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電子電路故障排除技巧
對于一個電氣專業的技術人員來講,其不但要掌握電氣設備的安裝技能,還要能夠掌握一定的電子電路故障排除技能。這是因為無論是哪種電氣設備,在使用的過程中都不可能不出現故障問題。下面小編就給大家介紹幾種電子電路故障排除技巧,希望大家喜歡。
電子電路故障排除技巧 1
1、電子電路的幾種常見故障
對于一個電氣設備而言,要想在實際的電氣工程中發揮作用,是需要其所有的電子電路正常運作才能實現的。而一個整機中所分布和涉及的電子電路種類非常多,且布局較為復雜,會涉及到大量的電子元件與線路。一旦電氣設備出現故障無法正常運行,就代表著這些復雜的電子線路中的某一部分出現了問題與故障。如何在眾多的電子電路中快速準確的找到出現故障的線路是每個電氣檢修人員都很關注的問題。
常見的電子電路故障,主要有以下幾種:
1.1測試設備的故障。
這種情況下,電子電路本身并沒有問題,而電氣設備之所以顯示有問題是因為測試設備出現了故障,或者是操作人員沒有按照正確情況操作而導致故障發生,例如示波器在使用過程中,若所選擇的檔級不合理,就可能會使波形出現異常,顯示設備有故障,但事實并非如此。
1.2元器件引起的故障。
電子電路本身是由較多的元器件與線路組成,若元器件本身出現問題,也會導致故障發生。一般電子元器件主要包括單電阻、電容、晶體管等等,一旦這些元器件被燒壞,則其所處在的線路就無法正常輸入電流或輸出電流。
1.3人為因素引起的故障。
使得電子電路出現故障的原因還有可能是因為操作者操作不當而引起的,例如電源連接出現錯誤,或者未將所有的元器件都安裝起來。安裝不合理都很有可能使電子電路出現故障。
1.4電路接觸不良。
很多情況下電子電路出現的故障都是間歇式通電,或者是線路忽好忽壞,這種故障一般多是由電路接觸不良而引起的,例如插接點的'連接不牢靠等。
2、電子電路的故障檢查排除方法
2.1直接觀察法。
這是最基本的檢查排除方法,主要是檢查人員根據自己的經驗,在不借助任何工具或儀器的情況下進行檢查,發現故障所在,并采取措施來有效排除。通電前主要檢查元器件引腳有無錯接、接反、短路,印刷板有無斷線等。通電后主要觀察直流穩壓電源上的電流指示值是否超出電路額定值,元器件有無發燙,冒煙,變壓器有焦味等。
2.2參數測試法
參數測試法是借助于儀器設備來發現問題,并通過實際分析找出故障原因。一般利用萬用表檢查電路的靜態工作點、在路電阻、支路電流及元器件就屬該測試法的運用。當發現測量值與設計值相差懸殊時,就可針對問題進行分析,直至得以解決。
以圖1所示電路為例,假定要測量由T2管組成的射極跟隨電路的靜態工作點。在正常工作時,T2管的b、c、e電極上的靜態電位就分別為VB2≈8.3V、VC2=15V、VE2≈7.6V,集電極電流IC2≈0.3mA。但實測結果為VB2≈0.19V,VCE2≈15V,考慮到硅管正常工作時VBE≈0.7V,可見管子已處于截止狀態。那么T2管為什么會截止呢?進一步從決定VB2電位的電阻R6和R5去尋找,結果發現問題出在R5的選用上,把阻值就為150KΩ的R5誤用了一個1.5KΩ的電阻,經更換后故障即可排除。
2.3信號跟蹤法
