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工業電路板維修規律
發表時間:2018-3-28 點擊:640

一、維修時要了解電路板上的易損部件


l、設計不合理的地方最易出現故障


      任何電路板在設計時都不可能做得盡善盡美,都有其固有的缺陷和不足,這是先天的,在設備出廠時就隱含了使用時必然要出現的某種故障。這些結構的弱點,有時是設計的不成熟,有時則是選用材料質量不過關,廠商知不知道這種結構弱點呢?有些是知道的,但卻又是無法避免的。為什么這樣說呢?首先,這是一個所謂的魚和熊掌能否兼得的問題。一般來說,質量越好的設備要求元件越大越好,因為元件越大,引腳越粗,越牢固,而現實情況是,人們要求設備越來越小、功能越來越多、功率越來越大,這就形成了一對矛盾;其次,設計時間越長的設備,越能使產品趨于完美,但實際上,廠商做不到,產品更新換代速度越來越快。更新換代越快,廠商就沒有更多的時間去測試產品的性能,犧牲的就是產品的質量。而且,從另一個角度講,生產出幾十年不壞的設備就意味著廠家的破產,對我們維修業來說,維修幾十年不壞的電路板就意味著失業。那么,工業電路板到底有哪些地方設計不合理呢?首先是散熱問題,很多電路板損壞都是因為散熱設計不好導致,其次是印制板的銅箔線,質量差的電路板電源供電線的銅箔很細,極易因過流而燒斷,使主板無法工作。


2、使用頻繁的地方容易出現故障


      家電師傅在維修VCD、DVD時都知道,只要機器不讀盤,十有八九是激光頭不良,因為光頭既要發光、聚焦、循跡,又要左右進給動作,只要機器工作,它就忙個不停,這種“樂于奉獻”的精神總有一天會“病倒”,電路板也一樣,比如,工業電路板的驅動電機、轉軸,開關電源的開關管、操作面板的常用按鍵等。


3、負荷重、功率大、工作電壓高的部件最易出現故障


      維修過彩電的人都知道,彩電最薄弱的地方就是電源和行電路,為什么會這樣呢?原因很簡單:電流大、電壓高、負載重。工業電路板也一樣,其電源、驅動電路、功控器件、運放等是最易損壞的,這些元器件一般緊靠散熱片,如果保護措施做的不夠、散熱不好,很容易成為最先的“犧牲品”。


4、保護電路最易損壞


     電路板上貴重的芯片或部件均設有保護,設備一旦異常,首先犧牲的就是這些保護電路。維修時要一眼能認出這些保護器件。


常用的保護電路及器件有:


(1)過流:保險絲、水泥電阻、扼流圈 ,易燒斷,一般串聯于被保護元件或電路中;


(2)過壓:壓敏電阻、穩壓或雙向二極管、可控硅,正常情況不導通,過壓瞬間導通分流,一般并聯于被保護元件或電路中;


(3)極性保護:二極管;


(4)浪涌保護:三極管  


5、內聯座、接插件的接口及排線容易接觸不良或斷線


      蒼蠅不叮無縫的蛋,有什么樣的結構就有什么樣的故障。打個比喻,一條無斷痕的繩子,拉斷它,可能要30公斤的力氣,且斷點的產生是隨機的,不一定斷哪一點。但是,若繩子有斷痕,則拉斷它可能只需10公斤的力氣,且斷頭必然是斷痕處,這就是典型的結構薄弱點。工控設備有很多單元電路,各單元電路需要有接口連接,有些是排線,有些是內聯座,這些地方最易出現松脫或接觸不良。例如板卡與插槽接觸不良、纜線內部折斷時通時不通、線插頭及接線端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類。


二、工業電路板常用元器件損壞特點及檢測


    工控電路板損壞通常是某一個元件損壞,可能是某一個芯片,某一個電容,甚至一個小小的電阻,維修的過程就是找出損壞的元件加以更換。這看似簡單,實則需要精深的學問、豐富的經驗和必備的檢測設備,特別是要快速地找到故障元件,除了具備一定理論知識之外,還要掌握維修中一般的必殺技。


1、阻值小的電阻和容量大的電容易壞


     阻值小的電阻經常用于供電線路上起限流的作用,也就是起保險絲的作用,若電流過大,首先會把其燒斷。另外,供電線路上用許多對地電容來濾波,個頭和容量一般較大,若電壓或電流不穩定就會擊穿電容而導致漏電。


     電阻損壞的特點與判別:電阻是電器設備中數量最多的元件,但不是損壞率最高的元件。電阻損壞以開路最常見,阻值變大較少見,阻值變小十分少見。常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。前兩種電阻應用最廣,其損壞的特點一是低阻值(100Ω以下)和高阻值(100kΩ以上)的損壞率較高,中間阻值(如幾百歐到幾十千歐)的極少損壞;二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發黑,很容易發現,而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。線繞電阻一般用作大電流限流,阻值不大。圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發黑或表面爆皮、裂紋,有的沒有痕跡。水泥電阻是線繞電阻的一種,燒壞時可能會斷裂,否則也沒有可見痕跡。保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮,有的也沒有什么痕跡,但絕不會燒焦發黑。根據以上特點,在檢查電阻時可有所側重,快速找出損壞的電阻。

