引言:电路板是一种精密部件,它在板上整合了多个功能模块和多种元器件组合,形成一个个复杂的完善的功能系统。因此,在电子产品维修过程中,对电路板故障的检测、分析以及排除,常常成为工程师们面临的技术难题。
关键词:雷击 电路板知识 维修过程
一、雷击
某年的雷雨天气来得特别早,不到4月份,就雷雨连连,有时还颇具破坏性,当时塔台备用频率的RS遥控盒就遭到了雷击毁坏。遭雷击后此遥控盒上电后GO灯不亮,完全不能工作,及时更换备件保证设备正常工作后,我开始检修故障遥控盒。
二、电路板知识
对于电路板的检测与维修,需要具备足够的知识储备,比如电子电路知识、印刷电路板知识、仪表知识、芯片知识、元器件知识、零件焊接知识等,以下做简要说明。
印刷电路板(PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中,它除了固定各种小零件外,主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。板子的基板是由绝缘隔热、不易弯曲的材质所制作成,板子表面的细小线路材料是铜箔,这些线路被称作导线或称布线,用来提供PCB上零件的电路连接。为了将零件固定在PCB上面,需要将它们的接脚穿过板子到另一面,直接焊在布线上。在最基本的PCB上,零件集中的一面称为零件面,导线集中的一面称为焊接面。PCB上呈现的绿色或是棕色是阻焊漆的颜色,这层是绝缘的防护层,用来保护铜线和防止零件被焊到不正确的地方。另外在阻焊层上还会印刷上一层丝网印刷面,通常在上面会印上文字与符号,以标示出各零件在板子上的位置,丝网印刷面也被称作图标面。
万用表,是电子检修的必备仪表,其蜂鸣器功能,是万用表的附加功能,大多做在2KΩ档,一般当测量阻值为50Ω以下时,内置蜂鸣器响。这个功能非常实用,可以提高测量线路通断的效率。
电路板上的“芯片”都是集成电路,它是微电子技术的主要产品。所谓微电子是相对"强电"."弱电"等概念而言,指它处理的电子信号极其微弱。通过不在路检测可以判断芯片的好坏:在可疑芯片焊离电路后,一般可用万用表测量各引脚对应于接地引脚之间的正、反向电阻值,并和完好的芯片进行比较,从而判断芯片是否正常。
在实际电路中,二极管、稳压管的周边电阻和三极管的偏置电阻一般都比较大,大都在几百几千欧姆以上,所以可以在路测量二极管、三极管、稳压管的好坏。在路测量时,用蜂鸣器测二极管PN结应有较明显的正反向特性。如果测得正向阻值太大或反向阻值太小,都说明这个管子有问题。用这种方法可以非常快速地找出坏管。另外用不同的电阻档还可以测出尚未完全坏掉但特性变坏的管子,比如当你用小阻值档测量某个PN结正向电阻过大时,把它焊下来用常用的R×1kΩ档再测可能还是正常的,说明这个管子的特性已经变坏了,已不能正常工作或工作不稳定了。测三极管时,不管是NPN管还是PNP管,测其be结cb结都应呈现与二极管完全相同的单向导电性。用R×10kΩ档测ec间(对NPN管)或ce间(对PNP管)的电阻时,表针可能略有偏转,这不表示管子是坏的,但用蜂鸣器测ce或ec间电阻时,表头指示应为无穷大,否则管子就是有问题。
检测电容好坏:用电阻档,根据电容容量选择适当的量程(注意测量电解电容时黑表笔要接电容正极)。①、估测微法级电容容量的大小:可参照相同容量的标准电容,根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样,只要容量相同即可。②、估测皮法级电容容量大小:要用R×10kΩ档,但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容,只要表针稍有摆动,即可认为容量够了。③、测电容是否漏电:对一千微法以上的电容,可先用R×10Ω档将其快速充电,并初步估测电容容量,然后改到R×1kΩ档继续测一会儿,这时指针不应回返,而应停在∞或十分接近∞处,否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容,对其漏电特性要求非常高,只要稍有漏电就不能用,这时可在R×1kΩ档充完电后再改用R×10kΩ档继续测量,同样表针应停在∞处而不应回返。
测电阻时,重要的是要选好量程,当指针指示于1/3~2/3满量程时测量精度最高,读数最准确。