在被調電路的輸入端接入適當幅度與頻率的信號(如f=1kHz的正弦波信號),利用示波器,并按信號的流向,從前級到后級逐級觀察電壓波形及幅值的變化情況,先確定故障在哪一級,然后即可有的放矢地作進一步檢查。這種方法對各種電路普遍適用,在動態調試中應用更為廣泛。
2.4對比法
懷疑某一電路存在問題時,可將此電路的參數和工作狀態與相同的正常電路一一進行對比,從中分析故障原因,判斷故障點。
2.5部件替換法
所謂部件替換法,就是利用與故障電路同類型的電路部件、元器件或插件板來替換故障電路中的被懷疑部分,從而可縮小故障范圍,以便快速、準確地找出故障點。
2.6補償法
當有寄生振蕩時,可用適當容量的電容器,在電路各個合適部位通過電容對地短路。如果電容接到某點,寄生振蕩消失,表明振蕩就產生此點附近或前級電路中。
值得注意的是,補償電容要選得適當,不宜過大,通常只要能較好地消除有害信號即可。
2.7短路法
短路法就是采取臨時短接一部分電路來尋找故障的方法。
短路法對檢查斷路故障最有效。但要注意的是,在使用此法時,應考慮到短路對電路的影響,例如對于穩壓電路就不能采用短路法。
2.8斷路法
斷路法用于檢查短路故障最有效。這也是一種逐步縮小故障范圍的方法。例如,某穩壓電源因接入一帶有故障的電路,使輸入電流過大,此時,我們可采取依次斷開故障電路某一支路的辦法來檢查故障。如果斷開該支路后,電流恢復正常則說明故障就發生在此支路。
在實際調試中,檢查和排除故障的方法是多鐘多樣,上面僅列舉了幾種常用的方法。這些方法的使用可根據設備條件、故障情況靈活掌握,對于簡單的故障或許用一種方法即可查找出故障點,但對于較復雜的故障則需采用多種方法,并互相補充、互相配合,最后才能找出故障點。在一般情況下,尋找故障的常規做法是:首先采用直接觀察法,排除明顯的故障。然后采用萬用表或示波器檢查靜態工作點。最后可用信號跟蹤法對電路作動態檢查。
應當指出,對于反饋環內的故障診斷是比較困難的,因為只要閉環回路中有一個元器件或功能塊出故障,則往往整個回路中處處都有呈現故障現象。此時首先應打開反饋回路,使電路開環,然后再接入一個適當的輸入信號,并利用信號跟蹤法逐一尋找發生故障的元器件或功能塊。例如,圖3是一個帶有反饋的方波和三角波發生電路,A1的輸出信號vo1;作為A2的輸入信號,A2的輸出信號vo2作為A1輸入信號,也就是說,不論A1組成的過零比較器或A2組成的積分器發生故障,都將導致vo1、vo2無輸出波形。
尋找故障的方法是斷開反饋回路中的一點(如圖中所示的B1點或B2點),假設斷開B2點,并從B2點與R1連線端輸入一幅值適當的三角波,用示波器觀vo1應為方波,vo2就為三角波,如果比較器沒有輸出(即vo1為零),則說明了故障就發生在由A1組成的過零比較器部分。若比較器有輸出而A2組成器部分沒有輸出,則反映了故障發生在A2組成器部分。
3、結束語
綜上所述,在現代電氣設備的運行過程中,若出現故障問題必須要盡快找出故障所在,并采取有效措施給予排除,不可使設備帶病工作,以免帶來更大的不利影響。本文介紹了幾種常見的電子電路故障,并提出了一些檢查排除方法,希望可以為有關人士提供參考。
電子電路故障排除技巧 2
一、故障排查前的核心準備:知己知彼,減少失誤
