徐淑靈
引言:電路板是一種精密部件,它在板上整合了多個(gè)功能模塊和多種元器件組合,形成一個(gè)個(gè)復(fù)雜的完善的功能系統(tǒng)。因此,在電子產(chǎn)品維修過程中,對(duì)電路板故障的檢測(cè)、分析以及排除,常常成為工程師們面臨的技術(shù)難題。
關(guān)鍵詞:雷擊 ?電路板知識(shí) ?維修過程
一、雷擊
某年的雷雨天氣來得特別早,不到4月份,就雷雨連連,有時(shí)還頗具破壞性,當(dāng)時(shí)塔臺(tái)備用頻率的RS遙控盒就遭到了雷擊毀壞。遭雷擊后此遙控盒上電后GO燈不亮,完全不能工作,及時(shí)更換備件保證設(shè)備正常工作后,我開始檢修故障遙控盒。
二、電路板知識(shí)
對(duì)于電路板的檢測(cè)與維修,需要具備足夠的知識(shí)儲(chǔ)備,比如電子電路知識(shí)、印刷電路板知識(shí)、儀表知識(shí)、芯片知識(shí)、元器件知識(shí)、零件焊接知識(shí)等,以下做簡(jiǎn)要說明。
印刷電路板(PCB)幾乎會(huì)出現(xiàn)在每一種電子設(shè)備當(dāng)中,它除了固定各種小零件外,主要功能是提供上頭各項(xiàng)零件的相互電氣連接。板子的基板是由絕緣隔熱、不易彎曲的材質(zhì)所制作成,板子表面的細(xì)小線路材料是銅箔,這些線路被稱作導(dǎo)線或稱布線,用來提供PCB上零件的電路連接。為了將零件固定在PCB上面,需要將它們的接腳穿過板子到另一面,直接焊在布線上。在最基本的PCB上,零件集中的一面稱為零件面,導(dǎo)線集中的一面稱為焊接面。PCB上呈現(xiàn)的綠色或是棕色是阻焊漆的顏色,這層是絕緣的防護(hù)層,用來保護(hù)銅線和防止零件被焊到不正確的地方。另外在阻焊層上還會(huì)印刷上一層絲網(wǎng)印刷面,通常在上面會(huì)印上文字與符號(hào),以標(biāo)示出各零件在板子上的位置,絲網(wǎng)印刷面也被稱作圖標(biāo)面。
萬(wàn)用表,是電子檢修的必備儀表,其蜂鳴器功能,是萬(wàn)用表的附加功能,大多做在2KΩ檔,一般當(dāng)測(cè)量阻值為50Ω以下時(shí),內(nèi)置蜂鳴器響。這個(gè)功能非常實(shí)用,可以提高測(cè)量線路通斷的效率。
電路板上的“芯片”都是集成電路,它是微電子技術(shù)的主要產(chǎn)品。所謂微電子是相對(duì)"強(qiáng)電"."弱電"等概念而言,指它處理的電子信號(hào)極其微弱。通過不在路檢測(cè)可以判斷芯片的好壞:在可疑芯片焊離電路后,一般可用萬(wàn)用表測(cè)量各引腳對(duì)應(yīng)于接地引腳之間的正、反向電阻值,并和完好的芯片進(jìn)行比較,從而判斷芯片是否正常。
在實(shí)際電路中,二極管、穩(wěn)壓管的周邊電阻和三極管的偏置電阻一般都比較大,大都在幾百幾千歐姆以上,所以可以在路測(cè)量二極管、三極管、穩(wěn)壓管的好壞。在路測(cè)量時(shí),用蜂鳴器測(cè)二極管PN結(jié)應(yīng)有較明顯的正反向特性。如果測(cè)得正向阻值太大或反向阻值太小,都說明這個(gè)管子有問題。用這種方法可以非??焖俚卣页鰤墓?。另外用不同的電阻檔還可以測(cè)出尚未完全壞掉但特性變壞的管子,比如當(dāng)你用小阻值檔測(cè)量某個(gè)PN結(jié)正向電阻過大時(shí),把它焊下來用常用的R×1kΩ檔再測(cè)可能還是正常的,說明這個(gè)管子的特性已經(jīng)變壞了,已不能正常工作或工作不穩(wěn)定了。測(cè)三極管時(shí),不管是NPN管還是PNP管,測(cè)其be結(jié)cb結(jié)都應(yīng)呈現(xiàn)與二極管完全相同的單向?qū)щ娦?。用R×10kΩ檔測(cè)ec間(對(duì)NPN管)或ce間(對(duì)PNP管)的電阻時(shí),表針可能略有偏轉(zhuǎn),這不表示管子是壞的,但用蜂鳴器測(cè)ce或ec間電阻時(shí),表頭指示應(yīng)為無(wú)窮大,否則管子就是有問題。
