Reparatur von elektronischen Geräten: Werkzeuge, Techniken und Tipps

Sie wollen Geld sparen und gleichzeitig die Lebensdauer Ihrer elektronischen Geräte verlängern? Reparieren Sie Ihre eigenen Werkzeuge und Geräte! Von der Beherrschung grundlegender Werkzeuge bis hin zur Erklärung gängiger Bauteilfehler wird dieser praktische Leitfaden zur Reparatur elektronischer Geräte Ihr Selbstvertrauen stärken, wenn Sie Ihre Geräte reparieren.

Werfen wir zunächst einen Blick auf die Werkzeuge, die für die meisten elektronischen Reparaturen nützlich sind. Natürlich hat jeder seine eigene Liste von Lieblingswerkzeugen, je nach persönlicher Vorliebe. Hier ist meine Liste. Wenn Sie Anfänger sind, gibt Ihnen das vielleicht ein paar Anhaltspunkte. Wenn Sie nur ein oder zwei dieser Werkzeuge haben und Ihnen die Liste viel zu lang oder viel zu teuer erscheint, keine Panik! Einerseits kann man immer darauf verzichten, bis man beschlossen hat, dass es an der Zeit ist, ein neues Werkzeug zu kaufen, und andererseits kann man die meisten dieser Dinge entweder sehr billig in China oder zu erschwinglichen Preisen auf dem Gebrauchtmarkt in jedem Land finden.

Beginnen wir mit den wichtigsten Werkzeugen (Bild 1). Sie brauchen mindestens: ein Multimeter, einen Lötkolben und Lötzinn, ein Oszilloskop und ein regelbares Netzgerät. Um die Lötstellen zu prüfen und die Platine auf Defekte zu untersuchen, ist eine kleine Lupe mit einer ausreichend hohen Vergrößerung (in meinem Fall 10×) eine wertvolle Hilfe. Selbst eine sehr preiswerte Lupe ist unendlich viel besser als gar keine Lupe; ich persönlich benutze ein 3-Euro-Kunststoffmodell von RS (Nr. 136-8106), das mir gute Dienste leistet.

Man kann darüber streiten, aber meiner Meinung nach sind ein zweites Multimeter und ein zweiter Lötkolben ebenfalls unverzichtbare Werkzeuge. Zwei Multimeter gleichzeitig sind nützlich, unter anderem zum Testen von Netzteilen, indem man die Ausgangsspannung überwacht, während man den Ausgangsstrom erhöht. Der zweite Lötkolben ist als Ergänzung zum ersten Lötkolben fast unersetzlich, da man mit einem Lötkolben in jeder Hand alle Arten von SMDs auslöten kann.

Apropos Löten, hier ein paar zusätzliche Hilfsmittel. Entlötlitze (ich empfehle die verzinnte Variante) und Flussmittelgel. Für die Reinigung nach dem Löten eignen sich Wattestäbchen und 99%iger (oder notfalls 90%iger) Isopropylalkohol. Ich empfehle, den Alkohol in kleine Plastikflaschen (50 ml oder 100 ml) abzufüllen, um kleine Mengen auftragen zu können, und eine dieser Flaschen für eine 50/50%ige Isopropyl-Aceton-Mischung zu verwenden - sehr wirksam bei schwer zu entfernenden Rückständen. Wenn Sie es sich leisten können, ist ein professioneller Reiniger wie Fluxclene oder Kontakt LR natürlich gut, aber nicht unbedingt erforderlich. Um starke Korrosion zu entfernen, die durch das Eindringen von Wasser oder den Austritt von Elektrolyt aus einem Kondensator verursacht wurde, ist ein Glasfaserstift sehr nützlich.

Optionale Werkzeuge als Retter in der Not

Optional bedeutet: Man kann auch ohne diese Werkzeuge auskommen, aber wenn man sie einmal gekauft hat, erweisen sie sich als sehr nützlich. Ich empfehle eine preiswerte Entlötstation. Mit ihr lassen sich Transistoren, Kondensatoren, DIP-ICs, Steckverbinder, Relais und so weiter so schnell und sauber auslöten, dass es schade wäre, zu lange ohne sie auszukommen, vor allem bei so günstigen Produkten wie den Modellen ZD-915 oder ZD-8915 für unter 100 €. Zu dieser Kategorie würde ich noch hinzufügen: ein ESR- oder LCR-Meter sowie einen sehr preiswerten Bauteiletester wie das Modell LCR-T4.