在著手排查電子電路故障前,充分的準備工作能大幅提升效率,避免因盲目操作導致故障擴大。首先需明確 電路原理與結構:通過電路圖(原理圖、PCB Layout 圖)理清電路的信號流向、核心元器件(如電源模塊、芯片、電阻電容電感)的功能及連接關系,標注關鍵測試點(如電源輸入 / 輸出端、芯片引腳、信號接口),做到 “心中有電路”。例如,開關電源電路需先明確整流、濾波、穩壓、逆變等模塊的位置與作用,才能針對性排查。
其次要 準備適配工具與安全防護:基礎工具包括萬用表(數字 / 指針式,用于測電壓、電流、電阻)、示波器(觀察信號波形,排查信號異常)、烙鐵(焊接 / 拆卸元器件)、熱風槍(拆焊貼片元件)、放大鏡(檢查 PCB 板是否有虛焊、短路);若涉及高壓電路(如電源適配器、工業設備電路),需準備絕緣手套、驗電筆,確保自身安全。同時,準備同型號的備用元器件(如常用電阻、電容、二極管、芯片),方便替換測試。
最后需 記錄初始狀態與故障現象:用文字或照片記錄電路的外觀(如元器件是否有燒焦、鼓包、漏液,PCB 板是否有腐蝕、斷線)、故障表現(如無輸出、輸出不穩定、指示燈異常、異響),避免排查過程中遺漏關鍵信息。例如,某 LED 驅動電路無輸出,需先記錄 “輸入電源正常,輸出端無電壓,指示燈不亮”,為后續排查縮小范圍。
二、基礎排查思路:從簡到繁,循序漸進
電子電路故障排查需遵循 “先易后難、先外后內、先軟后硬” 的原則,避免一開始就拆解核心部件,造成不必要的損耗。
1. 先排查外部因素,排除 “非電路本身故障”
優先檢查電路的 外部供電與連接:用萬用表測量輸入電源是否正常(電壓值、穩定性),如直流電源是否有紋波過大、電壓偏低,交流電源是否缺相、電壓波動;檢查連接線(如電源線、信號線、接口)是否松動、接觸不良、斷線,接口是否有氧化、變形。例如,某單片機控制系統無響應,先測量電源適配器輸出電壓是否為額定值,再檢查電源線插頭是否接觸良好,往往能快速解決 “假性故障”。
其次檢查 負載是否正常:若電路帶負載工作(如電機、LED 燈、傳感器),需斷開負載,單獨測試電路輸出是否正常。若斷開負載后電路恢復正常,說明故障在負載(如負載短路、過載);若仍異常,則故障在電路本身。例如,某直流電機驅動電路輸出電壓低,斷開電機后測量輸出電壓恢復正常,可判斷為電機短路導致電路保護。
2. 再排查內部電路:從電源到信號,逐層拆解
電路內部排查需按 “電源模塊→核心控制模塊→信號處理模塊→執行模塊” 的順序,逐層測試關鍵節點,定位故障區域。
電源模塊排查:電源是電路工作的基礎,約 60% 的電路故障與電源相關。先用萬用表測電源輸入端電壓,再測整流后的直流電壓、濾波后的電壓、穩壓模塊輸出電壓,對比電路圖中的額定值。若某環節電壓異常,重點檢查該模塊元器件:如整流橋是否有二極管擊穿,濾波電容是否鼓包失效,穩壓芯片是否發燙、無輸出。例如,某 5V 穩壓電路輸出僅 3V,測量發現穩壓芯片輸入電壓正常,輸出端電阻變大,更換芯片后故障排除。
核心控制模塊排查:針對含芯片(如單片機、FPGA、運算放大器)的電路,先測芯片的供電引腳電壓是否正常(如單片機 VCC 引腳是否為 5V/3.3V),再測復位引腳、時鐘引腳的信號(用示波器觀察時鐘波形是否穩定,復位信號是否正常)。若供電正常但芯片無響應,可嘗試更換同型號芯片(需注意焊接溫度與防靜電)。例如,某運算放大器電路輸出失真,測供電正常,用示波器觀察輸入信號正常、輸出信號無波形,更換運放后恢復正常。
