonra ucuna pamuk sarılı bir kulak temizleme çubuğunu alkole batırıp, devre üzerindeki parçaları alkol ile ıslatmaya başlıyoruz. Kısa devrenin olmadığı yerlerde alkol, parça üzerinde uzun süre kalacaktır. Ama kısa devrenin olduğu yerde alkol hemen buharlaşacaktır. Hatta yeterince ısındığında, çok kısa sürede cızırdayıp gidecek.

Benim kullandığım metot, 3. üncü metot oldu ve sorunun, 24.576 MHz lik bir osilatörden kaynaklandığını gördüm. Üzerine alkollü pamuğu değdirdiğim anda hemen buharlaşıp yok oluyordu. Osilatörü söktüm ve dışarıda ölçünce osilatörün kendisinin arızalı olduğunu gördüm. Vcc ile GND arası kısa devre olmuş.

 

Öğretmen27

Kayıtlı Üye
Kullanmış oldugunuz 3. yöntem pc veya dizüstü anakartlarda kulanılan ve vazgeçilmez bir yöntemdir. Bu iş için 0-30v 0-5A ayarlı güç kaynağı sipariş ettim.
Yalnız burada 5A e ayarlanıp voltaj verileceği için çok fazla güç kaynağını açık tutmamak lazım. 5-10 sn arasında bu işlemin yapılıp ısınan parçayı bulmak lazım. Benim izlediğim videolarda bu iş yapılırken bu şekilde anlatılıyordu.
Benim yukarıda yazdıklarımdan hareketle yanlış söylediğim bir yer var mı? veya eksik bırakılan bir yer var mı?
Biz anakartta 3.3v veya 5v kısmına voltaj verirken 5A e ayarlayıp 5-10 sn ( bu süre daha kısa veya daha uzun olabilirse fikrinizi lütfen belirtin) arasında işlem yaparsak başka parçalara zarar verir miyiz?
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Bu işlemin yapıldığı yer neredeyse her zaman besleme hattı olmuş oluyor. Besleme hattının bakır yolları da geniştir ve bu seviyede akımı 5 saniyeden çok daha uzun süre kaldırır. Ama besleme hattında kısa devre olan şeyin iç direnci, bu bakır hatlara göre çok daha yüksektir. Mesela bakır hat orada 50 mΩ iken, kısa devre olmuş olan entegre veya neyse artık, iç direnci belki 200 mΩ olur. Dolayısıyla daha bakır hatlar ısınmaya başlamadan kısa devre olmuş olan parça ısınmaya başlayacaktır.

Ama "hadi nazik davranayım bu karta, 3A vereyim" dememek lazım. Akımı yüksek tutmak ve işi çabuk bitirmek lazım. Mesela 8A kullanılsa, çok kısa sürede arızalı olan entegre ısınacaktır, ama bakır yollar bu arada fazla ısınmamış olacaktır.
 

Öğretmen27

Kayıtlı Üye
Bu işlemin yapıldığı yer neredeyse her zaman besleme hattı olmuş oluyor. Besleme hattının bakır yolları da geniştir ve bu seviyede akımı 5 saniyeden çok daha uzun süre kaldırır. Ama besleme hattında kısa devre olan şeyin iç direnci, bu bakır hatlara göre çok daha yüksektir. Mesela bakır hat orada 50 mΩ iken, kısa devre olmuş olan entegre veya neyse artık, iç direnci belki 200 mΩ olur. Dolayısıyla daha bakır hatlar ısınmaya başlamadan kısa devre olmuş olan parça ısınmaya başlayacaktır.

Ama "hadi nazik davranayım bu karta, 3A vereyim" dememek lazım. Akımı yüksek tutmak ve işi çabuk bitirmek lazım. Mesela 8A kullanılsa, çok kısa sürede arızalı olan entegre ısınacaktır, ama bakır yollar bu arada fazla ısınmamış olacaktır.
Süpersin Sn Hocam harika anlatmışsınız. Hiç bir endişem kalmadı. Yani bir parça kısa devre olmuş olsa bile bakır hatların direncinden daha yüksek demek ki? Ayarlı güç kaynağımız her zaman 5A de dursun o zaman :)
 

uyesercan

Yönetici
Staff member
Ben bir bazı videolarda çakmak gazını devreye sıkarak sisteme gerilim uygulandığın ve ısınan parçanın hemen belirgin hale geldiğini gördüm. İçeriğini bilmiyorum ama alkol olmayan yerde bu bir alternatif midir? Neticede çakmak gazı alkole göre daha kolay bulunur.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
PCB yollarındaki çatlakları bulmak için çok soğutucu spreyler var. Sıkılan yerin -40 °C sıcaklığa getiriyor ve büzülmeden dolayı çatlaklar kabak gibi meydana çıkıyor :)

Herhalde senin dediğin çakmak gazı da bir nevi soğutma etkisi yaratarak aynı işi görüyor. Yani amaç kısa devre olan yeri bulmak değil, tam tersi iyi temas etmeyen yerleri bulmak.
 

uyesercan

Yönetici
Staff member
İzlediğim videolardan hatırladığım bir smd diyot sorunluydu. Sorunlu olduğunu, bildiğimiz çakmak gazı ile bulmuştu. Çatlak olayını bilmiyordum o da iyiymiş.
 

serkan_48

Moderatör
Staff member
Kartlari asiri sogutmak yuzeyde nemin yogusmasi ve farkli kisa devrelere meyil verebilecegini dusunuyorum.

