電路醫(yī)生 | 這個(gè)電路還有救嗎？故障排查講究方法

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電路板上器件故障之后，哪里壞掉了？壞到了什么程度？怎么壞的？會(huì)因其隱蔽性而難以查找具體故障點(diǎn)，也因?yàn)閷?duì)故障原因故障機(jī)理不清楚而導(dǎo)致無(wú)從下手，或者只能用倒推法，用逐個(gè)實(shí)驗(yàn)的方式，將各種可能措施加上去，哪個(gè)好使了，再倒推分析其失效原因。

曾經(jīng)流傳一個(gè)故事，某人朝青蛙喊了一聲，青蛙?chē)樀靡槐?，然后他把青蛙的腿剁掉了，再喊，青蛙不蹦了，于是，倒推出了一個(gè)結(jié)論，青蛙的聽(tīng)覺(jué)是靠腿部的某個(gè)器官實(shí)現(xiàn)的。就是說(shuō)，我們有時(shí)候根據(jù)整改結(jié)果倒推出來(lái)的故障機(jī)理也未必是正確的。

那這事怎么解決呢？

用下圖的儀器和測(cè)試方法可以解決。請(qǐng)耐著性子看下去，看是怎么分析的，看分析結(jié)果到底如何。

案例 1：光耦故障
某客戶單位的電焊機(jī)電源板，上面有一只光耦，經(jīng)常壞掉，光耦之前的輸入電信號(hào)是能測(cè)到，但通過(guò)接插件導(dǎo)線連接到另一塊板卡時(shí)，在接收端只能得到畸變后的三角波。

客戶工程師的困惑：光耦的發(fā)光端壞了，還是光敏接收端壞了？應(yīng)力是哪里來(lái)的？是什么應(yīng)力？

接手任務(wù)后，第一件是要客戶提供 1 只好的光耦，幾只壞的光耦。然后開(kāi)始中醫(yī)診療法。

1、望：光耦外觀正常。
2、聞：用鼻子聞，沒(méi)聞到焦糊味道，或者說(shuō)沒(méi)聞到明顯焦糊味道，本人有輕微鼻炎；
3、問(wèn)：沒(méi)問(wèn)，懶得問(wèn)了。
4、切：VI 曲線測(cè)試，就是用上面的儀器來(lái)測(cè)端口特性阻抗波形，做好壞器件的對(duì)比測(cè)試。

波形如下：

經(jīng)過(guò)中醫(yī)診療之后，基本結(jié)論是：
1、極大可能沒(méi)有熱損傷。熱損傷會(huì)有焦糊味道，嚴(yán)重的在“望”的時(shí)候，會(huì)看到明顯的變色、炭化、裂紋、融化、炸裂等痕跡。輕微的熱損傷，如果發(fā)生在器件內(nèi)部的晶圓或?qū)щ妿?，外觀又看不出來(lái)，味道也很輕微，鼻子不夠靈敏的也未必聞得出來(lái)。

2、根據(jù) IV 曲線的 2-3，可以看出，發(fā)光二極管一側(cè)兩端曲線，好的器件和故障器件是一樣的，基本斷定發(fā)光側(cè)正常；但是 6-5 的好壞器件曲線對(duì)比，反向二極管特性沒(méi)有了。7-5 同理。

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由此可以徹底否決第 1 條的熱損傷懷疑，因?yàn)檫@類(lèi)器件的熱損傷表現(xiàn)現(xiàn)象應(yīng)該為開(kāi)路，但該故障的表現(xiàn)仍表現(xiàn)為單向二極管特性，不是開(kāi)路。

由此基本確定為大電壓小電流的損傷。下一步是要查找電壓的來(lái)源，datasheet 里有光耦的內(nèi)部電路圖結(jié)構(gòu)。Pin6 和 pin7 在片內(nèi)就是通的，所以它倆個(gè)管腳的 IV 曲線一樣的故障現(xiàn)象就好理解了。

由內(nèi)部電路圖此推之，Tr-2 的 e-c 端 PN 結(jié)損壞，而且高壓來(lái)源來(lái)自于 5 一端。類(lèi)似問(wèn)題，最大可能的幾種可能高壓來(lái)源是：

1、Pin-5 的 Gnd 與 PE Gnd 連在一起，但 PE 端接地不好，上面會(huì)帶電（一般 110V 左右），這跟電路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和地處理方式有關(guān)；
2、接插件連接如果連接松動(dòng)，工作時(shí)再有些震動(dòng)，時(shí)松時(shí)緊時(shí)斷時(shí)開(kāi)，斷開(kāi)瞬間容易打火也有瞬間高壓；
3、Pin-6、Pin-7、Pin-5 的管腳上，有直接相連的感性器件，在啟停瞬間，感性負(fù)載上會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，作用到 Tr2 的 ce 兩端，導(dǎo)致?lián)p壞。

剩下的就是設(shè)計(jì)工程師根據(jù)這個(gè)思路去查找隱患點(diǎn)了。至于解決辦法，因?yàn)樯婕暗娇蛻舻碾娐?a class="article-link" target="_blank" href="/tag/%E5%8E%9F%E7%90%86%E5%9B%BE/">原理圖，不便透露諸位就見(jiàn)諒了。其實(shí)解決思路很簡(jiǎn)單的。

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案例 2：某電源+65V 無(wú)輸出
根據(jù)對(duì)功能電路的初步分析，能把問(wèn)題集中在以場(chǎng)效應(yīng)管 BUZ80 為中心的放大器部分以及以 IC2（UC1524A-J）為中心的振蕩電路部分。對(duì)該部分電路的每一個(gè)管腳對(duì)地做 IV 曲線對(duì)比測(cè)試，將故障板與一與其完全相同的好板子做比較。發(fā)現(xiàn) IC2 的 Pin-10 異常，好的板卡與故障板卡波形差異較大。與該管腳相連的電路里有個(gè)電容 C24，而故障 VI 曲線里卻沒(méi)有電容特性。將該電容拆下，用萬(wàn)用表測(cè)量，沒(méi)有電容值。找了一個(gè)相同的電容換上，試機(jī)，故障消除。

類(lèi)似的案例還有很多，就不一一列舉了。在失效分析、元器件采購(gòu)的來(lái)料質(zhì)量檢測(cè)、維修檢修幾方面均有使用。

如果需要這臺(tái)儀器，我公司可以提供，并教給您如何讀圖分析曲線的方法，可聯(lián)系 china@rdcoo.com。

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