信號處理與執行模塊排查:對于放大、濾波、振蕩等信號處理電路,用示波器觀察關鍵節點的信號波形(如輸入信號、放大后的信號、濾波后的信號),對比正常波形判斷是否有失真、延遲、缺失;對于執行模塊(如繼電器、三極管、MOS 管),測控制信號是否到達,元器件是否導通 / 截止正常。例如,某繼電器驅動電路不吸合,測繼電器線圈兩端電壓為 0,進一步排查發現驅動三極管集電極與發射極短路,更換三極管后正常。
三、常用故障排查方法:精準定位,高效解決
根據故障類型與電路復雜度,可選擇不同的排查方法,提升定位效率。
1. 直觀檢查法:快速發現 “顯性故障”
通過視覺、聽覺、嗅覺、觸覺直接判斷故障:
視覺:觀察元器件是否有燒焦痕跡(如電阻發黑、電容鼓包、芯片引腳氧化)、PCB 板是否有斷線、虛焊(焊點是否圓潤,有無 “錫珠”“冷焊”)、指示燈是否按正常邏輯亮滅(如電源燈不亮可能是電源故障,指示燈閃爍異常可能是信號問題)。
聽覺:聽電路是否有異響(如變壓器嗡嗡聲過大,可能是負載過載或鐵芯松動;繼電器反復吸合斷開,可能是控制信號不穩定)。
嗅覺:聞電路是否有焦糊味(如元器件燒毀、絕緣層老化,需立即斷電檢查,避免火災)。
觸覺:斷電后用手觸摸元器件溫度(如電源芯片、三極管、電阻是否異常發燙,正常元器件工作時溫度較低,發燙可能是過載、短路導致)。
2. 萬用表測試法:量化檢測,定位 “隱性故障”
萬用表是最基礎的排查工具,核心用于測量電壓、電流、電阻,判斷元器件或節點是否正常:
測電壓:直流電壓用于檢查電源輸出、芯片供電、信號節點電壓(如測單片機 I/O 口電壓,判斷是否輸出高 / 低電平);交流電壓用于檢查輸入電源、變壓器輸出。測量時需注意量程選擇(略大于額定電壓),表筆接觸良好,避免短路。
測電阻:斷電后測量元器件阻值(如電阻是否與標稱值一致,過大可能是開路,過小可能是短路;二極管正向導通電阻小、反向電阻大,若正反電阻都大則開路,都小則短路;電容阻值應無窮大,若阻值小則漏電);測量 PCB 板兩點間電阻,判斷是否斷線(阻值無窮大)或短路(阻值接近 0)。
測電流:需將萬用表串聯在電路中(直流電流測串聯回路,交流電流測火線 / 零線串聯),注意量程選擇(避免超過最大電流),常用于判斷電路是否過載、負載是否正常(如電機工作電流過大,可能是堵轉)。
3. 示波器觀測法:捕捉信號,排查 “動態故障”
對于涉及信號傳輸、波形處理的電路(如高頻電路、數字信號電路),示波器能直觀觀察信號波形,發現 “電壓正常但波形異常” 的'故障:
排查信號有無:如某時鐘電路,用示波器測時鐘芯片輸出端,若無正弦波 / 方波,說明時鐘芯片故障或外圍電路異常。
排查信號失真:如放大電路輸出波形出現削波、毛刺、延遲,可能是放大芯片參數不匹配、濾波電容失效、信號干擾。
排查信號穩定性:如電源紋波過大(示波器觀察直流電源輸出有明顯交流波形),可能是濾波電容容量不足或失效;數字信號出現抖動,可能是線路干擾、接地不良。
4. 替換法:快速驗證,確認故障元器件
當懷疑某元器件(如芯片、電容、電阻)故障但無法直接測量時,用同型號的完好元器件替換,觀察故障是否消失:
替換前需確認元器件參數一致(如電阻阻值、功率,電容容量、耐壓值,芯片型號、封裝),避免參數不匹配導致新故障。