Ein Glühbirne als Strombegrenzer

In der Kategorie der kleinen, selbstgebauten Werkzeuge, die man im Laufe seines Lebens sammelt, würde ich auch einen Glühbirnen-Strombegrenzer erwähnen. Er ist besonders nützlich bei der Reparatur von Netzteilen, vor allem wenn diese Fehler wie kurzgeschlossene Diodenbrücken oder Transistoren im Primärkreis oder eine durchgebrannte Sicherung aufweisen. Nach der Reparatur ist es eine gute Idee, den maximalen Strom zu begrenzen, falls etwas übersehen wurde, um zu verhindern, dass dieselben Bauteile erneut durchbrennen.

Das Prinzip ist sehr einfach: Schalten Sie eine Glühlampe mit einer entsprechenden Nennspannung in Reihe mit einer der beiden Stromversorgungsleitungen. Im Falle eines Problems (im schlimmsten Fall eines Kurzschlusses zwischen dem Außenleiter und dem Neutralleiter) gibt es keine Explosionen mehr; die Lampe leuchtet einfach auf und gibt Ihnen Zeit, die Verbindung ohne Schaden zu trennen.

Sie sollten mehrere Lampen mit unterschiedlichen Wattstärken haben, um je nach dem zu prüfenden Gerät den Strom auf einen höheren oder niedrigeren Wert zu begrenzen. Das geht ganz einfach mit ein paar Ersatzglühbirnen und einer Glühbirnenfassung; Sie schrauben einfach die Glühbirne Ihrer Wahl nach Bedarf ein. Auch wenn in vielen Ländern klassische Lampen mit Glühwendel aus den Regalen der Geschäfte verschwunden sind, sind sie doch leicht im Internet erhältlich. Keinesfalls für diese Aufgabe geeignet sind natürlich Energiesparlampen oder LEDs.

Ich für meinen Teil habe mir einen etwas komplizierteren Aufbau als nötig gebastelt (Bild 2), indem ich mit einem Drehschalter mehrere kleine Halogenbirnen parallel geschaltet habe (20 W / 230 V, G9), so dass ich den Strom in fünf Stufen von 80 mA bis etwa 400 mA begrenzen kann.

Lassen Sie uns nun über Reparaturmethoden sprechen. Hier sind ein paar Dinge, die Sie vielleicht hilfreich finden.

Wie man elektronische Reparaturen durchführt

Machen Sie zunächst eine Bestandsaufnahme der Situation. Wissen Sie genau, wo der Fehler liegt? Wenn es sich um ein Gerät handelt, das Ihnen gehört oder das Sie selbst benutzt haben, als der Fehler auftrat, haben Sie wahrscheinlich eine ziemlich gute Vorstellung davon. Nehmen Sie sich aber die Zeit, sich alles zu notieren, was ein Hinweis sein könnte. Verfügt das Gerät über ein Display, das eine Fehlermeldung anzeigt? Läuft es im kalten Zustand und stockt nach dem Aufwärmen? Oder andersherum? Hat das Gerät einen mechanischen Schlag erlitten? Beeinträchtigt ein leichtes Klopfen den Betrieb des Geräts? All diese Anhaltspunkte helfen Ihnen bei der Fehlersuche, also übersehen Sie sie nicht. Versuchen Sie, wenn möglich, den Fehler selbst zu beobachten, wenn es sich um eine Reparatur handelt, die Sie für jemand anderen durchführen.

Schauen Sie im Internet nach, ob in irgendeinem Forum jemand das gleiche Problem mit dem gleichen Gerät hatte. Sehen Sie nach, ob ein Wartungshandbuch oder Schaltpläne verfügbar sind.

Als nächstes folgt die Demontage. Denken Sie daran, Fotos zu machen, um den Wiederzusammenbau zu erleichtern, und nummerieren Sie die Stecker an den Kabeln gegebenenfalls mit einem feinen Marker, damit Sie sie beim Wiederzusammenbau eindeutig korrekt wieder anbringen können.

