在電路中,有一些元器件容易引發(fā)電路故障,因?yàn)樗鼈兺ǔL幱陔娐返年P(guān)鍵位置,或者因?yàn)樗鼈兊奶匦院托阅苋菀资艿酵獠凯h(huán)境或操作條件的影響。以下是一些常見(jiàn)的容易引發(fā)電路故障的元器件:
一、電容
電容是電路中常見(jiàn)的元件之一,它的主要作用是存儲(chǔ)電荷和濾波。然而,電容也是容易出現(xiàn)故障的元器件之一。
電容老化:長(zhǎng)期使用后,電容的性能會(huì)逐漸下降,容量減小、漏電增加等問(wèn)題可能會(huì)出現(xiàn)。這會(huì)導(dǎo)致電路的穩(wěn)定性下降,甚至引發(fā)故障。例如,在電源濾波電路中,如果電容老化,可能會(huì)使輸出電壓不穩(wěn)定,影響整個(gè)系統(tǒng)的正常工作。
過(guò)電壓擊穿:當(dāng)電容兩端的電壓超過(guò)其額定電壓時(shí),電容可能會(huì)被擊穿。這會(huì)導(dǎo)致電容短路,從而引發(fā)電路故障。例如,在電路中出現(xiàn)瞬間高壓脈沖時(shí),如果電容的耐壓不夠,就可能會(huì)被擊穿。
極性接反:對(duì)于有極性的電容,如果極性接反,也會(huì)導(dǎo)致電容損壞。例如,在電解電容中,如果極性接反,可能會(huì)使電容爆炸,引發(fā)嚴(yán)重的電路故障。
二、電阻
電阻在電路中起到限流、分壓等作用。雖然電阻通常比較穩(wěn)定,但也可能會(huì)出現(xiàn)故障。
電阻值變化:長(zhǎng)期使用后,電阻的阻值可能會(huì)發(fā)生變化。這可能是由于電阻的材料老化、溫度變化等原因引起的。電阻值的變化會(huì)影響電路的性能,甚至導(dǎo)致電路故障。例如,在放大電路中,如果電阻值變化,可能會(huì)使放大倍數(shù)發(fā)生改變,影響電路的正常工作。
開(kāi)路故障:電阻可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱、機(jī)械損傷等原因而出現(xiàn)開(kāi)路故障。這會(huì)導(dǎo)致電路中的電流中斷,影響電路的正常工作。例如,在串聯(lián)電路中,如果一個(gè)電阻開(kāi)路,整個(gè)電路將無(wú)法工作。
短路故障:在某些情況下,電阻可能會(huì)出現(xiàn)短路故障。這可能是由于電阻的兩端被導(dǎo)電物質(zhì)連接在一起,或者電阻內(nèi)部出現(xiàn)短路等原因引起的。短路故障會(huì)使電路中的電流增大,可能會(huì)損壞其他元器件。
三、二極管
二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘陌雽?dǎo)體器件。它在電路中起到整流、穩(wěn)壓等作用。然而,二極管也容易出現(xiàn)故障。
反向擊穿:當(dāng)二極管兩端的反向電壓超過(guò)其反向擊穿電壓時(shí),二極管會(huì)被反向擊穿。這會(huì)導(dǎo)致二極管短路,從而引發(fā)電路故障。例如,在穩(wěn)壓電路中,如果二極管的反向擊穿電壓不夠,就可能會(huì)被反向擊穿,使穩(wěn)壓電路失效。
正向?qū)▔航底兓憾O管的正向?qū)▔航禃?huì)隨著溫度、電流等因素的變化而變化。如果正向?qū)▔航底兓^(guò)大,可能會(huì)影響電路的性能。例如,在整流電路中,如果二極管的正向?qū)▔航底兓^(guò)大,可能會(huì)使輸出電壓不穩(wěn)定。
開(kāi)路故障:二極管可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱、機(jī)械損傷等原因而出現(xiàn)開(kāi)路故障。這會(huì)導(dǎo)致電路中的電流中斷,影響電路的正常工作。例如,在整流電路中,如果一個(gè)二極管開(kāi)路,整流效果將大打折扣。
四、三極管
三極管是一種具有放大作用的半導(dǎo)體器件。它在電路中起到放大、開(kāi)關(guān)等作用。然而,三極管也容易出現(xiàn)故障。
擊穿故障:三極管可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)電壓、過(guò)電流等原因而出現(xiàn)擊穿故障。這會(huì)導(dǎo)致三極管短路,從而引發(fā)電路故障。例如,在放大電路中,如果三極管的集電極 - 發(fā)射極之間的電壓超過(guò)其擊穿電壓,三極管就可能會(huì)被擊穿。