零器件的拆卸与焊接:贴片式电阻器、电容器的基片大多采用陶瓷材料制作,这种材料受碰撞易破裂,因此在拆卸、焊接时应掌握控温、预热、轻触等技巧,选用200~280℃调温式尖头烙铁,并控制每次焊接时间在3秒钟左右,焊接完毕后让电路板在常温下自然冷却。以上方法和技巧同样适用于贴片式晶体二、三极管的焊接。贴片式集成电路的引脚数量多、间距窄、硬度小,如果焊接温度不当,极易造成引脚焊锡短路、虚焊或印制线路铜箔脱离印制板等故障。一般集成电路所受的最高温度是260℃、10秒或350℃、3秒。拆卸贴片式集成电路时,可使用吸锡器拆卸集成块,这是一种常用的专业方法,使用工具为普通吸、焊两用电烙铁,功率在35W以上。拆卸集成块时,只要将加热后的两用电烙铁头放在要拆卸的集成块引脚上,待焊点锡融化后被吸入细锡器内,全部引脚的焊锡吸完后集成块即可拿掉,要防止超过最高温度。换入新集成电路时要先确认集成电路型号与方向,将烙铁温度调节在250℃左右,将脚位对准印制板相应焊点,用手轻压在集成电路表面,以防止集成电路移动,操作电烙铁蘸适量焊锡将集成电路四角的引脚与线路板焊接固定,然后一只手持烙铁给集成电路引脚加热,另一只手将焊锡丝送往加热引脚焊接,直至全部引脚加热焊接完毕。最后仔细检查和排除引脚短路和虚焊,待焊点自然冷却后,用毛刷蘸无水酒精再次清洁线路板和焊点,防止遗留焊渣。
三、维修过程
首先检查遥控盒电源部分:交流220V输入经滤波后输出交流220V正常,加至电源模块,但无直流输出,判断电源模块有故障。
检修电源模块:经检测,电源模块上一个315mA250V的保险(棕色扁圆柱型器件)烧断,检查变压器及各整流元件正常。用一截短路线焊至保险两焊点之间,电源模块输出-26V未稳压的直流电压,正常,此电压加至遥控盒主板上。在未买到此种保险器件之前,暂时用短路线代替保险丝。安装好遥控盒,在站调接入VHF系统中测试,起动后GO灯常亮,正常,但造成其他同频率设备常收,拔掉电源线,只连接25针音频线仍是如此,将其他同频率设备音量打开,听为清楚的塔台指挥间环境音,判断此遥控盒的线路PTT信号线对地呈现低阻状态了(因此遥控盒和塔台安装的内话系统并接入VHF系统)。测量非发射状态下音频口24脚(PTT信号)对地(14脚)电阻,为111Ω,太低,造成线路长发。检测麦克风连接器,F脚(PTT)正常,判断雷击不仅造成电源模块保险丝烧断,还由线路引雷造成电路板故障。
检测遥控盒各电路板:因无电路图资料,直接在电路板上“跑线路”查找故障。经分析,PTT信号未经过主板处理,直接由音频口24脚跳至开关音频产生器电路板上,经检测,主板正常,产生开关音频的电路板异常。
检修故障的电路板:沿PTT信号处理路径查找异常器件并查找芯片功能脚资料。4011芯片为四组两输入与非门,4047为单稳态、无稳态多谐振荡器,在线测试4011外围件中的一个二极管T4151正反向特性无(正反向均为399Ω),判断已烧坏。将可疑芯片4011和4047焊下来测试其好坏:测试4011,其供电(14)脚与地(7)脚间电阻为0Ω,其它脚与地(7)脚间电阻也不正常;测试4047,其供电(14)脚与地(7)脚间电阻为0Ω,说明两芯片都已毁坏。另外,通过分析电路板得出:焊除4011和一个47.5K电阻、一个0.1微法电容,能同样实现所有功能,必要时可以这样做。
更换315mA250V保险,遥控盒上电,观察面板状态启动正常。更换二极管T4151和芯片4011、4047,测试非发射状态下音频口24脚(PTT信号)对地(14脚)电阻,为741Ω,偏低,接入VHF系统测试:只接25针音频线时仍造成线路PTT长发,但连接电源线后(上电后PTT电阻提高)正常,测试收发均正常,需提高线路PTT电阻。更换另一个HEF4011,仍为700多Ω(在4011位置焊接14脚芯片插座,以方便更换)。再次更换为CD4011,测试线路PTT电阻为940Ω,仍偏低,接入系统测试结果同上。因找不到更合适的4011,进行電路改造:焊除4011和一个47.5KΩ电阻一个0.1μF电容,测试24脚对地电阻为1936Ω,正常,其他各脚测试都正常,接入系统测试,遥控盒工作正常,修复。
小结
每块电路板的成功维修,都离不开知识的积累和实践能力,而实践能力来源于多年的经验积累与技术沉淀,维修工程师只要具有独立分析问题和解决问题的能力,具有出色的动手操作能力(包括对技术设备的操作和对电路板本身的动手操作等),就能准确地判断故障的所在,顺利地排除电路板的故障。世上无难事,只怕用心人,呵呵,没什么难的。