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PCBA電子工程師怎樣維修無(wú)圖紙電路板?

2022-08-08 17:19:33 徐繼 239

PCBA電子工程師在日常工作時(shí),經(jīng)常會(huì )碰到?jīng)]有圖紙的電路板需要維修,那么這個(gè)時(shí)候該怎么分析無(wú)圖紙電路板呢?本文詳細解釋了怎么維修無(wú)圖紙電路板。

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一、怎樣維修無(wú)圖紙電路板?

 

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,腦袋里的思想是活的,可以類(lèi)比,可以推理,可以舉一反三,一通百通。比如開(kāi)關(guān)電源,總離不開(kāi)振蕩電路、開(kāi)關(guān)管、開(kāi)關(guān)變壓器這些,檢查時(shí)要檢查電路有沒(méi)有起振,電容有沒(méi)有損壞,各三極管、二極管有沒(méi)有損壞,不管碰到什么開(kāi)關(guān)電源,操作起來(lái)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(xiàn)(地址線(xiàn)、數據線(xiàn)、控制線(xiàn))、輸入輸出接口芯片等,檢修起來(lái)也都離不開(kāi)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(wàn)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(gè)明明白白。練就了分析和推理的好功夫后,即使遇到從未見(jiàn)過(guò)的設備,也只要從原理上搞明白就可以了。

 

2、要講究檢修先后順序  

講究檢修順序才可找到解決問(wèn)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(gè)“望聞問(wèn)切”?!巴奔礄z查故障板的外觀(guān),看上面有沒(méi)有明顯損壞的痕跡,有沒(méi)有元件燒黑、炸裂,電路板有無(wú)受腐蝕引起的斷線(xiàn)、漏電,電容有沒(méi)有漏液,頂部有沒(méi)有鼓起等;“聞”用鼻子嗅一嗅有沒(méi)有東西燒焦的氣味,這氣味是從哪里發(fā)出的;“問(wèn)”很重要,要詳細地詢(xún)問(wèn)當事人,設備出故障當時(shí)的情況,從情況推理可能的故障部位或元件;“切”即動(dòng)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(guān)察參數的差異等。

其實(shí)有很多故障你連萬(wàn)用表都沒(méi)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(jīng)驗積累后,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(zhì)量欠佳?自然老化?有了這些分析,下次再碰到同類(lèi)故障,盡管不是相同的電路板,心里也就有了一點(diǎn)底。

 

4、要善于尋找資料  

自從互聯(lián)網(wǎng)出現以來(lái),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(wǎng)上找得到,什么IC資料都可以從網(wǎng)上找得到。

 

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(yè),那么一定的設備投資是必要的。電烙鐵、萬(wàn)用表、常用的拆裝工具,牌子不要太差。有條件的話(huà)再弄一個(gè)100M的雙蹤示波器,再有條件的話(huà),臵個(gè)在線(xiàn)維修測試儀。

 

二、工控電路板電容損壞的故障特點(diǎn)及維修

 

電容損壞引發(fā)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(jiàn)。

電容損壞表現為:1.容量變??;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(diǎn)。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(kāi)關(guān)電源中的電解電容如果損壞,則開(kāi)關(guān)電源可能不起振,沒(méi)有電壓輸出;或者輸出電壓濾波不好,電路因電壓不穩而發(fā)生邏輯混亂,表現為機器工作時(shí)好時(shí)壞或開(kāi)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(shí)開(kāi)不了機,有時(shí)又可以開(kāi)機的現象,打開(kāi)機箱,往往可以看見(jiàn)有電解電容鼓包的現象,如果將電容拆下來(lái)量一下容量,發(fā)現比實(shí)際值要低很多。

電容的壽命與環(huán)境溫度直接有關(guān),環(huán)境溫度越高,電容壽命越短。這個(gè)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(shí)應重點(diǎn)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。

有些電容漏電比較嚴重,用手指觸摸時(shí)甚至會(huì )燙手,這種電容必須更換。

在檢修時(shí)好時(shí)壞的故障時(shí),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(lèi)故障時(shí),可以將電容重點(diǎn)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(zhì),要選擇好一點(diǎn)的牌子,如紅寶石、黑金剛之類(lèi))。

 

三、電阻損壞的特點(diǎn)與判別  

 

要了解了電阻的損壞特點(diǎn),就不必大費周章。  

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(kāi)路最常見(jiàn),阻值變大較少見(jiàn),阻值變小十分少見(jiàn)。常見(jiàn)的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線(xiàn)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(diǎn)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(shí)往往是燒焦發(fā)黑,很容易發(fā)現,而高阻值電阻損壞時(shí)很少有痕跡。線(xiàn)繞電阻一般用作大電流限流,阻值不大。圓柱形線(xiàn)繞電阻燒壞時(shí)有的會(huì )發(fā)黑或表面爆皮、裂紋,有的沒(méi)有痕跡。水泥電阻是線(xiàn)繞電阻的一種,燒壞時(shí)可能會(huì )斷裂,否則也沒(méi)有可見(jiàn)痕跡。保險電阻燒壞時(shí)有的表面會(huì )炸掉一塊皮,有的也沒(méi)有什么痕跡,但絕不會(huì )燒焦發(fā)黑。根據以上特點(diǎn),在檢查電阻時(shí)可有所側重,快速找出損壞的電阻。

