徐淑靈
引言:電路板是一種精密部件,它在板上整合了多個功能模塊和多種元器件組合,形成一個個復雜的完善的功能系統。因此,在電子產品維修過程中,對電路板故障的檢測、分析以及排除,常常成為工程師們面臨的技術難題。
關鍵詞:雷擊 ?電路板知識 ?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,有時還頗具破壞性,當時塔臺備用頻率的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,及時更換備件保證設備正常工作后,我開始檢修故障遙控盒。
二、電路板知識
對于電路板的檢測與維修,需要具備足夠的知識儲備,比如電子電路知識、印刷電路板知識、儀表知識、芯片知識、元器件知識、零件焊接知識等,以下做簡要說明。
印刷電路板(PCB)幾乎會出現在每一種電子設備當中,它除了固定各種小零件外,主要功能是提供上頭各項零件的相互電氣連接。板子的基板是由絕緣隔熱、不易彎曲的材質所制作成,板子表面的細小線路材料是銅箔,這些線路被稱作導線或稱布線,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,導線集中的一面稱為焊接面。PCB上呈現的綠色或是棕色是阻焊漆的顏色,這層是絕緣的防護層,用來保護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印刷上一層絲網印刷面,通常在上面會印上文字與符號,以標示出各零件在板子上的位置,絲網印刷面也被稱作圖標面。
萬用表,是電子檢修的必備儀表,其蜂鳴器功能,是萬用表的附加功能,大多做在2KΩ檔,一般當測量阻值為50Ω以下時,內置蜂鳴器響。這個功能非常實用,可以提高測量線路通斷的效率。
電路板上的“芯片”都是集成電路,它是微電子技術的主要產品。所謂微電子是相對"強電"."弱電"等概念而言,指它處理的電子信號極其微弱。通過不在路檢測可以判斷芯片的好壞:在可疑芯片焊離電路后,一般可用萬用表測量各引腳對應于接地引腳之間的正、反向電阻值,并和完好的芯片進行比較,從而判斷芯片是否正常。
在實際電路中,二極管、穩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,所以可以在路測量二極管、三極管、穩壓管的好壞。在路測量時,用蜂鳴器測二極管PN結應有較明顯的正反向特性。如果測得正向阻值太大或反向阻值太小,都說明這個管子有問題。用這種方法可以非??焖俚卣页鰤墓堋A硗庥貌煌碾娮铏n還可以測出尚未完全壞掉但特性變壞的管子,比如當你用小阻值檔測量某個PN結正向電阻過大時,把它焊下來用常用的R×1kΩ檔再測可能還是正常的,說明這個管子的特性已經變壞了,已不能正常工作或工作不穩定了。測三極管時,不管是NPN管還是PNP管,測其be結cb結都應呈現與二極管完全相同的單向導電性。用R×10kΩ檔測ec間(對NPN管)或ce間(對PNP管)的電阻時,表針可能略有偏轉,這不表示管子是壞的,但用蜂鳴器測ce或ec間電阻時,表頭指示應為無窮大,否則管子就是有問題。
檢測電容好壞:用電阻檔,根據電容容量選擇適當的量程(注意測量電解電容時黑表筆要接電容正極)。①、估測微法級電容容量的大?。嚎蓞⒄障嗤萘康臉藴孰娙荩鶕羔様[動的最大幅度來判定。所參照的電容不必耐壓值也一樣,只要容量相同即可。②、估測皮法級電容容量大小:要用R×10kΩ檔,但只能測到1000pF以上的電容。對1000pF或稍大一點的電容,只要表針稍有擺動,即可認為容量夠了。③、測電容是否漏電:對一千微法以上的電容,可先用R×10Ω檔將其快速充電,并初步估測電容容量,然后改到R×1kΩ檔繼續測一會兒,這時指針不應回返,而應停在∞或十分接近∞處,否則就是有漏電現象。對一些幾十微法以下的定時或振蕩電容,對其漏電特性要求非常高,只要稍有漏電就不能用,這時可在R×1kΩ檔充完電后再改用R×10kΩ檔繼續測量,同樣表針應停在∞處而不應回返。
測電阻時,重要的是要選好量程,當指針指示于1/3~2/3滿量程時測量精度最高,讀數最準確。