Zuerst die visuelle Inspektion

Beginnen Sie bei der Diagnose mit einer guten Sichtprüfung: Ich weiß nicht mehr, wie oft ich auf diese Weise, wenn schon nicht den genauen Fehler, so doch zumindest seine Position auf der Platine sofort erkennen konnte: durchgebrannte Bauteile, Anzeichen von Überhitzung, fehlende Bauteile (manchmal brechen die Anschlussleitungen von Bauteilen bei einem Aufprall ab, nachdem sie durch Temperaturschwankungen ermüdet wurden), gerissene Lötstellen und so weiter. Nutzen Sie auch Ihre anderen Sinne: gibt es einen verdächtigen Geruch? Ein seltsames Geräusch, wenn Sie das Gehäuse schütteln?

Versuchen Sie, funktionale Einheiten zu identifizieren. Stromversorgungen, Platinen hinter Frontplatten, digitaler Steuerteil, analoger Teil, Ausgangsstufen, falls vorhanden, und so weiter. Schlussfolgern Sie, um mögliche Fehlerquellen ausfindig zu machen.

Wählen Sie eine Richtung: Entweder in Flussrichtung (Energiefluss oder Informationsfluss) oder gegen den Fluss. Von den Eingängen zu den Ausgängen oder andersherum. Es gibt keine festen Regeln; zu Beginn können Sie willkürlich wählen und im weiteren Verlauf der Diagnose zwischen den beiden Techniken wechseln. Bei einem Netzteil, dessen Einschaltkontrollleuchte nicht leuchtet, ist es oft sinnvoll, mit dem Netzeingang zu beginnen und eins nach dem anderen in der Kette zu überprüfen: Sicherung OK, Diodenbrücke OK, Transistor der Leistungskorrektur OK und so fort. Wenn das Netzteil zwar eingeschaltet werden kann, aber nur an einem der zahlreichen Ausgänge ein Fehler vorliegt, ist es sinnvoller, beim Ausgang zu beginnen und sich rückwärts vorzuarbeiten.

Ist der Strom eingeschaltet?

Prüfen Sie zunächst die Stromschienen. Manchmal gibt es Prüfpunkte, ansonsten können Sie die Spannung an den Elektrolytkondensatoren messen. Übliche Spannungen sind 12 V, 5 V, 3,3 V und entsprechend negative Spannungen gegen Masse. Eine schwankende oder fehlende Spannung weist Sie auf einen möglichen Fehler hin.

Wenn die Stromversorgungen zu funktionieren scheinen, überprüfen Sie, ob die Funktionsblöcke, auf die Sie stoßen, auch mit Strom versorgt werden, indem Sie die Spannungen an den Stromversorgungsanschlüssen der ICs und Mikrocontroller messen. Anhand von Datenblättern und Erfahrungswerten können Sie feststellen, auf welche Pins Sie achten müssen. Falls die Spannung gleich Null ist, prüfen Sie mit einem Ohmmeter, ob die Schiene nicht mit der Masse kurzgeschlossen ist. Ist dies der Fall, suchen Sie nach dem Kurzschluss; ist dies nicht der Fall, suchen Sie weiter vorne, um herauszufinden, warum das Netzteil nicht eingeschaltet ist.

Wann immer möglich, versuche ich, so wenige Bauteile wie möglich auszulöten. Dennoch kommt es vor, dass man im Zweifelsfall ein Bauteil auslöten muss, um eine Messung zu bestätigen, insbesondere bei der Suche nach Kurzschlüssen. Aber Vorsicht! Ich bin schon oft auf Platinen ohne Bestückungsdruck gestoßen, und es kann jedem passieren, dass man versehentlich ein IC der Sorte SO-8 oder SO-14 verdreht einlötet, was beim nächsten Test zu Ärger und Frustration führt. Schauen Sie sich die Fotos an, die Sie vorher gemacht haben!