Pek saglikli bir yontem olarak bulmadim.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Kartlari asiri sogutmak yuzeyde nemin yogusmasi ve farkli kisa devrelere meyil verebilecegini dusunuyorum.

Pek saglikli bir yontem olarak bulmadim.
Soğutarak temassızlık arama metodu sadece delik montajlı komponentlerin olduğu devrelerde, lehim tarafında yapılabilen bir işlem. Amaç bakır yollardaki çatlakları bulmak. Komponentlerin üzerine sıkılırsa kesin bir bölümünü çatlatıp kırar. Lehim tarafına da yapılabilmesi için yapışık toz/kir olmaması lazım, çünkü nemi tutacak ve iletkenlik yapabilecektir.

Yüzey montajlı bir kartta bu metodu kullanamayız. Orada en fazla basınçlı hava ile biraz soğutabiliriz veya sıcak hava ile ısıtabiliriz. Eğer devre ısı değişimlerine tepki veriyorsa bir temassızlık olma ihtimali vardır.
 

emrah74

Kayıtlı Üye
PCB yollarındaki çatlakları bulmak için çok soğutucu spreyler var. Sıkılan yerin -40 °C sıcaklığa getiriyor ve büzülmeden dolayı çatlaklar kabak gibi meydana çıkıyor :)

Herhalde senin dediğin çakmak gazı da bir nevi soğutmak etkisi yaratarak aynı işi görüyor. Yani amaç kısa devre olan yeri bulmak değil, tam tersi iyi temas etmeyen yerleri bulmak.
Abi o video yu bende izledim. Çakmak gazı soğuk olduğu için kart da beyaz bir tabaka oluşturmak'da ve kısa devreden dolayı ısınan parçada beyazlık kayboluyor.Benim anladığım kadarıyla ne kadar sağlıklı bir işlem bilmiyorum.
Başka izlediğim,bir video da ise ısıya göre rengini değiştiren oyun hamuru ile Oyun hamurunu kartın üzerine koyup voltaj verdiklerinde ısınan parca oyun hamurunun rengini değiştirmekte ve kısa devreye düşen parçayı bu şekilde bulmakta.
Birde cep telefon tamirçilerin kullanmış olduğu cic dedikleri bir devre ile kısa devre buluyorlar
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Bence o ani soğuma özellikle SMD kapasitörlerde çatlamaya sebep olabilir. Çok riskli bir işlem.

Üstelik tipik dijital devrelerde kapasitörlerin büyük çoğunluğu entegrelerin dibine konan dekuplaj kapasitörleri. Eğer bu soğuk gaz nedeniyle bunların dörtte biri çatlasa, devre ite kaka çalışmaya devam eder, ama artık marjinal bir devredir ve zaman zaman tuhaf hatalar görülebilir.
 

emrah74

Kayıtlı Üye
Bence o ani soğuma özellikle SMD kapasitörlerde çatlamaya sebep olabilir. Çok riskli bir işlem.

Üstelik tipik dijital devrelerde kapasitörlerin büyük çoğunluğu entegrelerin dibine konan dekuplaj kapasitörleri. Eğer bu soğuk gaz nedeniyle bunların dörtte biri çatlasa, devre ite kaka çalışmaya devam eder, ama artık marjinal bir devredir ve zaman zaman tuhaf hatalar görülebilir.
Peki abi bu cic hakkında bilgin varmı?
 

emrah74

Kayıtlı Üye


Cic devresinde lm1117 ile lm317 voltaj regülatörü ve 2 adet direnç ile kurulmuş devre.Devreyi 5 V volt ile besleyip çıkışını multimetrenin proplarına bağlanıyor.Multimetrede mA veya mV kademesine alınıyor.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Evet aynen, kelvin probu metodu ile düşük direnç ölçümü yapılıyor. Buradaki çalışma prensibi şu: Bir sabit akım kaynağı ile belli bir akım geçiriliyor, sonra da voltaj belli bir DC kazanca tabi tutulup multimetre ile ölçülüyor.
 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Aşağıdaki videodaki CIC devresini, çok ayrıntılı göremesek de iki transistörlü olduğunu görüyoruz. Transistörün birisi muhtemelen sabit akım kaynağı, diğeri de 10 kat yükselten bir DC yükselteç herhalde :) Bu şekilde stabil ve tekrarlanabilir sonuç almak çok zor. Dual opamp kullanıp birisi ile sabit akım kaynağı diğeri ile de 10 gain elde etmek çok daha iyi sonuç verir.

 

taydin

Timur Aydın
Staff member
Videoyu seyrettim. Bir LDO ile önce 5V a yakın bir çıkış elde ediyor, sonra da LM317 ile bir sabit akım kaynağı oluşturmuş. Bu sabit akımı kısa devre olan yerden geçiriyor, ölçü aletini de akım kademesine almış, oradan akımların ölçü aleti ile kısa devre noktası arasındaki paylaşımını ölçüyor. Sabit akımın çoğu kısa devre olan yerden geçecek, bir kısmı da multimetreden geçecek. Kısa devrenin ne kadar "kısa" olduğuna göre bu akım paylaşımı değişecek.

Eleman muhtemelen deneme yanılma yoluyla birşeyler yapmış, ve işini görecek bir sonuç alıyor. Hiçbirşey araştırmayıp kahvehanede bol keseden atanların aksine, birşeylerle uğraşıyor, bir değer üretiyor, o yüzden negatif konuşmaya dilim varmıyor. Sadece şunu belirteyim, bence oradaki voltajı yükseltip voltaj ölçümü yapmak daha stabil bir çözüm sağlar.
 
Top