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、焊接時應掌握控溫、預熱、輕觸等技巧,選用200~280℃調溫式尖頭烙鐵,并控制每次焊接時間在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量多、間距窄、硬度小,如果焊接溫度不當,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,可使用吸錫器拆卸集成塊,這是一種常用的專業方法,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,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,待焊點錫融化后被吸入細錫器內,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。換入新集成電路時要先確認集成電路型號與方向,將烙鐵溫度調節在250℃左右,將腳位對準印制板相應焊點,用手輕壓在集成電路表面,以防止集成電路移動,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。最后仔細檢查和排除引腳短路和虛焊,待焊點自然冷卻后,用毛刷蘸無水酒精再次清潔線路板和焊點,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輸入經濾波后輸出交流220V正常,加至電源模塊,但無直流輸出,判斷電源模塊有故障。
檢修電源模塊:經檢測,電源模塊上一個315mA250V的保險(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兩焊點之間,電源模塊輸出-26V未穩壓的直流電壓,正常,此電壓加至遙控盒主板上。在未買到此種保險器件之前,暫時用短路線代替保險絲。安裝好遙控盒,在站調接入VHF系統中測試,起動后GO燈常亮,正常,但造成其他同頻率設備常收,拔掉電源線,只連接25針音頻線仍是如此,將其他同頻率設備音量打開,聽為清楚的塔臺指揮間環境音,判斷此遙控盒的線路PTT信號線對地呈現低阻狀態了(因此遙控盒和塔臺安裝的內話系統并接入VHF系統)。測量非發射狀態下音頻口24腳(PTT信號)對地(14腳)電阻,為111Ω,太低,造成線路長發。檢測麥克風連接器,F腳(PTT)正常,判斷雷擊不僅造成電源模塊保險絲燒斷,還由線路引雷造成電路板故障。
檢測遙控盒各電路板:因無電路圖資料,直接在電路板上“跑線路”查找故障。經分析,PTT信號未經過主板處理,直接由音頻口24腳跳至開關音頻產生器電路板上,經檢測,主板正常,產生開關音頻的電路板異常。
檢修故障的電路板:沿PTT信號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為單穩態、無穩態多諧振蕩器,在線測試4011外圍件中的一個二極管T4151正反向特性無(正反向均為399Ω),判斷已燒壞。將可疑芯片4011和4047焊下來測試其好壞:測試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47.5K電阻、一個0.1微法電容,能同樣實現所有功能,必要時可以這樣做。
更換315mA250V保險,遙控盒上電,觀察面板狀態啟動正常。更換二極管T4151和芯片4011、4047,測試非發射狀態下音頻口24腳(PTT信號)對地(14腳)電阻,為741Ω,偏低,接入VHF系統測試:只接25針音頻線時仍造成線路PTT長發,但連接電源線后(上電后PTT電阻提高)正常,測試收發均正常,需提高線路PTT電阻。更換另一個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,測試線路PTT電阻為940Ω,仍偏低,接入系統測試結果同上。因找不到更合適的4011,進行電路改造:焊除4011和一個47.5KΩ電阻一個0.1μF電容,測試24腳對地電阻為1936Ω,正常,其他各腳測試都正常,接入系統測試,遙控盒工作正常,修復。
小結
每塊電路板的成功維修,都離不開知識的積累和實踐能力,而實踐能力來源于多年的經驗積累與技術沉淀,維修工程師只要具有獨立分析問題和解決問題的能力,具有出色的動手操作能力(包括對技術設備的操作和對電路板本身的動手操作等),就能準確地判斷故障的所在,順利地排除電路板的故障。世上無難事,只怕用心人,呵呵,沒什么難的。