Kondensatoren fallen aus.Das tun sie.Aluminium-Elektrolyten verursachten den Ausfall meines Monitor-Netzteils.Ein defekter Kondensator legte die Klimaanlage von Paul Rako lahm.Dies ist eine Geschichte darüber, wie zwei durchgebrannte Kondensatoren und die zugehörigen Zener-Dioden dazu führten, dass ein HP 34401A 6½-stelliges Multimeter (DMM) ausfiel.Ich habe dieses Messgerät seit 1992 und habe es einige Male zur Überprüfung in ein Kalibrierlabor gebracht.Im Oktober brachte ich es zu Transcat in Rochester, NY, als ich die Gegend besuchte.Während ich bei Transcat war, bemerkte ich, dass die AC-Spannungsmesswerte des Messgeräts weit entfernt waren und 8,5 VRMS mit einem 10 VRMS-Eingang anzeigten.Die DCV-Messwerte lagen gut innerhalb der Spezifikationen von HP.Was ist passiert?Nachdem ich das DMM zurück in mein Büro gebracht hatte, schaltete ich es ein und stellte ein ziemlich seltsames Verhalten fest.Bei ACV gab das Messgerät überhaupt keinen Messwert aus – obwohl das Messgerät den anfänglichen Selbsttest bestanden hatte – und sah so aus, als ob kein Signal einging. Ich fütterte es mit einer 4-VP-P-Sinuswelle, die 1,414 VRMS hätte erzeugen sollen lesen.Um zu überprüfen, ob die Signalquelle korrekt war, habe ich sie an ein echtes RMS-Handmessgerät angeschlossen.Es zeigte 1,410 V an (Abbildung 1).Nah genug an 1,414.Abbildung 1. Wie erwartet zeigt ein tragbares DMM 1,410 VRMS mit einer Sinuswelle von 4 VP-P an.Das ist nah genug.Bevor ich das Gehäuse des Messgeräts öffnete, wusste ich, dass etwas ernsthaft nicht stimmte.Meine Nase sagte es mir, nachdem sie den vertrauten Geruch von verkohlter Elektronik wahrgenommen hatte.Jetzt wusste ich, dass ich nach körperlichen Schäden suchen musste.Glücklicherweise habe ich eine Kopie des Original-Servicehandbuchs von 1992, obwohl Keysight das Handbuch zur Verfügung stellt.Aber es besteht immer die Möglichkeit, dass sich Teile im Laufe der Jahre geändert haben.Der 34401A wird von mehreren Schrauben zusammengehalten, die mit einem sechseckigen Schraubendreher verwendet werden.Meiner war zu groß, aber ich fand den Inbusschlüssel in der richtigen Größe und öffnete den Koffer.Was ich sah, bestätigte, was meine Nase mir sagte, etwas hatte gebrannt (Abbildung 2).Abbildung 2. Nicht nur der Kondensator ist verbrannt, sondern auch das Gerät direkt darüber.Wenn Sie zum Vergrößern klicken, können Sie die verbrannten Teile fast riechen.An diesem Punkt musste ich die Teile identifizieren.Da hat das Serviceheft geholfen.Abbildung 3 zeigt das Platinenlayout.Kondensator C322 (22 µF, 20 V) und Zenerdiode CR305 (3,3 V).Abbildung 3. Das Platinenlayout identifiziert die beschädigten Komponenten.Abbildung 4 zeigt den schematischen Schnitt mit den verbrannten Teilen.C322 und CR305 reduzieren eine 18-V-Stromquelle auf 15 V, die die analogen Schaltungen für die AC-Messungen ansteuern.Abbildung 4. C322 und CR305 stellen eine von zwei 15-V-Quellen für analoge Schaltungen bereit, hier als 15 A dargestellt.Die Bauteile für die Negativversorgungen zeigten keine Schäden.Ich habe dann fünf Kondensatoren und drei Zenerdioden bestellt, die am nächsten Tag ankamen (ebenfalls versandkostenfrei).Gut, dass ich zusätzliche Teile bestellt habe, wie Sie sehen werden.Abbildung 5 zeigt die erste Stufe des analogen Schaltungsschemas, angetrieben durch das schematische Symbol 15A, das in Abbildung 4 entsteht.Abbildung 5. AC-Messkreise der ersten Stufe werden von der mit 15 A gekennzeichneten Leitung mit Strom versorgt.Leitung 15A ist auch mit U304D verbunden, einem DG411-Analogschalter (Fig. 6), der mit einem (nicht gezeigten) Schieberegister verbunden ist.Abbildung 6. Die 15 V von Leitung 15A versorgen die RMS-Wandlerschaltung.Zusätzlich zum Kauf der Teile habe