替換時注意焊接規范:貼片元件用熱風槍(溫度 280-320℃,風速適中),直插元件用電烙鐵(溫度 300-350℃),避免燙壞 PCB 板或元器件。
例如,某電源電路輸出電壓不穩定,懷疑濾波電容失效,替換同容量、同耐壓的電容后,輸出恢復穩定,確認電容為故障件。
5. 短路 / 開路測試法:針對性排查特定故障
短路測試:在安全前提下,用導線短接某兩個節點(如短接復位電路的復位引腳與地,測試芯片是否能復位;短接開關兩端,測試開關是否接觸不良),若故障消失,說明該節點之間的元器件(如開關、電阻)開路。需注意:不可短接電源正負極,避免短路燒毀電路。
開路測試:斷開某元器件或線路(如斷開負載、斷開某支路),觀察電路狀態變化。例如,某電路電流過大,逐一斷開各支路,若斷開某支路后電流恢復正常,說明故障在該支路。
四、常見故障類型與針對性排除策略
不同故障類型的表現與成因不同,需針對性采取排查方法,快速定位問題。
1. 電源故障:無輸出、輸出電壓低 / 高、紋波大
無輸出:先查輸入電源是否正常(如插座、電源線),再查電源模塊的保險管是否熔斷(若熔斷,需檢查后續電路是否有短路,避免更換保險后再次熔斷),接著查整流橋、濾波電容、穩壓芯片是否故障(如整流二極管擊穿、穩壓芯片燒毀)。
輸出電壓低:若帶負載時電壓低、空載時正常,可能是負載過載或電源帶載能力不足(如穩壓芯片功率不夠、濾波電容容量不足);若空載 / 帶載均低,查穩壓芯片的反饋電路(如反饋電阻是否變值)、輸入電壓是否偏低。
輸出紋波大:查濾波電容是否失效(容量下降、漏液),若為開關電源,查電感是否松動、穩壓模塊的補償電路是否異常。
2. 信號故障:無信號、信號失真、信號干擾
無信號:從信號源頭開始排查(如傳感器是否正常輸出信號,信號發生器是否工作),再查信號傳輸線路(是否斷線、接觸不良),最后查信號處理模塊(如放大芯片、濾波電路是否故障)。
信號失真:若放大電路失真,查放大芯片是否過載(輸入信號過大)、偏置電壓是否正常;若數字信號失真,查傳輸線路是否過長、接地是否良好(避免干擾)、邏輯電平是否匹配。
信號干擾:觀察干擾源(如附近是否有強磁場、高頻設備),排查接地是否正確(單點接地、模擬地與數字地分開),是否缺少屏蔽措施(如信號線未屏蔽、電源未濾波),可嘗試增加磁環、濾波電容減少干擾。
3. 元器件故障:開路、短路、參數漂移
電阻故障:常見為開路(阻值無窮大)、變值(阻值偏離標稱值),多因過流發熱燒毀,用萬用表測電阻值即可判斷,更換同阻值、同功率的電阻。
電容故障:常見為開路(容量下降)、短路(阻值接近 0)、漏液鼓包,用萬用表測電容阻值(正常應無窮大)或用電容表測容量,更換同容量、同耐壓的電容(注意極性,電解電容不可反接)。
二極管 / 三極管故障:二極管常見擊穿(正反電阻都小)、開路(正反電阻都大),用萬用表二極管檔測正向壓降(硅管約 0.7V,鍺管約 0.2V);三極管常見擊穿(CE 極短路)、放大能力下降,用萬用表測各極間電阻或用晶體管測試儀測放大倍數(β 值),更換同型號器件。
芯片故障:常見為無輸出、輸出異常、發熱燒毀,先測芯片供電是否正常,再測控制信號(如復位、時鐘)是否到達,若供電與控制正常仍故障,更換同型號芯片(注意防靜電,焊接時斷電)。
