如何快速有效的定位短路元件？

相信電路板修得多的朋友，一定碰到過公共電源短路的情形。大多數情況是，當你用萬用表測試電路板的某個電源電壓對地之間的電阻值，顯示非常之小，幾十歐姆，幾歐姆，零點幾歐姆，甚至顯示0歐姆，這可能比正常的電阻值小很多，而使用這一路電源的器件有不少，哪一個都有短路的可能，怎樣快速有效的定位短路元件呢？

首先，要判斷是否真正短路。經驗不夠的朋友往往在電路板某個電源電壓點是否短路上糾結，因為不同電路板電源兩端電阻值范圍并不確定，某些板子有可能幾百歐姆就短路了，而某些幾個歐姆也正常，這就需要我們平常對一些電路板電源端對地電阻進行一些大致測試來建立一些感性認識了。一般來說，大部分沒有大功率CPU芯片的電路板，電源端電阻值在幾百歐姆以上，芯片越多的板子，電阻值也越小。比如集成度很高的工控主板，CPU芯片的電源端阻值就很小，甚至10Ω以下都正常。當然，如果手頭有相同的板子對比，就很容易判斷是否有短路。

一、電源引腳割斷法

使用工具：斜口鉗（針對插件）或熱風槍（針對貼片元件）

這個方法只是在極端簡陋的條件下采用，依次把一個個元器件電源引腳斷開，再測試電源正負之間的電阻值有沒有因而變大很多，如果剛好碰到這種情況，就可以確定短路元件。但是這個要完全憑運氣，運氣不好，會割斷很多元件甚至到最后一個，費時費事，并且對好的元器件也有損傷。一般不到萬不得已不要采用，而且只適用于元件較少的板子。

二、電燒法

使用工具：可調電源，您的玉手（天然溫度感應器）

這個是首推的方法，你要準備一個電壓和電流可調并且有電壓電流顯示的電源，確定板子上的額定電源電壓后（比如5V電壓），在電源不接負載的情況下，將可調電源調至板子的額定電源電壓，將電流旋鈕調至較小位置，然后將正負極加上電路板。通電后，因為短路，電壓會被拉低，此時切勿調節電壓旋鈕，只需調節電流旋鈕，慢慢調大電流，同時注意觀察顯示的電流和電壓，計算電流和電壓的乘積，這個乘積就是電源電路板獲得的功率，當這個功率超過1W時（最多不超過2W），開始用手去摸相應的元件，摸到哪個元件特別發熱（應該在60℃以上才算熱，40℃以下不算），就取下這個元件，再測試一下板子電源端的對地阻值，或者測試取下電路板后的元件它的電源引腳之間的阻值，整個阻值前后有非常明顯的變化，比如取下元件后電路板電阻由幾歐姆變成了幾百歐姆，那么就可以確定短路確由該元件引起。

三、阻抗法

使用工具：數字電橋或毫歐表

有些短路，測試電源端電阻幾乎接近0歐姆，接上可調電源后，因為短路太厲害，即使電流調整到可調電源的最大值，電壓也升不上去，所以電壓電流乘積（功率）就自然上不去，元器件不會有明顯發熱，而且因為連接可調電源和電路板的導線也有電阻，電流大了，發熱都在導線內部了。這種情況使用電燒法無法準確判斷短路點，就可以使用數字電橋或毫歐表來定位短路點了。我們知道，電路板上的元件的各個引腳是通過PCB的銅箔走線連接在一起的，銅箔走線不是超導體，本身也是有電阻值的。例如PCB上銅箔厚度是35μm，印制線寬1mm，則每10mm長，其電阻值為5mΩ左右，這個電阻值普通萬用表測試不出來，而使用數字電橋的DCR（直流電阻）測試功能或者毫歐表就可以測試出來。

假設電路板上共有10個芯片，由于某個芯片短路很厲害，萬用表測試VCC和GND之間只有0.2Ω電阻值，不說一般的廉價萬用表達不到顯示0.2Ω的精度，而且這個顯示的電阻值還會隨著萬用表表筆的接觸程度有所變化（接觸電阻不穩定），所以萬用表是沒法定位這種短路點的，而數字電橋或毫歐表對1mΩ的變化都可以感知，我們只要在每一個元件的VCC和GND引腳上測試一次電阻值并記錄，定位電阻值最小的那個元件即可。

當然，這種方法也有局限性，例如元件多了，或者PCB內部中間層短路，排除起來就有困難。

四、恒流測電壓法

使用工具：可調電源或者專用恒流源。

這方法和數字電橋毫歐表本質上是一樣的，針對短路比較嚴重的情況。方法操作比較簡單，成本較小，更加適合芯片元件數量較多的情況。具體的操作是這樣的：將可調電源電壓調整為電路板元件的額定電壓以下，比如5V電壓供電那就設定無負載時可調電源輸出5V以下，先將電流旋鈕調至最小，然后將輸出短接，這時候恒流指示燈亮起，然后再慢慢調大電流，讓電流顯示為一個固定值，比如1A，然后再也不要動電流旋鈕，將電流加在電路板VCC和GND之間，注意電壓方向切勿搞反。接下來就可以直接測試電路板上元件VCC和GND引腳的電壓，如果某個元件真實短路，則此元件VCC和GND引腳的電壓就最小，元件定位以后，我們再取下這個元件，電路板短路消失，就可以完全確定短路是由這個元件引起。

采用此法切記兩點：1.接入電源后一定要保持恒流指示燈亮起，2.開始比較各元件VCC引腳對其GND引腳電壓時，不要再調整電流旋鈕。

五、磁場追蹤法

工具：短路故障追蹤儀

根據安培定律，通以電流的導線會產生磁場，電流越大，磁場越強。如果使用磁場強度傳感器（霍爾傳感器）把磁場強度測試出來，就可以非接觸式地感知某處是否短路。專用的短路追蹤儀一般就有這種功能，如果某個元件短路，電流大部分流過此元件，在此元件的內部產生的磁場也就越強，如果使用霍爾探頭檢測配合聲音頻率從低到高輸出對應磁場強度從低到高，最后探測到聲音越尖細的地方就是短路點。

磁場追蹤法要注意兩點：一是要不斷改變探頭的方位，當導線的磁場垂直穿過霍爾傳感器時，才可探測到最大磁場；二是此種方法不適用電路板上有磁性元件的場合，如電感、變壓器、繼電器等，這些器件的聚磁作用會對探測器產生干擾。

六、冷卻劑快速降溫法

工具材料：電子元件故障檢測急速冷凍劑

操作方法是，參照電燒法給電路板加電，再在懷疑短路的地方噴上冷凍劑，如果有元件短路發熱，白霜狀的冷凍劑會迅速揮發，呈現與周邊不同的顏色，這樣就可以迅速定位損壞元件。此方法對短路電阻非常小的情況無能為力，因為對應的短路點功耗太小，發熱不明顯。

七、熱像法

工具：紅外線熱像儀

紅外線熱像儀可以通過感知物體各部分發射的紅外線情況來精確檢測溫度。電路板通電后，哪里有短路發熱，對應的紅外線特征就會越明顯，消失的圖像顏色就會越突出，最高溫度和最低溫度點還會標注出來，檢測短路非常方便。熱像儀檢測對二極管、電容、IC的故障定位非常準確，在我們的維修工作中屢建奇功，缺點就是目前高像素的紅外線熱像儀價格比較昂貴。
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