如何檢測電路板故障?工控電路板維修故障的技巧

如何檢測電路板故障?工控電路板維修故障的技巧
1.怎樣檢修電路板中的VCC短路故障
在電路板維修中，如果碰到VCC電源短路的故障是一件令人頭痛的事，因為並聯在VCC和GND之間的元件實在太多，有芯片、有電容、有晶體管，哪一個都有可能短路，錫點和銅箔也可能短路。一般維修人員會將元件一個個拆下來，直到拆下某個元件後短路排除為止，如果運氣不好的話，整個板上的元件拆得差不多了也找不到故障，不但找不到故障，還會把電路板損壞。
在此介紹2種較為省事的辦法：
1）對於電路板上插件電容可以用斜口鉗剪斷一隻腳（注意從中間剪斷，不要齊根剪斷或齊電路板剪斷），插件IC可以將電源VCC腳剪斷，當剪斷某一個腳時短路消失，則某個芯片或電容短路。如果是貼片IC，可將IC的電源腳用電烙鐵熔化焊錫後翹起，使其離開VCC電源。更換短路元件後將剪斷處或翹起處重新焊好即可。
2）還有一種比較快速的方法，但要用到特別的儀表----毫歐表。大家知道，線路板上的銅箔也是有電阻的，如果PCB上銅箔厚度是35um，印製線寬1mm，則每10mm長，其電阻值為5mΩ左右，這麼小的阻值，用普通的萬用表是測不出來的，用毫歐表則可以測量。可假設某一個元件短路，用普通萬用表測得都是0Ω，用毫歐表測得則可能是幾十毫歐到幾百毫歐，將表筆剛好放在短路元件兩腳上測量時，得到的阻值一定最小（因為如果放在其它元件兩腳上測量時，得到的阻值還包括了電路板上銅箔走線的阻值），這樣通過比較毫歐表的阻值差異，當測到某個元件（如果是焊錫或銅箔有短路亦同此理）得到的阻值最小時，則該元件就是重點懷疑對象了。通過這種方法就可以快速找到故障點。
2.運算放大器的好壞判別方法
運算放大器好壞的判別對相當多的電子維修者有一定的難度，不隻文化程度的關係（手下有許多本科生，不教的話肯定不會，教了也要好久才領會，還有個專門跟導師學變頻控製的研究生，居然也是如此！），在此與大家共同探討一下，希望對大家有所幫助。
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。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！（這裏用的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！
這樣就不必使用代換法，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。
3.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路板中是最高的，其中尤其以電解電容的損壞最為常見。
電容損壞表現為：a.容量變小；b.完全失去容量；c.漏電；d.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隻1000uF/350V的大電容有油質一樣的東西流出來，拆下來一量容量隻有幾十uF，還發現隻有這隻電容與整流橋的散熱片離得最近，其它離得遠的完好無損，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）。
4.電阻損壞的特點與判別
常看見許多初學者在檢修電路板時在電阻上折騰，又是拆又是焊的，其實修得多了，隻要了解了電阻的損壞特點，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麵爆皮、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麵會炸掉一塊皮，有的也沒有什麼痕跡，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。
根據以上列出的特點，先可以觀察一下電路板上低阻值電阻有沒有燒黑的痕跡，再根據電阻損壞時絕大多數開路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點，就可以用萬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阻值大，則這個電阻肯定損壞（要注意等阻值顯示穩定後才下結論，因為電路中有可能並聯電容元件，有一個充放電過程），如果量得阻值比標稱阻值小，則一般不用理會它。這樣在電路板上每一個電阻都量一遍，即使“錯殺”一千，也不會放過一個了。
5.一塊小橡皮，解決大問題
工業控製用到的電路板越來越多，很多板子采用金手指插入插槽的方式.由於工業現場環境惡劣，多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環境易使板卡產生接觸不良故障，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，沒準就解決了問題！方法簡單又實用。
6.時好時壞電路故障的分析
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.板子與插槽接觸不良、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製係統使其出錯，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，某些參數的閾量調得太低，處於臨界範圍，當機器運行工況符合軟件判定故障的理由時，那麼報警就會出現了。