4. 連接故障:虛焊、短路、接觸不良
虛焊:多因焊點溫度不夠、焊錫質量差、PCB 板氧化,表現為電路時好時壞、接觸不良,用放大鏡觀察焊點(是否呈 “豆腐渣” 狀、無光澤),用烙鐵重新焊接,確保焊點圓潤、牢固。
短路:常見為 PCB 板上的銅箔短路(如相鄰焊點 “連錫”)、元器件引腳短路(如電容引腳碰在一起),用萬用表電阻檔測短路點,用烙鐵分離焊點或更換元器件,必要時用小刀切斷短路的銅箔(需做好絕緣)。
接觸不良:多因接口氧化、松動、變形,如電源接口、信號插頭,用酒精擦拭接口去除氧化層,調整接口位置確保接觸良好,若接口損壞則更換。
五、排查注意事項與安全規范
安全第一,避免觸電與設備損壞:
涉及高壓電路(如 220V 交流電路、工業高壓設備),必須斷電操作,若需帶電測試,需戴絕緣手套、穿絕緣鞋,單手操作(避免電流通過身體形成回路),禁止用手直接觸摸裸露的帶電節點。
焊接時避免烙鐵燙傷手或燙傷 PCB 板,焊接芯片時控制溫度與時間(避免高溫損壞芯片內部電路),焊接后檢查是否有焊錫短路。
測試電流時,萬用表必須串聯在電路中,不可并聯(否則會短路燒毀萬用表);測高壓時選擇合適的量程,避免超量程損壞儀表。
避免盲目操作,減少二次故障:
不明確故障原因時,禁止隨意拆卸核心元器件(如芯片、變壓器),避免損壞后無法恢復。
替換元器件前,必須確認參數一致(如電壓、電流、功率、封裝),例如用 16V 電容替換 25V 電容,可能因耐壓不足導致電容擊穿。
排查過程中做好標記,如拆卸元器件時記錄引腳順序、連接線的位置,避免安裝時接反、接錯。
記錄與總結,積累經驗:
每次排查后,記錄故障現象、排查步驟、故障原因、解決方案,形成 “故障案例庫”,方便后續遇到類似問題時參考。
總結常見故障的規律(如某類電源電路易出現濾波電容失效,某型號芯片易出現引腳虛焊),提升后續排查效率。
六、典型案例分析:理論結合實操,掌握排查邏輯
案例 1:某直流穩壓電源無輸出
故障現象:輸入 220V 交流,輸出端無直流電壓,指示燈不亮。
排查步驟:
直觀檢查:觀察電源外殼無燒焦痕跡,打開外殼后,發現保險管熔斷(玻璃管內發黑)。
排查短路:用萬用表電阻檔測電源模塊輸出端與地之間的電阻,阻值接近 0,說明存在短路。
逐層排查:斷開整流橋輸出端,測整流橋輸入端電阻正常,輸出端電阻仍短路,判斷短路在整流橋之后;檢查濾波電容,發現電容引腳短路(電容鼓包漏液)。
解決措施:更換同型號保險管與濾波電容,通電測試,輸出電壓恢復正常,指示燈亮。
案例 2:某單片機控制系統 LED 燈不亮
故障現象:單片機供電正常(5V),LED 燈控制信號已輸出,但 LED 不亮。
排查步驟:
外部檢查:LED 燈無損壞(用萬用表測 LED 正向導通正常),連接線無松動。
測電壓:用萬用表測 LED 陽極電壓為 0V(正常應為單片機 I/O 口輸出的高電平 3.3V),測單片機 I/O 口電壓為 3.3V,說明 I/O 口到 LED 陽極的線路存在問題。
查線路:用放大鏡觀察 PCB 板,發現 I/O 口與 LED 之間的銅箔斷線(因 PCB 板受潮腐蝕)。
解決措施:用導線焊接連接斷線處,通電測試,LED 燈正常點亮。
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