通用的無圖紙電路板維修方法與技巧

 技術文摘     |      2019-09-18 18:19

1.要“胸有成圖”
要徹底弄懂一些典型電路的原理,爛熟于心。圖紙是死的,腦袋裏的思想是活的,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,不管碰到什麽開關電源,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範圍﹔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,亦可有頭有緒,條分縷析,弄個明明白白。練就了分析和推理的好功夫後,即使遇到從未見過的設備,也只要從原理上搞明白就可以了。
2.要講究檢修先後順序
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迹,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,這氣味是從哪裏發出的;“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。
其實有很多故障你連萬用表都沒用上就解決了,電路圖自然免了。
3.要善于總節規律。
一般有一定的維修經驗積累後,要善于總節分析每一次元件損壞的原因,是操作不當?欠缺維護?設計不合理?元件質量欠佳?自然老化?有了這些分析,下次再碰到同類故障,盡管不是相同的電路板,心裏也就有了一點底。例如本人曾經碰到一台辛辛那提加工中心時好時壞的故障,供應商采取將軟件重裝,減少諧波幹擾,乃致將所有的板拆下在其它好的機器上重現故障等手段,拆騰了一個月最後也沒有解決問題。因爲本人維修過不少電腦主板的故障,發現時好時壞有不少是上了年份的主板上的電容有問題,我想這對加工中心的控制板也是一樣的,于是將板上的電容全部換掉,結果只用一個小時問題就解決了。
4.要善于尋找資料
自從互聯網出現以來,尋找資料變得非常容易。不明白的設備原理,不明白的電路原理,幾乎都可以從網上找得到,什麽IC資料都可以從網上找得到。以前講師傅帶徒弟,徒弟學不學得好要看師傅有沒有心帶。現在不必了,有了互聯網,你的師傅遍及全世界,什麽樣的高手都有。當然,學曆不高的話,英語是一道橫在我們面前的溝坎,很多東西都是要有英語基礎才能理解的,例如很多IC資料都是英文的。但有了金山詞霸,你有這個專業基礎,很多東西連猜帶蒙,也可理解個八九不離十。有了有用的資料,沒圖也就和有圖一樣,沒啥大不了的。
5.要有必要的檢測設備
如果你將維修當成自己的一番事業,那麽一定的設備投資是必要的。電烙鐵、萬用表、常用的拆裝工具,牌子不要太差。(俺的萬用表都是4000多大洋的FLUKE189,呵呵!),有條件的話再弄一個100M的雙蹤示波器,再有條件的話,置個在線維修測試儀。

二、工控電路板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爲常見。
電容損壞表現爲: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,表現爲機器工作時好時壞或開不了機,如果電容並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。曾經修過一台X光探傷儀的電源,用戶反映有煙從電源裏冒出來,拆開機箱後發現有一只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,換掉電容後往往令人驚喜(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)。

三、電阻損壞的特點與判別
    常看见许多初学者在检修电路时在电阻上折腾,又是拆又是焊的,其实修得多了,你只要了解了电阻的损坏特点,就不必大费周章。
    电阻是电器设备中数量最多的元件,但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见,阻值变大较少见,阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。前两种电阻应用最广,其损坏的特点一是低阻值(100Ω以下)和高阻值(100kΩ以上)的损坏率较高,中间阻值(如几百欧到几十千欧)的极少损坏;二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑,很容易发现,而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流,阻值不大。圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹,有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种,烧坏时可能会断裂,否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮,有的也没有什么痕迹,但绝不会烧焦发黑。根据以上特点,在检查电阻时可有所侧重,快速找出损坏的电阻。
         根据以上列出的特点,我们先可以观察一下电路板上低阻值电阻有没有烧黑的痕迹,再根据电阻损坏时绝大多数开路或阻值变大以及高阻值电阻容易损坏的特点,我们就可以用万用表在电路板上先直接量高阻值的电阻两端的阻值,如果量得阻值比标称阻值大,则这个电阻肯定损坏(要注意等阻值显示稳定后才下结论,因为电路中有可能并联电容元件,有一个充放电过程),如果量得阻值比标称阻值小,则一般不用理会它。这样在电路板上每一个电阻都量一遍,即使“错杀”一千,也不会放过一个了。