In dieser Phase der Fehlersuche müssen Sie wahrscheinlich häufig zwischen dem Testen von Bauteilen im Schaltkreis (ohne Strom), dem Auslöten, dem erneuten Einlöten, dem Austauschen von Bauteilen, dem Testen mit eingeschaltetem Strom und so weiter abwechseln. Nehmen Sie sich auf jeden Fall Zeit und behalten Sie einen klaren Kopf. Und vor allem: Löten Sie niemals an einem stromführenden Schaltung! Und stellen Sie sicher, dass dies auch nicht aus Versehen geschieht. Abgesehen vom Sicherheitsaspekt besteht die Gefahr, dass Sie mit dem Lötkolben zwei benachbarte Lötaugen kurzschließen und dadurch Schäden verursachen.

Sicheres Messen

Führen Sie niemals Oszilloskopmessungen auf der Primärseite (Netzseite, vor dem Transformator) einer Stromversorgung durch, es sei denn, Sie sind umfassend informiert und verfügen über eine gewisse Erfahrung mit Differenztastköpfen und Trenntransformatoren. Auf der Sekundärseite gibt es weniger Sicherheitsrisiken, aber immer noch das Risiko, Fehler zu verursachen. Anstatt das Risiko einzugehen, mit der Sondenspitze abzurutschen, ziehe ich es oft vor, ein kleines Stück Draht an den betreffenden Knotenpunkt zu löten und die Sonde daran anzuklemmen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von hochwertigen, dünnen Mini-Greifern, wie die von EZ-Hook (siehe Bild 3). So habe ich die Hände frei, um den Ein-/Ausschalter und die Steuerelemente des Oszilloskops zu bedienen.

Als ich in einer Elektronikwerkstatt arbeitete, benutzte ich bei der Reparatur eines bestimmten Geräts meinen Computer ständig, um nach den Datenblättern und Pinbelegungen der unzähligen neuen Bauteile zu suchen, die ich nicht kannte. Wenn man ohne Schaltpläne arbeitet, die nur selten zur Verfügung stehen, und manchmal auf Platinen ohne Bestückungsaufdruck, sind SMD-Kennzeichnungslisten unschätzbare Hilfsmittel, um Bauteile zu identifizieren. Yooneed und Marsport sind bekannte Beispiele, aber es gibt auch noch andere.

Schließlich kommt der Moment, in dem Sie ein fehlerhaftes Bauteil gefunden haben. Kein Zweifel möglich, Ihre Messungen sind kategorisch und eindeutig: Das Teil ist durchgebrannt. Herzlichen Glückwunsch! Suchen Sie die Umgebung auf allen Leiterbahnen, die von allen Pads dieses Bauteils ausgehen, nach weiteren Schäden ab.

Bauteile ersetzen

Versuchen Sie, das Bauteil so weit wie möglich durch ein identisches zu ersetzen, indem Sie bei den üblichen Anbietern suchen: Farnell, RS, Mouser, Digikey, Distrelec, Reichelt und so weiter. Meiden Sie nach Möglichkeit eBay und Aliexpress, wo die Wahrscheinlichkeit, ein gefälschtes Bauteil zu erhalten, manchmal bis zu 100 % beträgt.

Wenn das Bauteil schwer zu beschaffen oder nicht mehr auf dem Markt ist, haben Sie keine andere Wahl, als ein gleichwertiges zu finden. Achten Sie auf die Art des Gehäuses, die Pinbelegung und die wichtigsten Eigenschaften: maximale Spannung und Stromstärke der Transistoren, Schaltgeschwindigkeit und so weiter. Zögern Sie im Zweifelsfall nicht, in einem Forum um Hilfe zu bitten, wo die Mitglieder im Allgemeinen sehr hilfsbereit und freundlich sind.

Im folgenden Abschnitt sehen wir uns einige häufige Fehler/Störungen an, die bei einigen der gebräuchlichsten Komponenten auftreten können, und geben einige Tipps zu deren Prüfung.

Gängige Bauteile, gängige Fehler

Es kann nützlich sein, eine Vorstellung von den Fehlerkategorien zu haben, die bei einer bestimmten Art von Bauteil auftreten können, damit Sie effektiv suchen können. Häufig hört man, dass Elektrolytkondensatoren die Übeltäter sind. Das trifft manchmal auf sehr preiswerte Schaltnetzteile zu, die mit Kondensatoren gebaut werden, die auf 85 °C begrenzt sind, anstatt mit etwas teureren, die 105 °C aushalten. Oft ist der Spielraum sowohl in Bezug auf die Spannung als auch auf die Kapazität sehr gering, was die Kondensatoren übermäßig belastet, so dass sie in der Regel kurz nach Ablauf der gesetzlichen Garantie aufgeben und ausfallen.