檢測(cè)電容好壞:用電阻檔,根據(jù)電容容量選擇適當(dāng)?shù)牧砍蹋ㄗ⒁鉁y(cè)量電解電容時(shí)黑表筆要接電容正極)。①、估測(cè)微法級(jí)電容容量的大?。嚎蓞⒄障嗤萘康臉?biāo)準(zhǔn)電容,根據(jù)指針擺動(dòng)的最大幅度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣,只要容量相同即可。②、估測(cè)皮法級(jí)電容容量大小:要用R×10kΩ檔,但只能測(cè)到1000pF以上的電容。對(duì)1000pF或稍大一點(diǎn)的電容,只要表針稍有擺動(dòng),即可認(rèn)為容量夠了。③、測(cè)電容是否漏電:對(duì)一千微法以上的電容,可先用R×10Ω檔將其快速充電,并初步估測(cè)電容容量,然后改到R×1kΩ檔繼續(xù)測(cè)一會(huì)兒,這時(shí)指針不應(yīng)回返,而應(yīng)停在∞或十分接近∞處,否則就是有漏電現(xiàn)象。對(duì)一些幾十微法以下的定時(shí)或振蕩電容,對(duì)其漏電特性要求非常高,只要稍有漏電就不能用,這時(shí)可在R×1kΩ檔充完電后再改用R×10kΩ檔繼續(xù)測(cè)量,同樣表針應(yīng)停在∞處而不應(yīng)回返。
測(cè)電阻時(shí),重要的是要選好量程,當(dāng)指針指示于1/3~2/3滿量程時(shí)測(cè)量精度最高,讀數(shù)最準(zhǔn)確。
零器件的拆卸與焊接:貼片式電阻器、電容器的基片大多采用陶瓷材料制作,這種材料受碰撞易破裂,因此在拆卸、焊接時(shí)應(yīng)掌握控溫、預(yù)熱、輕觸等技巧,選用200~280℃調(diào)溫式尖頭烙鐵,并控制每次焊接時(shí)間在3秒鐘左右,焊接完畢后讓電路板在常溫下自然冷卻。以上方法和技巧同樣適用于貼片式晶體二、三極管的焊接。貼片式集成電路的引腳數(shù)量多、間距窄、硬度小,如果焊接溫度不當(dāng),極易造成引腳焊錫短路、虛焊或印制線路銅箔脫離印制板等故障。一般集成電路所受的最高溫度是260℃、10秒或350℃、3秒。拆卸貼片式集成電路時(shí),可使用吸錫器拆卸集成塊,這是一種常用的專業(yè)方法,使用工具為普通吸、焊兩用電烙鐵,功率在35W以上。拆卸集成塊時(shí),只要將加熱后的兩用電烙鐵頭放在要拆卸的集成塊引腳上,待焊點(diǎn)錫融化后被吸入細(xì)錫器內(nèi),全部引腳的焊錫吸完后集成塊即可拿掉,要防止超過最高溫度。換入新集成電路時(shí)要先確認(rèn)集成電路型號(hào)與方向,將烙鐵溫度調(diào)節(jié)在250℃左右,將腳位對(duì)準(zhǔn)印制板相應(yīng)焊點(diǎn),用手輕壓在集成電路表面,以防止集成電路移動(dòng),操作電烙鐵蘸適量焊錫將集成電路四角的引腳與線路板焊接固定,然后一只手持烙鐵給集成電路引腳加熱,另一只手將焊錫絲送往加熱引腳焊接,直至全部引腳加熱焊接完畢。最后仔細(xì)檢查和排除引腳短路和虛焊,待焊點(diǎn)自然冷卻后,用毛刷蘸無(wú)水酒精再次清潔線路板和焊點(diǎn),防止遺留焊渣。
三、維修過程
首先檢查遙控盒電源部分:交流220V輸入經(jīng)濾波后輸出交流220V正常,加至電源模塊,但無(wú)直流輸出,判斷電源模塊有故障。
