故障 ：控制失效。

檢修 ：經查24V轉5V，3.3V電壓無輸出，查24V輸入相關保險及相關二極管正常，查電容無短路，電容 VI 曲線正常，此闆還有他人維修痕迹，屬曾經維修不成功模塊。此模塊采用step-down降壓式開關穩壓芯片LTC3707EGN，它的典型電路如圖6.37所示。

先不懷疑芯片損壞，查周邊元件，當查到一個标稱242(2.4kΩ)的貼片小電阻時，顯示12.3kΩ，說明此電阻已經損壞。找相同阻值電阻更換後，給模塊通24VDC電壓，5V輸出正常，3.3V輸出隻有1.2V左右，斷電量3.3V電源正負間電阻隻有20Ω，懷疑某個元件短路，試着通電一段時間，逐個用手摸3.3V上并聯的元件，當摸到一個220μF钽電容時，感覺其表面發燙，仔細觀察，發現被以前的維修者動過并且焊反了，将其更換，複查3.3V兩端還是20Ω，通電後3.3V電壓卻正常了。說明20Ω電阻是正常的，3.3V還有一個BGA芯片使用，阻值較小，估計是CPU芯片，類似于電腦主闆CPU電源兩端的電阻值，隻有數歐姆，屬于正常。引發故障的最初原因是2.4kΩ電阻損壞，然後先前的維修人員又把钽電容焊反了。

注意

钽電解電容會在正極一側标注，這和鋁電解電容在負極标注相反，無經驗的維修人員容易弄錯，應引起注意。

故障 ：此I/O模塊使用在液壓機械上，用戶反映機器換其他相同模塊就可以正常運行，用此模塊不能正常運行。

檢修 ：拆開模塊，觀察電路闆，電路闆很新，元件外觀成色都嶄新，闆上未發現有燒焦痕迹，如圖6.38所示。

圖6.38　FANUC I/O模塊

闆上5V電源電壓由外接24V經MC34063組成的DC-DC變換電路得到，檢測電源部分相關保險電阻、MOS管、電容等元件正常。通24VDC電壓，實測5V輸出電壓穩定正常。闆上元件不多，将所有電阻和排阻測量一遍，阻值正常。小電容也未發現短路。使用電阻法測量大芯片對地電阻，FLUKE189萬用表置通斷測試擋，當被測電阻值小于20Ω時，萬用表蜂鳴器會報警。将黑表筆接地，紅表筆沿着密腳芯片腳位逐個接觸掃過，當掃到FANUC芯片 DRV01A上3個腳位時，蜂鳴器發聲，觀察電阻隻有12Ω左右，檢查外圍并沒有低阻值元件連接這幾個腳位，判斷此芯片這幾個腳位内部對地擊穿短路，可能是由外接端子帶電插拔或串入幹擾引起。購相同芯片更換，模塊上機工作正常。

故障 ：一台老化測試機控制器，出現與LED數碼管顯示屏不能通信故障，用戶已經對調測試顯示屏是好的。如圖6.39所示。

圖6.39　老化測試機控制器主機和顯示器

檢修 ：此數碼管顯示屏有一個特點，即需連接主機後，由主機與其握手通信，如果主機原因引起通信故障，顯示器就無顯示。拆開主機，找到相關通信接口，發現主機和顯示器的通信是通過兩個光耦P121來控制的，一個用于接收信号，另一個用于發送信号，如圖6.40所示。目測檢查主機沒有元件燒壞及腐蝕痕迹，通信線檢查無斷線現象，各組電源電壓正常，平穩無紋波。取下光耦測試正常，與輸入輸出通信光耦相連接的元件如電阻、三極管、74HC14芯片都正常。通電檢查CPU電路起振有波形，因闆上元件不多，除去兩片帶程序的芯片29F040和24C04以外，将可測之74系列邏輯芯片全部取下測試，都是好的。