Bei besser konzipierten Geräten oder bei Prüf- und Messinstrumenten und Industrieanlagen ist dies jedoch keineswegs der Regelfall. Im Folgenden finden Sie eine Liste häufiger Ausfälle, geordnet nach Bauteiltyp.

Elektrolytkondensatoren: Manchmal wölben sie sich, wie in Bild 4 dargestellt, oder sie haben Elektrolyt verloren, verlieren an Kapazität oder haben einen zu hohen ESR-Wert. Testen Sie mit einem Multimeter im Kondensatormodus, einem ESR-Meter oder einem LCR-Meter. Aufgewölbte oder undichte Kondensatoren müssen ohne weiteres Testen ersetzt werden; bei normal aussehenden Kondensatoren ist eine Leitung abzulöten, um zu verhindern, dass benachbarte Bauteile die Messung beeinträchtigen.

Leistungstransistoren (bipolar oder MOSFET): Oft kurzgeschlossen, manchmal leiten sie gar nicht mehr. Mit Multimeter im Diodenmodus prüfen. Identifizieren Sie zunächst die Pinbelegung. Bei einem bipolaren Transistor prüfen Sie die Basis-Emitter- und Basis-Kollektor-Verbindungen. Prüfen Sie auch, ob ein Kurzschluss zwischen Kollektor und Emitter besteht. Prüfen Sie bei einem MOSFET, ob die interne Diode des MOSFET zwischen Drain und Source messbar ist (Sperrschichtspannung 0,5 V oder 0,6 V) und ob das Gate von den anderen beiden Pins isoliert ist (Bild 5).

Leistungsdioden, Gleichrichterdiodenbrücken: Oft kurzgeschlossen, seltener leiten sie gar nicht mehr. Bei der Prüfung im Diodenmodus sollten Sie bei herkömmlichen Dioden in Durchlassrichtung eine Spannung von etwa 0,6 V oder 0,7 V und in Sperrrichtung OL (overload, unendlich) feststellen. Bei Schottky-Dioden ist die Spannung niedriger und liegt bei etwa 0,3 V.

Leistungswiderstände: Oft offen. Typischer Fall: Widerstände, die zur Begrenzung des Anlaufstroms von Schaltnetzteilen verwendet werden.

Bedrahtete- oder SMD-Dioden oder Z-Dioden und kleine bipolare oder MOSFET-Transistoren: Kurzgeschlossen oder offen. Testen Sie sie mit dem DMM im Diodenmodus.

Leistungs-ICs: sind solche, die potenziell etwas Wärme abführen müssen, zum Beispiel Motortreiber: Kurzschluss der Versorgungspins gegen Masse oder Kurzschluss der Ausgangspins gegen Masse oder Betriebsspannung. Dies ist häufig der Fall bei Schaltregler-ICs auf der Primärseite von Schaltnetzteilen. Insbesondere diejenigen, die die Steuerlogik und den Leistungstransistor im selben Gehäuse enthalten (wie der VIPER20 von ST und andere), sind empfindlich.

Kunststoff-Folienkondensatoren: Kapazitätsverlust. Seltener: Kurzschluss. Kapazitätsverluste sind häufig, insbesondere wenn diese Kondensatoren als kapazitive Teiler verwendet werden, also um eine Spannung von einigen Volt zur Versorgung einer Logikschaltung aus der Netzspannung zu erhalten. In diesem Fall fließt permanent ein Wechselstrom durch den Kondensator, so dass dieser vorzeitig altert.

Transformatoren: Offener Stromkreis (durchgebrannt) oder Kurzschluss zwischen den Windungen oder Wicklungen (führt zu Überstrom und Überhitzung).

