1故障實例一

1.1故障現象開機,顯示屏無任何顯示;關機,顯示屏顯示“OFF”后出現報錯信息,瞬間,顯示完全消失。

1.2故障分析首先檢查保險絲正常。開機,在線測量為顯示屏供電的LM7805輸出端電壓值為+2.6V,關機后,此電壓值變為+5V,約2s后電壓值變為0;再次開機,測量LM7805輸入端電壓為+6V左右,該電壓通過開關電源電路輸出,正常情況下為+15V。更換新的LM7805后故障依舊,據此排除LM7805自身問題。初步判斷為+15V電壓的開關電源電路故障。

1.3故障排除測量開關變壓器周圍的易損元器件,二極管VD1短路,將其從電路板上焊下測量,依然短路。該二極管在開關電源電路作用為變壓器主線圈續流(見圖1),用二極管1N4007代換該二極管,故障排除。

1.4小結二極管VD1和電阻R2、電容C3共同組成尖峰吸收電路。場效應管IRF830導通期間,VD1保證該電路不影響電源工作;場效應管截止時,VD1導通,將開關變壓器主繞組的反向感應電動勢釋放,有效保護場效應管不被擊穿。因此,當VD1短路時,開關電源無法正常工作。

2故障實例二

2.1故障現象日立離心機經常開機無顯示,偶爾能夠顯示正常,并且正常工作。

2.2故障分析當開機后,無法顯示時,測量主控電路和顯示板供電部分的2個15V電壓值都在9~10V左右,測量開關電源的供電直流電壓C+端電壓值為+309V,由此判斷開關電源沒有完全起振。直流電壓C+(正常值為375V)由功率因數校正電路供給(見圖1)。而功率因數校正電路由芯片L4981AD控制,該芯片又由主控板的+15V供電。

初步推測故障成因有2種可能:
(1)直流電壓C+不正常,導致開關電源無法正常輸出+15V電壓;
(2)開關電源無法正常輸出+15V電壓,導致功率因數電路無法正常工作。初步分析,此開關電源優點即為輸入電壓值范圍很寬,當直流輸入端的電壓值有很大程度下降時,依然能夠工作,因此原因(2)的可能性大,即開關電源本身無法正常工作,+15V電壓值不能正常輸出,芯片L4981AD不工作,從而導致直流電壓C+只有309V。
進一步分析,該離心機偶爾也能夠正常顯示,而且顯示后能正常工作。將顯示板與主控電路的連接排線脫開,單獨啟動主控電路板,每次都能正常啟動,C+端的375V和輸出的2個+15V電壓值都正常,此時再連接顯示板,則能夠正常顯示。由此判斷開關電源只是在起振的瞬間出故障,且很可能是處于過流保護狀態[1]。開關電源主要由開關變壓器、場效應管IRF830、電流型脈沖調制集成電路UC2844AD、電流取樣電阻R1(0.45Ω)等組成(見圖1),其中UC2844AD的5腳為過流保護信號輸入端,當流過主線圈的電流過大時,電阻R1兩端的電壓值上升,當5腳電壓值超過1V時,UC2844AD啟動過流保護功能,停止向IRF830輸出驅動信號[2]。為避免瞬間尖峰電流沖擊造成過流保護的誤啟動,電路中設計尖峰電壓吸收電容C1。當開機瞬間,流過電阻R1瞬間尖峰電流所產生的尖峰電壓被電容C1吸收,避免開關電源無法正常啟動。因此,最后判斷為電容C1故障。

2.3故障排除將電容C1焊下,測量為1nF。判斷為該電容容量過小造成不能完全吸收開機瞬間的尖峰電壓,將C1改為10nF,重新開機,顯示正常。經過多次開關機檢驗,此故障消除。2.4總結討論該故障中,由于將顯示板脫開后,主控電路板能夠正常啟動,筆者曾懷疑是顯示板上有元器件損壞或變差導致電流過大。筆者將整流二極管VD2焊下(見圖1),在濾波電容C2兩端外接與市電隔離的直流15V電源,同時啟動離心機和外接直流15V電源,離心機顯示正常,啟動其它功能,也都正常。同時觀察外接直流15V電源的消耗電流只有0.1A左右,說明顯示板本身并無故障。
因無法得知電容C1設計值,所以分析導致該故障成因有下面2種情況:
(1)電容C1原設計值比較大,后來容量變小,導致該故障;
(2)電容C1原設計值就是1nF,但離心機經過幾年使用后,各元器件老化,導致開關電源起振時沖擊電流變大,使C1無法完全吸收,導致過流保護。

3故障實例三

3.1故障現象開機無顯示,查看保險絲炸裂發黑,電路板有短路。

3.2故障查找測量主控電路板上整流橋正常,但發現整流橋+、-兩端的阻值很小,測量濾波電容兩端的阻值正常。測量驅動電機的變頻驅動模塊,發現其10、11兩腳間短路(見圖2)。由于無法買到同樣的集成模塊,筆者將10、11附近的密封膠去除,測量發現是場效應管IRF840損壞。IRF840在電路中的作用是與芯片L4981AD、電感L、二極管VD等組成功率因數校正電路(見圖3),產生驅動電機的+375V直流電壓。由于IRF830的短路,使得整流橋+、-兩端的阻值很小,造成開機保險絲炸裂。圖2電機變頻驅動模塊圖3變頻驅動模塊電路原理圖

3.3故障排除用大功率烙鐵,將IRF840從集成模塊的散熱片基座上焊下,換上同型號的場效應管,用硅膠將其密封復原。試機,故障解決。3.4小結筆者維修中發現,在主控電路板上強電部位和變頻驅動模塊上都有蟑螂遺留物,懷疑該故障是由于蟑螂遺留物造成電路短路所致[3]。

4總結(1)儀器維修既要做到“高屋建瓴”,從整體上把握各功能模塊的相互關系,又要細致入微,了解每個芯片的內部原理,才能準確找到故障所在。(2)維修中遇到電路板損壞時,廠商售后工程師往往采用更換整個電路板的方式維修,成本很高。筆者查清該模塊的結構原理,只更換一個場效應管就成功修復儀器,節約經費。(3)筆者發現,很多嚴重損壞儀器內部都有蟑螂等昆蟲遺留物,可見其對實驗儀器設備的危害,因此,加強實驗室日常清潔工作,可有效減少儀器故障率。

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