放大倍數(shù)變化:三極管的放大倍數(shù)會(huì)隨著溫度、電流等因素的變化而變化。如果放大倍數(shù)變化過(guò)大,可能會(huì)影響電路的性能。例如,在放大電路中,如果三極管的放大倍數(shù)變化過(guò)大,可能會(huì)使放大效果不穩(wěn)定。
開(kāi)路故障:三極管可能會(huì)因?yàn)檫^(guò)熱、機(jī)械損傷等原因而出現(xiàn)開(kāi)路故障。這會(huì)導(dǎo)致電路中的電流中斷,影響電路的正常工作。例如,在開(kāi)關(guān)電路中,如果三極管開(kāi)路,開(kāi)關(guān)將無(wú)法正常工作。
五、集成電路
集成電路是將多個(gè)電子元器件集成在一個(gè)芯片上的器件。它具有體積小、性能高、可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而,集成電路也容易出現(xiàn)故障。
過(guò)熱損壞:集成電路在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量,如果散熱不良,可能會(huì)導(dǎo)致集成電路過(guò)熱損壞。例如,在功率放大器中,如果集成電路的散熱不好,可能會(huì)使集成電路燒毀。
靜電損壞:集成電路對(duì)靜電非常敏感,靜電可能會(huì)導(dǎo)致集成電路損壞。例如,在安裝、調(diào)試集成電路時(shí),如果不采取防靜電措施,可能會(huì)使集成電路被靜電損壞。
引腳開(kāi)路或短路:集成電路的引腳可能會(huì)因?yàn)闄C(jī)械損傷、腐蝕等原因而出現(xiàn)開(kāi)路或短路故障。這會(huì)影響集成電路的正常工作。例如,在數(shù)字電路中,如果集成電路的引腳開(kāi)路或短路,可能會(huì)使數(shù)字信號(hào)傳輸錯(cuò)誤。
運(yùn)算放大器在電子設(shè)備中扮演著重要的角色,其好壞直接影響到電路的性能。理想運(yùn)算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性,這些特性對(duì)于分析線性運(yùn)用的運(yùn)放電路非常有用。然而,在實(shí)際應(yīng)用中,運(yùn)放往往需要閉環(huán)(負(fù)反饋)才能保證線性運(yùn)用。如果沒(méi)有負(fù)反饋,開(kāi)環(huán)放大下的運(yùn)放將變?yōu)楸容^器,其性能將受到影響。因此,在判斷運(yùn)算放大器的好壞時(shí),我們需要首先明確它在電路中的具體作用,進(jìn)而根據(jù)其特性進(jìn)行分析和測(cè)試。
根據(jù)放大器虛短的原理,如果運(yùn)算放大器工作正常,其同向輸入端和反向輸入端電壓必須相等,或者僅有毫伏級(jí)的差異。但在高輸入阻抗電路中,萬(wàn)用表的內(nèi)阻可能會(huì)對(duì)電壓測(cè)試產(chǎn)生微小影響,但通常不會(huì)超過(guò)2V。一旦發(fā)現(xiàn)5V以上的電壓差異,便可斷定放大器已損壞。
對(duì)于用作比較器的器件,同向輸入端和反向輸入端的電壓不等是允許的。具體來(lái)說(shuō),當(dāng)同向電壓高于反向電壓時(shí),輸出電壓將接近正的最大值;而同向電壓低于反向電壓時(shí),輸出電壓則接近0V或負(fù)的最大值(取決于雙電源或單電源配置)。任何不符合這一規(guī)則的電壓情況都指示著器件的損壞。
此外,對(duì)于貼片元件的檢修,我們可以采用一種簡(jiǎn)便方法。取兩枚細(xì)小的縫衣針與萬(wàn)用表筆靠緊,再取一根多股電纜中的細(xì)銅線,將其與表筆和縫衣針綁牢并焊錫焊牢。這樣,帶有針尖的表筆便能輕松刺破絕緣涂層,直觸SMT元件的關(guān)鍵部位,無(wú)需費(fèi)力刮除薄膜。
在電路板維修中,公共電源短路是一個(gè)常見(jiàn)的難題。由于多個(gè)器件共用同一電源,每個(gè)使用該電源的器件都可能成為短路的嫌疑對(duì)象。但通過(guò)細(xì)致的檢測(cè)和分析,我們?nèi)匀荒軌蛘页霾⑿迯?fù)故障源。