2、電容損壞的故障特點及維修

      電容損壞引發的故障在電子設備中是最高的,其中尤其以電解電容的損壞最為常見。

電容損壞表現為:1.容量變小;2.完全失去容量;3.漏電;4.短路。

      電容在電路中所起的作用不同,引起的故障也各有特點。在工控電路板中,數字電路占絕大多數,電容多用做電源濾波,用做信號耦合和振蕩電路的電容較少。用在開關電源中的電解電容如果損壞,則開關電源可能不起振,沒有電壓輸出;或者輸出電壓濾波不好,電路因電壓不穩而發生邏輯混亂,表現為機器工作時好時壞或開不了機,如果電容并在數字電路的電源正負極之間,故障表現同上。這在電腦主板上表現尤其明顯,很多電腦用了幾年就出現有時開不了機,有時又可以開機的現象,打開機箱,往往可以看見有電解電容鼓包的現象,如果將電容拆下來量一下容量,發現比實際值要低很多。

     電容的壽命與環境溫度直接有關,環境溫度越高,電容壽命越短。這個規律不但適用電解電容,也適用其它電容。所以在尋找故障電容時應重點檢查和熱源靠得比較近的電容,如散熱片旁及大功率元器件旁的電容,離其越近,損壞的可能性就越大。曾經修過一臺X光探傷儀的電源,用戶反映有煙從電源里冒出來,拆開機箱后發現有一只1000uF/350V的大電容有油質一樣的東西流出來,拆下來一量容量只有幾十uF,還發現只有這只電容與整流橋的散熱片離得最近,其它離得遠的就完好無損,容量正常。另外有瓷片電容出現短路的情況,也發現電容離發熱部件比較近。所以在檢修查找時應有所側重。

      有些電容漏電比較嚴重,用手指觸摸時甚至會燙手,這種電容必須更換。在檢修時好時壞的故障時,排除了接觸不良的可能性以外,一般大部分就是電容損壞引起的故障了。所以在碰到此類故障時,可以將電容重點檢查一下,換掉電容后往往令人驚喜(當然也要注意電容的品質,要選擇好一點的牌子,如紅寶石、黑金剛之類)。


3、運算放大器的好壞判別方法

      運算放大器在工控板上使用很多,其好壞的判別對相當多的電子維修者有一定的難度。 理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性,這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為了保證線性運用,運放必須在閉環(負反饋)下工作。如果沒有負反饋,開環放大下的運放成為一個比較器。如果要判斷器件的好壞,先應分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。不論是何類型的放大器,都有一個反饋電阻Rf,則我們在維修時可從電路上檢查這個反饋電阻,用萬用表檢查輸出端和反向輸入端之間的阻值,如果大的離譜,如幾MΩ以上,則我們大概可以肯定器件是做比較器用,如果此阻值較小0Ω至幾十kΩ,則再查查有無電阻接在輸出端和反向輸入端之間,有的話定是做放大器用。根據放大器虛短的原理,就是說如果這個運算放大器工作正常的話,其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等,即使有差別也是mv級的,當然在某些高輸入阻抗電路中,萬用表的內阻會對電壓測試有點影響,但一般也不會超過0.2V,如果有0.5V以上的差別,則放大器必壞無疑!如果器件是做比較器用,則允許同向輸入端和反向輸入端不等,同向電壓>反向電壓,則輸出電壓接近正的最大值;同向電壓<反向電壓,則輸出電壓接近0V或負的最大值(視乎雙電源或單電源)。 如果檢測到電壓不符合這個規則,則器件必壞無疑!

    理解以上幾點,這樣你不必使用代換法,也不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運算放大器的好壞了。


三、維修時要“胸有框圖”


     眾所周知,設備生產廠家為了保護知識產權、維護自身的利益,將設備中的控制電路板的電子電路原理及有關調試資料作為機密文件,很少對用戶和社會開放,怎樣在在缺少相關資料的情況下,給工業設備進行維修,給設備管理和設備維修人員提出了更高層次的技術要求!


     怎樣維修無圖紙電路板?圖紙是死的,腦袋里的思想是活的,可以類比,可以推理,可以舉一反三,一通百通。比如開關電源,總離不開振蕩電路、開關管、開關變壓器這些,檢查時要檢查電路有沒有起振,電容有沒有損壞,各三極管、二極管有沒有損壞,不管碰到什么開關電源,操作起來都差不多,不必強求有電路圖﹔比如單片機系統,包括晶振、三總線(地址線、數據線、控制線)、輸入輸出接口芯片等,檢修起來也都離不開這些范圍﹔又如各種運算放大器組成的模擬電路,縱它變化萬千,在“虛短”和“虛斷”的基礎上去推理。具備了分析和推理的能力之后,即使遇到從未見過的設備,也只要從框圖上搞明白大致結構就可以了。

      另外,維修時要講究檢修順序才可找到解決問題的最短路徑,避免亂捅亂拆,維修不成,反致故障擴大。維修就象醫生給人看病,也講究個“望聞問切”。“望”即檢查故障板的外觀,看上面有沒有明顯損壞的痕跡,有沒有元件燒黑、炸裂,電路板有無受腐蝕引起的斷線、漏電,電容有沒有漏液,頂部有沒有鼓起等;“聞”用鼻子嗅一嗅有沒有東西燒焦的氣味,這氣味是從哪里發出的;“問”很重要,要詳細地詢問當事人,設備出故障當時的情況,從情況推理可能的故障部位或元件;“切”即動用一定的檢測儀器和手段,分通電和不通電兩種情況,檢查電路部位或元件的阻值、電壓、波形等,將好壞電路板對比測試,觀察參數的差異等。


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