ich auch eine Lupe gekauft, die ich um meinen Kopf schnallen kann, damit ich die kleinen Käfer tatsächlich sehen kann.Jetzt war es an der Zeit, die verbrannten Teile zu ersetzen.Das begann mit der Installation einer punktgenauen Spitze an meinem Lötkolben.Ein Freund schlug vor, dass ich Lot mit einer Dicke von 0,020 Zoll verwende, aber wenn das nicht verfügbar ist, mein 0,031 Lot zu verwenden und ein Stück abzubrechen, indem ich daran ziehe.Dies würde das Lot dehnen und den Durchmesser verdünnen.Das hat geholfen.In Abbildung 7 sind der neue Kondensator und Zener an Ort und Stelle.Das Löten des positiven Endes des Kondensators verursachte eine oberflächliche Beschädigung des Flachbandkabels, das die Frontplattenplatine mit der Hauptplatine verbindet.Abbildung 7. Neuer Kondensator und Zenerdiode installiert und bereit zum Ausprobieren.Weitere Probleme Es war an der Zeit, das Messgerät einzuschalten.Die Wechselspannungsmessung hat irgendwie funktioniert.Bei einem 4 VP-P-Eingang zeigte das Messgerät einen Messwert von 1,4106 VAC an.Ziemlich gut, oder?Aber als die Spitze-zu-Spitze-Eingangsspannung auf etwa 2 V abfiel, ging die Anzeige des Messgeräts auf im Wesentlichen 0 V zurück und erholte sich nicht mit einer erhöhten Eingangssignalamplitude.Die einzige Möglichkeit, einen korrekten Messwert zu erhalten, bestand darin, das Eingangssignal zu erhöhen und das Messgerät aus- und wieder einzuschalten.Da sah ich das andere Problem: ein zweiter durchgebrannter Kondensator und Zener, C311 bzw. CR306 (Abbildung 8).Abbildung 8. Ein weiteres Paar verbrannter Teile hatte bei den Messungen ihren Tribut gefordert.Dieses Teilepaar erzeugte weitere +15 V (im Schaltplan mit 15B bezeichnet) aus der +18-V-Versorgung.Deshalb ist 15B auch in den Schaltplänen hervorgehoben.Zum Glück habe ich drei 3,3 V Zener gekauft.Sie sehen, ich brauchte zwei, um den verbrannten CR305 zu ersetzen, weil der erste auf den Boden fiel und nie wieder gesehen wurde.Das bedeutete, dass nur noch einer übrig war;Ich konnte es mir nicht leisten, es zu verlieren.Ich hatte noch vier Restkondensatoren und sie sind größer und einfacher zu handhaben.Erschwerend kommt hinzu, dass das Lötpad auf der negativen Seite von C311 vollständig weggebrannt war.Das ließ nichts auf dem Teil löten.Das Schema (Abb. 4) zeigt, dass die Minusseite des Tantalkondensators mit Masse verbunden ist, also musste ich eine nahe gelegene Masse finden und einen Draht an den Kondensator löten, bevor ich die positive Seite an die Platine lötete.Glücklicherweise war genug Lötpad auf der positiven Seite, um das Teil zu löten, was ich tat, nachdem ich das andere Ende des Drahtes gelötet hatte.Als ich die Lupe gekauft habe, habe ich aus einer Laune heraus auch eine „Helfende Hand“ mit montierten Krokodilklemmen gekauft.Ich benutzte das, um den Draht zum Löten an den Kondensator zu halten.Abbildung 9 zeigt C311 und CR306 ersetzt, mit einem Draht zur Masse.Abbildung 9. Ein Draht wurde benötigt, um den neuen Kondensator mit Masse zu verbinden, da an diesem Ende kein Lötpad mehr vorhanden war.Nach dem Einschalten des Messgeräts zeigte es einen guten Messwert bis hinunter zu einem 400-mVP-P-Eingang, der nahe bei 0,1414 VAC rms lag.Abbildung 10 zeigt das Ergebnis für einen 4 VP-P-Eingang.Abbildung 10. Wenn das zweite Teilepaar ausgetauscht wird, zeigt das Messgerät einen angemessenen Messwert mit einer Eingabe von 4 VP-P an.Der Nennwert beträgt 1,4142 VAC rms.Messgerät fest.Die ausgefallenen Komponenten, auf die ich gestoßen bin, sind nicht ungewöhnlich.Wenn Sie YouTube nach HP 34401A durchsuchen, finden Sie Videos, in denen die gleichen Teile ersetzt wurden.In diesem Video wurde ein Fehlercode verwendet, um das Problem mit CR305 zu