通常,在系统硬件调试过程中,碰到电容短路的情况比较少见(一旦碰到将是比较棘手的),而出现芯片短路或阻抗过低的情况则较为常见。
下面就结合本人前端时间碰到的一个调试案例进行说明。
遇到一个板卡,上面有一路电源(LT1761,将16V转为15V),该路电源出现异常,输出电压明显过低基本无输出。
刚开始,以为是该电源芯片损坏(因为之前遇到过一些这样的情况),所以这次也就习惯性的按照常规思路,所谓的经验,直接对该电源芯片进行了更换;但此次更换后问题依旧,纳闷了,怀疑应该不是该芯片本身的问题了,而且输入电压也出现异常;再将该芯片拆除后,重新测量输入电压正常,而测量输出部分对地阻抗,发现仅有6欧,明显过低,基本趋于短路了;问题开始明确,输出负载部分某个芯片或者器件出现了电源对地短路的情况,而且负载过重,将电源芯片的输入电压也拉低了。
问题虽然是明确了,但是与该路15V电压有连接关系的器件有如此之多,实在难以确定具体是哪个器件。
没办法,先从最简单的钽电容器件开始一个个拆除,边拆边测量;当拆到一个22uF/20V的电容时,阻抗恢复正常,问题也因此确定,就是这个22uF/20V的钽电容惹的祸!
把电源芯片等重新焊上,测量电压正常,系统工作也恢复正常!
看来这个电容的耐压20V相对于15V的工作电压来说,裕量太小,稍不注意可能就被击穿了。
由此也联想起了在此之前的一次故障,同样的板子,只是那次问题更直接,15V电压直接短路,检查到最后,同样也是发现这个22uF/20V的钽电容被击穿短路!教训啊!
从这两次的硬件故障反思,在电容的选择过程中,尤其要注意其耐压值的考虑,通常电容的耐压级别有:2.5V、4V、6.3V、10V、16V、20V、25V、35V、50V等等,我们在选择的时候通常耐压值至少应该高出其工作电压的一倍,这样才会更加保险,防止电容被某个瞬间脉冲击穿而短路。
由于现在的硬件系统越来越复杂,电源的去耦电容也是越来越多,一旦某个电容出现短路,查找问题将是极其麻烦的。因此,在设计之初,电容的耐压值裕量还是预留足些的比较好。
以上仅为我个人在调试过程中的一些感悟,欢迎大家交流。