Bedrahtete oder SMD-Widerstände: Manchmal sind sie sichtbar durchgebrannt, manchmal haben sie einen offenen Stromkreis zur Folge, was mit bloßem Auge nicht sichtbar ist. Das lässt sich leicht mit einem Ohmmeter überprüfen: Aufgrund der verschiedenen Bauteile, die parallel zum zu prüfenden Widerstand geschaltet sind, muss der gemessene Widerstand immer gleich hoch oder niedriger sein als der auf der Widerstandskennzeichnung angegebene Wert. Ist dies nicht der Fall, ist der Widerstand durchgebrannt oder stark hochohmig geworden.

SMD-Keramikkondensatoren: Manchmal kurzgeschlossen. In diesem Fall ist die gesamte Versorgungsschiene mit der Masse kurzgeschlossen. Um den Kurzschluss auf der Platine zu lokalisieren, können Sie ein Labornetzteil verwenden. Stellen Sie die Spannung auf einen niedrigen Wert von 1 V oder 2 V und den maximalen Strom auf etwa 1 A ein.

Schließen Sie ihn an die Stromschiene an und achten Sie dabei auf die Polarität. Dadurch wird Strom in den Kurzschluss gezwungen. Verwenden Sie dann das Digitalmultimeter im Millivoltmeter-Modus, um sich dem Kurzschluss immer weiter zu nähern. Die Spannung ist über dem kurzgeschlossenen Kondensator am niedrigsten. Manche Leute empfehlen, ein leistungsstärkeres Netzteil zu verwenden und den Strom auf einen höheren Wert einzustellen. Dadurch kann sich das kurzschließende Bauteil erwärmen, was dann mit einer Wärmebildkamera sichtbar wird. Wenn Sie diese Technik anwenden, seien Sie vorsichtig, ein höherer Strom könnte auch einige Leiterbahnen verbrennen. In sehr seltenen Fällen können diese Kondensatoren auch den Stromkreis unterbrechen - siehe den Textkasten über das Netzteil, das nicht kooperieren wollte.

Relais: Ihre Kontakte können nach einer großen Anzahl von Betätigungen hochohmig werden. Dies kann mit dem Ohmmeter an den Kontakten überprüft werden, indem man die Relaisspule mit der entsprechenden Spannung aus einem Labornetzgerät versorgt. Achten Sie auf die richtige Spannung für die Spule und die richtige Polarität, um eine Beschädigung der restlichen Schaltung zu vermeiden. Der Pluspol kann in der Regel ermittelt werden, indem man schaut, welcher der beiden Spulenanschlüsse mit der Kathode der Freilaufdiode verbunden ist, die sich oft in der Nähe befindet. Im Zweifelsfall sollten Sie das Relais auslöten, um es außerhalb der Schaltung zu testen.

Drucktasten: Manchmal kurzgeschlossen (was zu unregelmäßigem Betrieb des Geräts führt), manchmal kein Kontakt mehr (das Gerät reagiert nicht mehr), insbesondere wenn sie mit Wasser in Berührung gekommen sind.

 Lötverbindungen: Einige bleifreie Legierungen neigen mit zunehmendem Alter zu Rissen, als Folge wiederholter Temperaturwechsel. Diese können mit bloßem Auge schwer zu erkennen sein, aber ein haarfeiner Riss kann ausreichen, um die Verbindung vollständig zu unterbrechen. Dies zeigt, wie wichtig es ist, die gesamte Platine mit einer Lupe zu untersuchen. Ein Beispiel für ziemlich große Risse ist in Bild 6 zu sehen. Andere, viel dünnere Risse sind viel schwieriger zu finden.

Quarze: Sie sind im Allgemeinen zuverlässig, können aber nach einem mechanischen Stoß aufhören zu schwingen. Wenn der Mikrocontroller, an den ein Quarz angeschlossen ist, aktiv ist und einige LEDs blinken oder etwas auf dem LCD-Display angezeigt wird, wissen Sie, dass der Quarz funktioniert. Ist keine derartige Aktivität zu erkennen, ist es am einfachsten, einen der Anschlüsse mit einem Oszilloskop abzutasten, und zwar gegen Masse. Bewegen Sie dann die Sonde zum zweiten Anschluss. Sie sollten eine stabile Schwingung mit einer Amplitude von mindestens einigen hundert Millivolt bei der auf dem Quarz angegebenen Frequenz feststellen. Eines der Signale wird eine größere Amplitude haben als das andere - das ist normal.