如果電路板上的元件數(shù)量不多,采用“鋤大地”的方法通常能夠找到短路點(diǎn)。然而,當(dāng)元件數(shù)量眾多時(shí),這種方法的效果就可能大打折扣,更多時(shí)候需要依賴運(yùn)氣。為此,我們推薦一種更為有效的方法:首先,準(zhǔn)備一個(gè)電壓電流皆可調(diào)的電源,其電壓范圍為0-30V,電流范圍為0-3A,這樣的電源價(jià)格適中,大約在300元左右。將此電源的開(kāi)路電壓調(diào)整至與電路中的器件電源電壓相當(dāng)?shù)乃?,然后逐漸增加電流。在操作過(guò)程中,應(yīng)時(shí)刻注意安全,確保電壓不超過(guò)器件的工作電壓,并且電源的極性正確,以避免損壞其他正常器件。
當(dāng)進(jìn)行到這一步時(shí),你可以用手觸摸電路板上的器件。如果某個(gè)器件明顯發(fā)熱,這往往意味著該器件已經(jīng)損壞。此時(shí),你可以將其取下進(jìn)行進(jìn)一步測(cè)量以確認(rèn)故障。
此外,工業(yè)控制中經(jīng)常使用的板卡也可能會(huì)遇到各種問(wèn)題。由于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境復(fù)雜,多塵、潮濕和腐蝕性氣體等因素可能導(dǎo)致板卡出現(xiàn)接觸不良的故障。在這種情況下,你可以嘗試使用橡皮擦輕輕擦拭板卡上的金手指部分,清除上面的污垢。這樣簡(jiǎn)單的操作有時(shí)就能解決問(wèn)題,既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。
這是最常見(jiàn)的情況
由于長(zhǎng)期插拔,連接器或插座的金屬接觸面可能會(huì)磨損、氧化,使接觸電阻增大。例如,電腦主機(jī)后的插座,在多次插拔插頭后,其內(nèi)部的金屬?gòu)椘赡軣o(wú)法緊密夾住插頭的金屬片,這會(huì)導(dǎo)致設(shè)備供電不穩(wěn)定,出現(xiàn)信號(hào)傳輸中斷或產(chǎn)生電火花。
此外,短路也是一個(gè)需要關(guān)注的問(wèn)題。當(dāng)插座內(nèi)部的電極之間或連接器的引腳之間的絕緣材料損壞時(shí),相鄰的導(dǎo)電部分可能接觸,從而形成短路。例如,插座進(jìn)水或被導(dǎo)電雜物侵入都可能造成短路故障,引發(fā)跳閘并可能損壞與之相連的電器設(shè)備。
另外,機(jī)械損壞也不容忽視。插座外殼或連接器的殼體可能因外力沖擊而破裂、變形,這不僅影響使用,還可能使內(nèi)部的導(dǎo)電部分暴露,帶來(lái)安全隱患。
此外,保險(xiǎn)絲和斷路器也可能出現(xiàn)問(wèn)題。保險(xiǎn)絲可能因電路中的瞬時(shí)電流沖擊或自身老化而誤熔斷或老化熔斷。同時(shí),保險(xiǎn)絲與保險(xiǎn)絲座之間的接觸不良也會(huì)產(chǎn)生接觸電阻,可能導(dǎo)致提前熔斷或局部過(guò)熱。斷路器則可能因電路中的短暫尖峰電流或電磁干擾而誤跳閘或出現(xiàn)不跳閘的情況。
由于斷路器內(nèi)部的機(jī)械部件損壞、脫扣機(jī)構(gòu)故障或觸頭熔焊,當(dāng)電路真正發(fā)生過(guò)載或短路時(shí),斷路器可能無(wú)法正常跳閘,使故障電路持續(xù)處于危險(xiǎn)狀態(tài),可能損壞電氣設(shè)備,甚至引發(fā)火災(zāi)。此外,斷路器的觸頭長(zhǎng)期使用可能出現(xiàn)磨損、氧化,導(dǎo)致接觸不良、發(fā)熱,降低斷路器性能,影響其正常分合閘操作。
除了斷路器,電路中還有其他易故障元件。
例如,二極管在電路中具有單向?qū)щ娦?,常用于整流、穩(wěn)壓、開(kāi)關(guān)等功能,但可能因過(guò)電壓、過(guò)電流、高溫等因素?fù)p壞。在電源電路中,若輸入電壓超過(guò)二極管的反向擊穿電壓,可能導(dǎo)致二極管擊穿短路,進(jìn)而影響電源輸出甚至損壞后續(xù)電路元件。此外,續(xù)流二極管在開(kāi)關(guān)電源、電感負(fù)載電路中起續(xù)流作用,一旦故障可能損壞主開(kāi)關(guān)元件。三極管在電路中用于信號(hào)放大、開(kāi)關(guān)控制等,可能因過(guò)壓、過(guò)流、靜電擊穿等原因損壞。
集成電路作為將多個(gè)電子元件集成在一起的芯片器件,雖然功能強(qiáng)大但較為脆弱。高溫環(huán)境可能導(dǎo)致集成電路參數(shù)漂移、耐久性下降和內(nèi)部缺陷暴露等不良影響。在一些高性能處理器中,若散熱不良導(dǎo)致溫度過(guò)高,處理器可能會(huì)自動(dòng)降頻工作或關(guān)閉某些工作單元以避免損壞集成電路。