圖6.40　老化測試機控制闆

最後懷疑程序芯片有問題，闆上29F040是FLASH存儲器芯片，24C04是串行輸入輸出的存儲器芯片，這兩種芯片都是可以重複擦寫的。試着用程序燒錄器讀出程序後，存入電腦，再往原芯片寫入讀出的程序，這樣不會将程序弄丢。發現24C04重新寫入沒有問題，而29F040重新寫入出錯，不能擦除清空内部程序，判斷29F040已經損壞。在拔出29F040芯片後還發現居然電路闆上IC座的方向焊反了，檢查IC座的引腳沒有明顯的拆焊痕迹，應該出廠時就是焊反的，估計用戶有試圖維修該電路闆，試圖用好闆上的29F040代替壞闆上的，但受IC座焊反誤導，将芯片插反，等明白過來後已經通電造成損壞。程序損壞隻有找相同芯片複制才可以修複，詢用戶得知還有相同機器一台，囑其帶來，讀出29F040的程序，買新的29F040芯片，寫入好機程序後，聯機通電，顯示一切正常。

故障 ：Graf紡織機械紗線油盒控制闆ECO Lub，不能檢測管道内是否有油，經常誤報警。

檢修 ：此為某公司給紗錠上油的機器上的一個控制裝置，如圖6.41所示，裝置設置得很巧妙，由對稱的兩個電阻通電給管道加熱(鋁管直徑約8mm)，再由兩個粘在管道上的NTC檢測管道的溫度，其中一個NTC離管道的加熱部分比較遠，另一個比較近，油從離得近的NTC一頭流向另一頭。如果管道有油流動，則油帶走熱量，使得兩側NTC檢測的溫度基本一緻，誤差較小。如果管道沒有油流動，則離得近的NTC檢測溫升較快，溫度誤差足夠大時觸發報警，指示缺油。

圖6.41　油盒控制闆

知道原理以後好辦。測試相同溫度下兩個NTC阻值，發現阻值相差較大，必然導緻檢測誤差。找兩個溫度特性一緻的NTC更換，一切正常。

故障 ：一遠洋船舶使用的發電機控制箱故障，用戶反映不能控制發電機輸出。

檢修 ：拆開機箱内部，仔細觀察闆上元件，沒有發現燒損痕迹，實物機箱如圖6.42所示。一般來說，大功率的三極管、MOS管等半導體器件損壞的概率比較大，而且此闆有很厚的絕緣塗層，為方便起見，先從闆上的大功率三極管查起，使用萬用表二極管擋，在線測各管的PN節特性，如果符合，則認為此管沒有問題，如果有短路，則拆下管子離線測量，以确定是管子本身損壞引起還是闆上其他元件引起。

圖6.42　船用發電機控制箱内部

如圖6.43所示，當測量到一個PNP三極管MJE15031時，發現三個引腳之間都呈低阻值短路狀态，拆下單獨測量此管，确實是管子本身短路，另外無意間還發現一個三端穩壓IC 7805的輸入和輸出端隻有6Ω電阻，(此種情況不常見，一般隻會分别測量輸入和輸出對GND地之間的阻值，不會測量輸入輸出之間的阻值，容易忽略，應引起注意)，将損壞的元件更換後繼續檢查和這兩個損壞元件相連的其他元件，如可能串聯的電阻、二極管等，因為此二元件有短路，短路必然伴随着電流的增大，很有可能使前級串聯元件通過很大電流，使得這些元件也有損壞。實際檢查并無其他元件損壞。将直流可調電源調至7V，電流限制在100mA左右，接入7805輸入和地之間，觀察可調電源是否過大保護，如果保護，再慢慢調大電流，并觀察電源電流的變化，直到電流不保護，但最大不超過500mA，結果電流顯示180mA的時候，電源電流不保護，7805輸出5V也正常，至此維修完成，交給用戶試機成功。

圖6.43　闆上元件損壞

故障 ：一台船用發電機控制器，最初無法啟動，維修更換若幹元件後，有一項參數無法自檢，其他參數自檢正常。

檢修 ：重新檢查功率部分的元件，沒有發現損壞情況，根據維修痕迹檢查元件更換情況，發現有一個電阻(圖6.44所示藍色電阻)與周圍對應的電阻(黑色電阻)有所不同，黑色電阻為0.2Ω，而藍色電阻為2Ω，應該是上次維修時維修人員搞錯了阻值，将可能作為采樣的0.2Ω電阻換成2Ω，使得采樣增大了10倍，溢出機器識别範圍。重新購買一支0.2Ω/2W，精度1%的無感電阻換上，交用戶試機，故障排除。