Hinweis: Um die Oszillation nicht zu sehr zu stören, sollte eine 10×-Sonde verwendet werden. Manchmal stoppt die Eingangskapazität der Oszilloskopsonde die Schwingung eines Quarzes, obwohl der Quarz in Ordnung ist. Versuchen Sie es in diesem Fall erneut am zweiten Anschluss: Diesmal sollten Sie eine Oszillation sehen. Oszillatoren haben oft eine Eingangsseite mit einer hohen Impedanz, auf der dies vorkommen kann. Die Ausgangsseite mit ihrer niedrigeren Impedanz ist weniger leicht zu stören. Wenn Sie an keiner der Anschlüsse etwas sehen, ist entweder der Mikrocontroller nicht eingeschaltet oder der Quarz defekt.

Andere Fehler: In einer Reparaturwerkstatt für Industrie-Elektronik stoßen wir auf Fehler, die sich ein wenig von denen unterscheiden, die bei Unterhaltungselektronik auftreten. So sind beispielsweise Flüssigkeitsschäden durch das Eindringen von Wasser beim Waschen von Maschinen sehr häufig. Da die Geräte mit hohen Spannungen (400 V) arbeiten und mit Leitungsschutzschaltern für erhebliche Ströme ausgestattet sind, können die Schäden schwerwiegend sein. Ich stieß häufig auf Brandflecken, verdampfte Leiterbahnen/Drähte/Steckverbinder, offene NTC-Thermistoren, kurzgeschlossene Varistoren sowie starke Oxidation auf Leiterbahnen, Pads und Bauteilen. Schließlich waren auch die Steckverbinder häufig oxidiert oder wiesen schlechte Kontakte auf, da sie sich aufgrund von Vibrationen gelöst hatten. Dies führt häufig zu Lichtbögen zwischen benachbarten Pins.

Schöne Aussichten

Nun sollten Sie in der Lage sein, Reparaturen mit mehr Zuversicht und Gelassenheit anzugehen. Ich möchte Sie ermutigen, es zu versuchen - die Ergebnisse und die Zufriedenheit, die Sie daraus ziehen werden, sind die Mühe wert. Zögern Sie auch nicht, sich in den Foren und auf YouTube umzusehen, wo Sie einige sehr interessante Inhalte finden werden. Jeder der Elektronikspezialisten auf YouTube hat seine eigene Persönlichkeit und seine eigenen, oft unterschiedlichen Methoden - das macht es so reichhaltig. Wenn es zum Beispiel um die Reparatur von Test- und Messgeräten geht, sind einige Videos von The Signal Path oder FeedbackLoop inspirierend; wenn es um Schaltnetzteile geht, produziert DiodeGoneWild Videos voller Informationen; und schließlich, für Retro-Computer-Enthusiasten, schauen Sie sich die Videos von Tony359 an. Viel Glück bei Ihren Reparaturen und viel Spaß!

Ein Netzteil, das nicht kooperieren wollte

hat mir viel Kopfzerbrechen beschert. Ich untersuchte ein fehlerhaftes ATX-Netzteil, ein CX400 von Corsair aus den 2010er Jahren. Es schaltete sich nach einiger Zeit ab. Das erste Problem bestand darin, dass das Netzteil zwar den PC einschaltete, aber auf meiner Werkbank kategorisch den Start verweigerte, als ich die klassische Technik anwandte, den grünen PS_ON-Draht gegen Masse kurzzuschließen, was meine Diagnose erschwerte. Da ich damals noch nicht so erfahren war, kam ich nicht sofort auf die Idee, eine zusätzliche ohmsche Last an die 5V_SB-Schiene (Standby-Versorgung) anzuschließen, um dieses Problem zu beheben.

Nachdem ich dies getan hatte, stellte ich eine beträchtliche Instabilität der 5V_SB-Spannung fest, mit einer sägezahnartigen Welligkeit von mehreren Volt in der Amplitude. Dennoch waren alle berüchtigt verdächtigen Elektrolytkondensatoren an diesem Ausgang (und auch an den anderen Ausgängen) in gutem Zustand. Um mir die Fehlersuche zu erleichtern, habe ich einen handgezeichneten Ausschnitt des Schaltplans angefertigt, wie nebenstehend gezeigt. Ich empfehle Ihnen dringend, dasselbe zu tun, wenn Sie nicht weiterkommen. Schaltpläne, selbst unvollständige und handgezeichnete, sind immer hilfreich.