identifizieren.Das ist hilfreich, wenn der Fehler nicht sichtbar ist, obwohl Sie ihn finden könnten, indem Sie die ±15-V-Stromversorgung überprüfen.Das reparierte Messgerät ist ein frühes 34401A, vielleicht sogar ein Vorseriengerät.Die Videos, die ich gesehen habe, zeigen ein Schild über der Hauptplatine, aber dieses Messgerät hat kein Schild.Eine Überprüfung des Revisionscodes zeigt Rev. 03-01-01, wobei „03“ der Revisionscode für den Messprozessor ist, die erste „01“ für den Input-Output-Prozessor und die rechte „01“ für die Front- Überarbeitung des Panelprozessors.Was hat den Fehler verursacht?Es scheint wahrscheinlich, dass mindestens ein Kondensator ausgefallen ist.Ich habe die Unversehrtheit des Messgeräts nicht überprüft, bevor ich es im Oktober ins Kalibrierlabor gebracht habe.Das ist eine gelernte Lektion: Machen Sie sich eine Vorstellung davon, wie Ihre Ausrüstung funktioniert, bevor Sie sie versenden oder ins Labor tragen.Könnte ESD beim Transport die Ursache sein?Es scheint unwahrscheinlich, wenn man bedenkt, wie tief im Stromkreis die fehlerhaften Teile angeordnet sind.Sind Sie auf einen ähnlichen Fehler gestoßen?Wenn ja, sagen Sie es uns.Besser noch, schreiben Sie einen Artikel.Jetzt kann der HP 34401A einen Besuch im Kalibrierlabor wirklich gebrauchen.Der Geruch von verkohltem PCB-Laminat ist immer noch vorhanden.—Martin Rowe behandelt Tests und Messungen für EDN und EE Times.Kontaktieren Sie ihn unter martin.rowe@AspenCore.com„Gute Arbeit Martin.Ich habe immer nach 34401 gesehnt, so dass es sich lohnt, es zu reparieren, denke ich.nnSie haben am Ende gefragt: „Was hat den Ausfall verursacht?“nnSie haben dies gleich in Ihrem ersten Satz beantwortet:n“Kondensatoren fallen aus.Es ist, was sie tun.“Insbesondere Tantal u„Eine schöne Reparaturarbeit.Oft bleibt genug Lot auf den Pads, um eine gute mechanische Verbindung herzustellen und ein Bauteil an Ort und Stelle zu halten.Dann können Sie nach Bedarf etwas mehr Lötzinn hinzufügen.Es macht immer Spaß, ein praktisches Projekt wie Ihres zu lesen.“„Eine großartige Geschichte von echter Deep-Dive-Engineering-„Untersuchung“, der Entwicklung einer Lösung und deren anschließender Ausführung auf der Grundlage von Erfahrung, Fachwissen, verfügbarer Dokumentation und der heutigen Lieferkette in der Vergangenheit.Zeigt deutlich, dass man nicht alle Probleme lösen kann, indem man einfach nur herumsitzt„Analog-ICs haben eine lange Produktionslebensdauer.Aus Neugier habe ich den AD637-Präzisions-Breitband-RMS-DC-Wandler überprüft, der im Messgerät verwendet wird.Es ist immer noch verfügbar, wird jedoch nicht für neue Designs empfohlen:nhttps://www.analog.com/en/products/ad637.html#produ„Ich habe mehr Fotos vom Inneren des 34401A gemacht.Wenn Interesse besteht, werde ich sie in einem anderen Artikel veröffentlichen.Melde dich, wenn du sie sehen möchtest.“„David, ich habe mir auch ein Netzteil mit +5 V und +/-12 V gebaut, indem ich einen Transformator fand und eine Diodenbrücke kaufte, die viel mehr Strom verarbeiten konnte, als ich brauchte.Gute Sache auch.Sehen Sie, ich habe es falsch angeschlossen, eingeschaltet und den Raum verlassen.Das Dio„Ich mache mir immer noch Sorgen um die zweite Kappe (die mit dem Draht), die nur durch eine Lötstelle an der Platine gehalten wird.Das könnte leicht kaputt gehen.Wahrscheinlich brauchen Sie etwas Klebeband, um es festzuhalten.Oh, ich und ich fanden einen anderen Teil, der herauskam, aber nicht zurückgelegt wurde.Geformter Kunststoff„@Martin: „…Wenn Sie zum Vergrößern klicken, können Sie die verbrannten Teile fast riechen…“nnEin Geruch, den ich gut kenne – Ah, ich liebe den Geruch von frischen Silikonchips am Morgen :-)n“"Ernsthaft?Ein Redakteur (oder möglicherweise ein