1故障實(shí)例一

1.1故障現(xiàn)象開機(jī),顯示屏無任何顯示;關(guān)機(jī),顯示屏顯示“OFF”后出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)信息,瞬間,顯示完全消失。

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

1.3故障排除測量開關(guān)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(guān)電源電路作用為變壓器主線圈續(xù)流(見圖1),用二極管1N4007代換該二極管,故障排除。

1.4小結(jié)二極管VD1和電阻R2、電容C3共同組成尖峰吸收電路。場效應(yīng)管IRF830導(dǎo)通期間,VD1保證該電路不影響電源工作;場效應(yīng)管截止時(shí),VD1導(dǎo)通,將開關(guān)變壓器主繞組的反向感應(yīng)電動(dòng)勢釋放,有效保護(hù)場效應(yīng)管不被擊穿。因此,當(dāng)VD1短路時(shí),開關(guān)電源無法正常工作。

2故障實(shí)例二

2.1故障現(xiàn)象日立離心機(jī)經(jīng)常開機(jī)無顯示,偶爾能夠顯示正常,并且正常工作。

2.2故障分析當(dāng)開機(jī)后,無法顯示時(shí),測量主控電路和顯示板供電部分的2個(gè)15V電壓值都在9~10V左右,測量開關(guān)電源的供電直流電壓C+端電壓值為+309V,由此判斷開關(guān)電源沒有完全起振。直流電壓C+(正常值為375V)由功率因數(shù)校正電路供給(見圖1)。而功率因數(shù)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(dǎo)致開關(guān)電源無法正常輸出+15V電壓;
(2)開關(guān)電源無法正常輸出+15V電壓,導(dǎo)致功率因數(shù)電路無法正常工作。初步分析,此開關(guān)電源優(yōu)點(diǎn)即為輸入電壓值范圍很寬,當(dāng)直流輸入端的電壓值有很大程度下降時(shí),依然能夠工作,因此原因(2)的可能性大,即開關(guān)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(dǎo)致直流電壓C+只有309V。
進(jìn)一步分析,該離心機(jī)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(dú)啟動(dòng)主控電路板,每次都能正常啟動(dòng),C+端的375V和輸出的2個(gè)+15V電壓值都正常,此時(shí)再連接顯示板,則能夠正常顯示。由此判斷開關(guān)電源只是在起振的瞬間出故障,且很可能是處于過流保護(hù)狀態(tài)[1]。開關(guān)電源主要由開關(guān)變壓器、場效應(yīng)管IRF830、電流型脈沖調(diào)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(hù)信號(hào)輸入端,當(dāng)流過主線圈的電流過大時(shí),電阻R1兩端的電壓值上升,當(dāng)5腳電壓值超過1V時(shí),UC2844AD啟動(dòng)過流保護(hù)功能,停止向IRF830輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)[2]。為避免瞬間尖峰電流沖擊造成過流保護(hù)的誤啟動(dòng),電路中設(shè)計(jì)尖峰電壓吸收電容C1。當(dāng)開機(jī)瞬間,流過電阻R1瞬間尖峰電流所產(chǎn)生的尖峰電壓被電容C1吸收,避免開關(guān)電源無法正常啟動(dòng)。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(jī)瞬間的尖峰電壓,將C1改為10nF,重新開機(jī),顯示正常。經(jīng)過多次開關(guān)機(jī)檢驗(yàn),此故障消除。2.4總結(jié)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(dòng),筆者曾懷疑是顯示板上有元器件損壞或變差導(dǎo)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(shí)啟動(dòng)離心機(jī)和外接直流15V電源,離心機(jī)顯示正常,啟動(dòng)其它功能,也都正常。同時(shí)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(shè)計(jì)值,所以分析導(dǎo)致該故障成因有下面2種情況:
(1)電容C1原設(shè)計(jì)值比較大,后來容量變小,導(dǎo)致該故障;
(2)電容C1原設(shè)計(jì)值就是1nF,但離心機(jī)經(jīng)過幾年使用后,各元器件老化,導(dǎo)致開關(guān)電源起振時(shí)沖擊電流變大,使C1無法完全吸收,導(dǎo)致過流保護(hù)。

3故障實(shí)例三

3.1故障現(xiàn)象開機(jī)無顯示,查看保險(xiǎn)絲炸裂發(fā)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(fā)現(xiàn)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(qū)動(dòng)電機(jī)的變頻驅(qū)動(dòng)模塊,發(fā)現(xiàn)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(fā)現(xiàn)是場效應(yīng)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(shù)校正電路(見圖3),產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電機(jī)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(jī)保險(xiǎn)絲炸裂。圖2電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)模塊圖3變頻驅(qū)動(dòng)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(hào)的場效應(yīng)管,用硅膠將其密封復(fù)原。試機(jī),故障解決。3.4小結(jié)筆者維修中發(fā)現(xiàn),在主控電路板上強(qiáng)電部位和變頻驅(qū)動(dòng)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(jié)(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(guān)系,又要細(xì)致入微,了解每個(gè)芯片的內(nèi)部原理,才能準(zhǔn)確找到故障所在。(2)維修中遇到電路板損壞時(shí),廠商售后工程師往往采用更換整個(gè)電路板的方式維修,成本很高。筆者查清該模塊的結(jié)構(gòu)原理,只更換一個(gè)場效應(yīng)管就成功修復(fù)儀器,節(jié)約經(jīng)費(fèi)。(3)筆者發(fā)現(xiàn),很多嚴(yán)重?fù)p壞儀器內(nèi)部都有蟑螂等昆蟲遺留物,可見其對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備的危害,因此,加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室日常清潔工作,可有效減少儀器故障率。

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