Tatsächlich befand sich in der Rückkopplungsschleife dieser Schiene der kleine SMD-Keramikkondensator C107, der Teil eines RC-Tiefpassfilters war. Dieser Kondensator war durchgebrannt und filterte nichts mehr, verursachte aber die Instabilität. Ein sehr seltener Fehler! Ein paar Jahre später stieß ich beim Stöbern in einem Forum auf jemanden, der dasselbe Problem mit demselben Bauteil im selben Netzteil hatte. Es handelte sich wahrscheinlich um einen Herstellungsfehler, der dazu führte, dass der Kondensator aufgrund von Temperaturschwankungen durchbrach.

Ein paar zusätzliche Hilfen

• Verwenden Sie möglichst scharfe Tastspitzen, um die Oxidationsschicht auf Lötstellen zu überwinden und zuverlässige Messungen an Bauteilen vorzunehmen, ohne zu stark drücken zu müssen. Dadurch wird die Gefahr des Abrutschens verringert. Billige Messspitzen für Multimeter sind oft aus plattiertem Messing und werden schnell stumpf. Ich für meinen Teil verwende Edelstahlspitzen PRUEF 2 von Hirschmann. Sie sind sehr scharf, und ich schärfe sie regelmäßig auf einem kleinen Schleifstein nach.
• Wenn die Bauteilmarkierungen durch einen dicken Klarlack, das so genannte „conformal coating“ schwer lesbar sind, lässt sich dieser oft mit Aceton entfernen, so dass man die Markierungen besser erkennen kann. Verwenden Sie Wattestäbchen und ein hartes Holzwerkzeug, zum Beispiel ein Essstäbchen, zum Kratzen. Verwenden Sie kein Metallwerkzeug, da dieses die Oberfläche des Bauteils zerkratzt und das Lesen der Markierung zusätzlich erschwert.
• Einige Schaltnetzteile benötigen zum Betrieb eine Mindestlast. Ein geeigneter Leistungswiderstand reicht aus, ist aber nicht immer auf der Platine selbst zu finden. Denken Sie an die Mindestlast, wenn das Netzteil, das Sie untersuchen wollen, nicht anläuft oder seine Ausgangsspannung nicht richtig reguliert.
• Manchmal werden SMDs vor dem Wellenlöten mit einem Punkt rotem Klebstoff geklebt, um sie zu halten, wenn sie auf dem Kopf stehen. Es ist schwierig, sie zu entlöten, ohne das Bauteil und die Pads zu beschädigen. Erhitzen Sie alle Anschlüsse gleichzeitig mit einer großen Lötspitze und reichlich Lötzinn. Bei kleinen Bauteilen mit zwei Anschlüssen kann eine „Messerspitze“ gut geeignet sein, um beide Seiten gleichzeitig zu erhitzen. Für größere Bauteile verwenden Sie zwei Lötkolben. Führen Sie während des Erhitzens vorsichtig eine X-ACTO-Klinge unter das Bauteil, um den Kleber abzulösen.
• Vorsicht vor geladenen Kondensatoren! Insbesondere Ladekondensatoren auf der Primärseite von Schaltnetzteilen sind oft auf 325 V aufgeladen. Manchmal ist ein spezieller Widerstand vorhanden, um sie zu entladen, wenn das Netz abgeschaltet wird, aber nicht immer. Prüfen Sie vor jedem Testen oder Messen mit einem Multimeter, ob die Kondensatoren vollständig entladen sind, und entladen Sie sie bei Bedarf. Ich verwende dazu ein Paar Multimetersonden, die über einen 2,7‑kΩ‑Leistungswiderstand (5 W) miteinander verbunden sind, wie auf dem nebenstehenden Foto zu sehen. Tun Sie dies nicht mit einem Schraubendreher, da dieser, die Lötstelle und auch der Kondensator durch die plötzliche Stromspitze beschädigt werden können.

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  Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel (240069-02) erscheint in Elektor Mai/Juni 2024.  

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