Computer) hat Ihre „CR305“ und „CR306“ im Text in Hotlinks zu Komponentendatenblättern umgewandelt, die zufällig diese Namen in ihren Teilenummern enthalten.Ich meine, wie dumm können sie sein?EDN, schäme dich!T„Ich sehe nicht, wo CR305 und CR306 in Verbindungen umgewandelt wurden.Ich kann Ihnen versichern, dass solche Dinge vom Computer erledigt werden, und ja, sie sind lästig.Ich habe sie schon einmal gesehen.Glücklicherweise gibt es eine Lösung, um solche unerwünschten Hotlinks zu entfernen.Wenn ich sie sehe, werde ich es tun„Als ich das erste Mal sah, wie Links eingefügt wurden, erstellte der Computer einen Link zu einer Diodenseite, aber die Teilenummer in der Geschichte war für ein Testgerät.“"Exzellent!Ihre Geschichte erinnerte mich an ein weiteres Stück Technik im Zusammenhang mit Düften.Vor ein paar Wochen hatten wir einen lokalen Stromausfall, der bei unserer örtlichen Umspannstation begonnen haben muss (die gesamte Nachbarschaft war ausgefallen, aber die nächste Nachbarschaft war St„Das Aussehen Ihrer verkohlten Leiterplatte unter den gekochten Kondensatoren erinnert mich an viele Reparaturen, die ich in meiner Zeit als Techniker an Flipper-Leiterplatten durchgeführt habe.Aus verschiedenen Gründen würden die Solenoid-Treiber häufig durchbrennen und manchmal ein ziemlich verkohltes Durcheinander verursachen„Ich werde die Wechselspannungsmessungen im Auge behalten.Wenn sie fallen, schaue ich drinnen nach.“„nHallo,nich bin Michael aus China!nWir sind ein EMS-Unternehmen. Benötigen Sie Leiterplattenbestückungsdienste?nBitte kontaktieren Sie mich: Michael@leabon-technology.com, danke!„„nHallo,nich bin Michael aus China!nWir sind ein EMS-Unternehmen. Benötigen Sie Leiterplattenbestückungsdienste?nBitte kontaktieren Sie mich: Michael@leabon-technology.com, danke!„„nHallo,nich bin Michael aus China!nWir sind ein EMS-Unternehmen. Benötigen Sie Leiterplattenbestückungsdienste?nBitte kontaktieren Sie mich: Michael@leabon-technology.com, danke!„„Nachdem ich in einer Produktionsumgebung gearbeitet habe, ist mir der Geruch von verbranntem Epoxid sehr vertraut.Manchmal steckte jemand eine Platine in den falschen Steckplatz oder ließ einen Chip oder Kondensator falsch herum installieren.Innerhalb von Sekunden nach dem Einschalten würden Köpfe platzen„Ein Fleck Epoxy wäre gut.n“„Gewölbter Elektrolyt?Habe die auch gesehen.nSiehe den Link „Ausgefallene Kondensatoren nach unten Computermonitor“ oben, zweiter von oben.n“„Was den Fehler verursacht hat, ESD hat nicht genug „umph“, um ein Verkohlen zu verursachen, wie in den Bildern gezeigt.Könnte ESD einen latenten Fehler verursachen, der sich zeigte, als der Stromkreis eingeschaltet wurde?Ich weiß nicht, vielleicht, aber ich stimme zu, dass der Fehler höchstwahrscheinlich du war„Ich bin seit ca. 40 Jahren in der Welt der Wissenschaftselektronik tätig.Die alte Faustregel für die Jungs von High Energy Physics war, dass die Spannung von Tantal aus Sicherheitsgründen um das 3-fache überbewertet werden musste – das sind ~ 50 V für Ihren 15-V-Schaltkreis.Einige modernere Kapazitäten„Es dauerte über 25 Jahre, bis die Kondensatoren ausfielen.Bei den meisten elektronischen Geräten übersteigt das den Lebenszyklus des Produkts bei weitem.Nein, bei einigen Testgeräten wie dem 34401A.Es sind noch viele von ihnen in Betrieb und das Modell blieb über 20 Jahre lang im Produkt„Es dauerte über 25 Jahre, bis die Kondensatoren ausfielen.Bei den meisten elektronischen Geräten übersteigt das den Lebenszyklus des Produkts bei weitem.Nicht so bei einigen Testgeräten wie dem 34401A.Es sind noch viele von ihnen in Betrieb und das Modell blieb über mehr als in ProduktionSie müssen sich anmelden oder registrieren, um einen Kommentar zu posten.