四、運算放大器的好壞判別方法
        运算放大器好坏的判别对相当多的电子维修者有一定的难度,不只文化程度的关系(手下有许多本科生,不教的话肯定不会,教了也要好久才领会,还有个专门跟导师学变频控制的研究生,居然也是如此!),在此与大家共同探讨一下,希望对大家有所帮助。
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。爲了保證線性運用,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爲一個比較器。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。
        从图上我们可以看出,不论是何类型的放大器,都有一个反馈电阻Rf,则我们在维修时可从电路上检查这个反馈电阻,用万用表检查输出端和反向输入端之间的阻值,如果大的离谱,如几MΩ以上,则我们大概可以肯定器件是做比较器用,如果此阻值较小0Ω至几十kΩ,则再查查有无电阻接在输出端和反向输入端之间,有的话定是做放大器用。
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!(我是用的FLUKE179萬用表) 
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!
這樣你不必使用代換法,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。

五、萬用表測試SMT元件的一個小竅門
        有些贴片元件非常细小,用普通万用表表笔测试检修时很不方便,一是容易造成短路,二是对涂有绝缘涂层的电路板不便接触到元件管脚的金属部分。这里告诉大家一个简便方法,会给检测带来不少方便。
  取兩枚最小號的縫衣針,(深度工控維修技術專欄)將之與萬用表筆靠緊,然後取一根多股電纜裏的細銅線,用細銅線將表筆和縫衣針綁在一起,再用焊錫焊牢。這樣用帶有細小針尖的表筆去測那些SMT元件的時候就再無短路之虞,而且針尖可以刺破絕緣塗層,直搗關鍵部位,再也不必費神去刮那些膜膜了。

六、電路板公共電源短路故障的檢修方法 電路板維修中,如果碰到公共電源短路的故障往往頭大,因爲很多器件都共用同一電源,每一個用此電源的器件都有短路的嫌疑,如果板上元件不多,采用“鋤大地”的方式終歸可以找到短路點,如果元件太多,“鋤大地”能不能鋤到狀況就要靠運氣了。在此推薦一比較管用的方法,采用此法,事半功倍,往往能很快找到故障點。
要有一個電壓電流皆可調的電源,電壓0-30V,電流0-3A,此電源不貴,300元左右。將開路電壓調到器件電源電壓水平,先將電流調至最小,將此電壓加在電路的電源電壓點如74系列芯片的5V和0V端,視乎短路程度,慢慢將電流增大,用手摸器件,當摸到某個器件發熱明顯,這個往往就是損壞的元件,可將之取下進一步測量確認。當然操作時電壓一定不能超過器件的工作電壓,並且不能接反,否則會燒壞其它好的器件。

七、一塊小橡皮,解決大問題
工業控制用到的板卡越來越多,很多板卡采用金手指插入插槽的方式.由于工業現場環境惡劣,多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環境易使板卡産生接觸不良故障,很多朋友可能通過更換板卡的方式解決了問題,但購買板卡的費用非常可觀,尤其某些進口設備的板卡。其實大家不妨使用橡皮擦在金手指上反複擦幾下,將金手指上的汙物清理幹淨後,再試機,沒准就解決了問題!方法簡單又實用。
八、時好時壞電氣故障的分析
各種時好時壞電氣故障從概率大小來講大概包括以下幾種情況:
1.接觸不良
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;
2.信號受幹擾
對數字電路而言,在特定的情況條件下,故障才會呈現,有可能確實是幹擾太大影響了控制系統使其出錯,也有電路板個別元件參數或整體表現參數出現了變化,使抗幹擾能力趨向臨界點,從而出現故障;
3.元器件熱穩定性不好
從大量的維修實踐來看,其中首推電解電容的熱穩定性不好,其次是其它電容、三極管、二極管、IC、電阻等;
4.電路板上有濕氣、積塵等。濕氣和積塵會導電,具有電阻效應,而且在熱脹冷縮的過程中阻值還會變化,這個電阻值會同其它元件有並聯效果,這個效果比較強時就會改變電路參數,使故障發生;
5.軟件也是考慮因素之一
電路中許多參數使用軟件來調整,某些參數的裕量調得太低,處于臨界範圍,當機器運行工況符合軟件判定故障的理由時,那麽報警就會出現。