根據以上列出的特點(diǎn),我們先可以觀(guān)察一下電路板上低阻值電阻有沒(méi)有燒黑的痕跡,再根據電阻損壞時(shí)絕大多數開(kāi)路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點(diǎn),我們就可以用萬(wàn)用表在電路板上先直接量高阻值的電阻兩端的阻值,如果量得阻值比標稱(chēng)阻值大,則這個(gè)電阻肯定損壞(要注意等阻值顯示穩定后才下結論,因為電路中有可能并聯(lián)電容元件,有一個(gè)充放電過(guò)程),如果量得阻值比標稱(chēng)阻值小,則一般不用理會(huì )它。這樣在電路板上每一個(gè)電阻都量一遍,即使“錯殺”一千,也不會(huì )放過(guò)一個(gè)了。

 

四、運算放大器的好壞判別方法  

 

理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性,這兩個(gè)特性對分析線(xiàn)性運用的運放電路十分有用。為了保證線(xiàn)性運用,運放必須在閉環(huán)(負反饋)下工作。如果沒(méi)有負反饋,開(kāi)環(huán)放大下的運放成為一個(gè)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。

從圖上我們可以看出,不論是何類(lèi)型的放大器,都有一個(gè)反饋電阻Rf,則我們在維修時(shí)可從電路上檢查這個(gè)反饋電阻,用萬(wàn)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(wú)電阻接在輸出端和反向輸入端之間,有的話(huà)定是做放大器用。

根據放大器虛短的原理,就是說(shuō)如果這個(gè)運算放大器工作正常的話(huà),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(wàn)用表的內阻會(huì )對電壓測試有點(diǎn)影響,但一般也不會(huì )超過(guò)0.2V,如果有0.5V以上的差別,則放大器必壞無(wú)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(gè)規則,則器件必壞無(wú)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(wàn)用表測試SMT元件的一個(gè)小竅門(mén)  


有些貼片元件非常細小,用普通萬(wàn)用表表筆測試檢修時(shí)很不方便,一是容易造成短路,二是對涂有絕緣涂層的電路板不便接觸到元件管腳的金屬部分。這里告訴大家一個(gè)簡(jiǎn)便方法,會(huì )給檢測帶來(lái)不少方便。

取兩枚最小號的縫衣針,(深度工控維修技術(shù)專(zhuān)欄)將之與萬(wàn)用表筆靠緊,然后取一根多股電纜里的細銅線(xiàn),用細銅線(xiàn)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(shí)候就再無(wú)短路之虞,而且針尖可以刺破絕緣涂層,直搗關(guān)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,因為很多器件都共用同一電源,每一個(gè)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(diǎn),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(diǎn)。

要有一個(gè)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(kāi)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(diǎn)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(gè)器件發(fā)熱明顯,這個(gè)往往就是損壞的元件,可將之取下進(jìn)一步測量確認。當然操作時(shí)電壓一定不能超過(guò)器件的工作電壓,并且不能接反,否則會(huì )燒壞其它好的器件。

 

七、一塊小橡皮,解決大問(wèn)題   

 

工業(yè)控制用到的板卡越來(lái)越多,很多板卡采用金手指插入插槽的方式.由于工業(yè)現場(chǎng)環(huán)境惡劣,多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環(huán)境易使板卡產(chǎn)生接觸不良故障,很多朋友可能通過(guò)更換板卡的方式解決了問(wèn)題,但購買(mǎi)板卡的費用非??捎^(guān),尤其某些進(jìn)口設備的板卡。其實(shí)大家不妨使用橡皮擦在金手指上反復擦幾下,將金手指上的污物清理干凈后,再試機,沒(méi)準就解決了問(wèn)題!方法簡(jiǎn)單又實(shí)用。

 

八、時(shí)好時(shí)壞電氣故障的分析   

 

各種時(shí)好時(shí)壞電氣故障從概率大小來(lái)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(xiàn)內部折斷時(shí)通時(shí)不通、線(xiàn)插頭及接線(xiàn)端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類(lèi);

 

2、信號受干擾  

對數字電路而言,在特定的情況條件下,故障才會(huì )呈現,有可能確實(shí)是干擾太大影響了控制系統使其出錯,也有電路板個(gè)別元件參數或整體表現參數出現了變化,使抗干擾能力趨向臨界點(diǎn),從而出現故障;

 

3、元器件熱穩定性不好  

從大量的維修實(shí)踐來(lái)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(huì )導電,具有電阻效應,而且在熱脹冷縮的過(guò)程中阻值還會(huì )變化,這個(gè)電阻值會(huì )同其它元件有并聯(lián)效果,這個(gè)效果比較強時(shí)就會(huì )改變電路參數,使故障發(fā)生;

 

5、軟件也是考慮因素之一  

電路中許多參數使用軟件來(lái)調整,某些參數的裕量調得太低,處于臨界范圍,當機器運行工況符合軟件判定故障的理由時(shí),那么報警就會(huì )出現。

 

九、怎樣快速查找元器件資料?   

 

現代的電子產(chǎn)品五花八門(mén),元器件種類(lèi)日益繁多,何止萬(wàn)千,在電路維修中,尤其工業(yè)電路板維修領(lǐng)域,許多元器件乃見(jiàn)所未見(jiàn),甚或聞所未聞,另外即使某款板子手頭的元器件的資料齊全,但要在電腦里將這些資料一一翻閱分析,倘沒(méi)有一個(gè)快捷查尋之法,則維修效率就要大打折扣,工業(yè)電子維修領(lǐng)域,效率就是金錢(qián),跟效率過(guò)不去就是跟口袋的鈔票過(guò)不去。  


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