檢修電源模塊:經(jīng)檢測(cè),電源模塊上一個(gè)315mA250V的保險(xiǎn)(棕色扁圓柱型器件)燒斷,檢查變壓器及各整流元件正常。用一截短路線焊至保險(xiǎn)兩焊點(diǎn)之間,電源模塊輸出-26V未穩(wěn)壓的直流電壓,正常,此電壓加至遙控盒主板上。在未買到此種保險(xiǎn)器件之前,暫時(shí)用短路線代替保險(xiǎn)絲。安裝好遙控盒,在站調(diào)接入VHF系統(tǒng)中測(cè)試,起動(dòng)后GO燈常亮,正常,但造成其他同頻率設(shè)備常收,拔掉電源線,只連接25針音頻線仍是如此,將其他同頻率設(shè)備音量打開,聽為清楚的塔臺(tái)指揮間環(huán)境音,判斷此遙控盒的線路PTT信號(hào)線對(duì)地呈現(xiàn)低阻狀態(tài)了(因此遙控盒和塔臺(tái)安裝的內(nèi)話系統(tǒng)并接入VHF系統(tǒng))。測(cè)量非發(fā)射狀態(tài)下音頻口24腳(PTT信號(hào))對(duì)地(14腳)電阻,為111Ω,太低,造成線路長(zhǎng)發(fā)。檢測(cè)麥克風(fēng)連接器,F(xiàn)腳(PTT)正常,判斷雷擊不僅造成電源模塊保險(xiǎn)絲燒斷,還由線路引雷造成電路板故障。
檢測(cè)遙控盒各電路板:因無(wú)電路圖資料,直接在電路板上“跑線路”查找故障。經(jīng)分析,PTT信號(hào)未經(jīng)過主板處理,直接由音頻口24腳跳至開關(guān)音頻產(chǎn)生器電路板上,經(jīng)檢測(cè),主板正常,產(chǎn)生開關(guān)音頻的電路板異常。
檢修故障的電路板:沿PTT信號(hào)處理路徑查找異常器件并查找芯片功能腳資料。4011芯片為四組兩輸入與非門,4047為單穩(wěn)態(tài)、無(wú)穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器,在線測(cè)試4011外圍件中的一個(gè)二極管T4151正反向特性無(wú)(正反向均為399Ω),判斷已燒壞。將可疑芯片4011和4047焊下來測(cè)試其好壞:測(cè)試4011,其供電(14)腳與地(7)腳間電阻為0Ω,其它腳與地(7)腳間電阻也不正常;測(cè)試4047,其供電(14)腳與地(7)腳間電阻為0Ω,說明兩芯片都已毀壞。另外,通過分析電路板得出:焊除4011和一個(gè)47.5K電阻、一個(gè)0.1微法電容,能同樣實(shí)現(xiàn)所有功能,必要時(shí)可以這樣做。
更換315mA250V保險(xiǎn),遙控盒上電,觀察面板狀態(tài)啟動(dòng)正常。更換二極管T4151和芯片4011、4047,測(cè)試非發(fā)射狀態(tài)下音頻口24腳(PTT信號(hào))對(duì)地(14腳)電阻,為741Ω,偏低,接入VHF系統(tǒng)測(cè)試:只接25針音頻線時(shí)仍造成線路PTT長(zhǎng)發(fā),但連接電源線后(上電后PTT電阻提高)正常,測(cè)試收發(fā)均正常,需提高線路PTT電阻。更換另一個(gè)HEF4011,仍為700多Ω(在4011位置焊接14腳芯片插座,以方便更換)。再次更換為CD4011,測(cè)試線路PTT電阻為940Ω,仍偏低,接入系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果同上。因找不到更合適的4011,進(jìn)行電路改造:焊除4011和一個(gè)47.5KΩ電阻一個(gè)0.1μF電容,測(cè)試24腳對(duì)地電阻為1936Ω,正常,其他各腳測(cè)試都正常,接入系統(tǒng)測(cè)試,遙控盒工作正常,修復(fù)。
小結(jié)
每塊電路板的成功維修,都離不開知識(shí)的積累和實(shí)踐能力,而實(shí)踐能力來源于多年的經(jīng)驗(yàn)積累與技術(shù)沉淀,維修工程師只要具有獨(dú)立分析問題和解決問題的能力,具有出色的動(dòng)手操作能力(包括對(duì)技術(shù)設(shè)備的操作和對(duì)電路板本身的動(dòng)手操作等),就能準(zhǔn)確地判斷故障的所在,順利地排除電路板的故障。世上無(wú)難事,只怕用心人,呵呵,沒什么難的。