圖6.44　船用發電機控制闆

故障 ：大型超市使用的一台麥克維爾中央空調損壞，用戶反映控制箱通電後，控制電路闆有指示燈亮起，但顯示器無任何反應。

檢修 ：如圖6.45所示，現場觀察通電後主控闆的LED，發現沒有任何LED閃爍，貌似電腦主闆不開機的情況。測量主控闆各路電源電壓 12V、 5V、 3.3V正常。将主控闆取下，萬用表電阻擋測量各路電源對地GND電阻值， 12V對地10kΩ， 15V對地2.7kΩ， 3.3V對地260Ω，皆屬正常。

圖6.45　麥克維爾中央空調控制闆

目測闆上沒有元件有燒壞痕迹，将多路輸出可調直流電源三路分别調至12V、5V、3.3V，注意電流不要調得過大，将這幾路電壓連線焊接至主控闆的相應電源輸入端，通電，觀察可調電源的電流顯示，都在數十毫安不等。通電數分鐘，用手摸各芯片，沒有感覺任何芯片有溫度異常。

将FLUKE189萬用表撥至短路測試模式，該模式下，如果測試電阻<20Ω，萬用表蜂鳴器報警，同時萬用表上顯示測試到的電阻值。将黑表筆固定GND接地端，用紅表筆一一掃過各芯片引腳，待蜂鳴器報警，觀察萬用表顯示的電阻值，如果是一點幾歐姆以下，說明紅表筆所接的點系與GND地相連，如果顯示2Ω以上，說明紅表筆所接節點某個芯片腳位對地短路。結果共測得8處短路點，将短路點标注好記号。将和短路點有引腳連接關系的芯片先後拆下，每拆下一個就重新測試一下标記的短路點，看短路情況是否消失。依此法再測試各腳位對 5V或 3.3V(視乎哪一個電源系統)有無短路點。

結果把4個接口芯片(2個LCX16245，2個LCX16273)拆下後，所有對地短路節點消失，說明短路是由這些芯片引起。将拆下芯片全部更換新件，重新測試各芯片除了接地腳位，再無對地短路點後，主控闆再上機測試，顯示屏出現了正常顯示，用戶功能測試也恢複正常。

故障 ：一台老式OKUMA加工中心，用戶反映先前X軸走低速時機器正常，高速時報警，一段時間後，完全不行，不能開機，用戶通過調換确定是某一塊編碼器接口闆所緻。

檢修 ：接口闆如圖6.46所示，因闆上元件較少，可以每個元件都測試确認好壞。

圖6.46　OKUMA加工中心編碼器接口闆

首先測試電容 VI 曲線，發現并無異常，幾個電阻在線測試阻值，正常。找到幾個芯片的對地端，使用萬用表先測試其他引腳對地的通斷，如測試時蜂鳴器響，再觀察顯示的阻值。如果有引腳接地，則該引腳對地電阻顯示的就是萬用表的短路電阻即表筆的芯線阻值與表筆插頭和萬用表插座的接觸電阻之和，實測電路闆時再加上兩表筆之間的銅箔電阻，一般在1Ω以下，如果有數歐姆，則考慮有元件内部短路，而不是銅箔短路。此闆在測試到芯片26LS31的某個引腳時，發現其對地電阻為2Ω，重點懷疑與此節點相連的所有元件，發現此節點除了與26LS31芯片相連，還和一個輸出端子相連，端子對地短路的可能性很小，所以把26LS31拆下，再測短路腳對接地腳電阻為2Ω，可以确定是該芯片短路。購新件更換26LS31，闆子上機運行，機器恢複正常。

故障 ：某控制闆，用戶反映220VAC風扇失控，隻要闆子一通電，風扇就轉動，不能控制停轉。

檢修 ：如圖6.47所示。找到風扇電源端子，順着端子，發現220VAC風扇的電源是由一個12V固态繼電器AQG22212控制的，測量固态繼電器兩個“觸點”之間電阻，隻有46Ω，拆下測量還是46Ω，正常應該是斷開的，電阻應在數MΩ以上，确定固态繼電器已經損壞。再循固态繼電器的控制端查找，發現該繼電器是由達林頓芯片ULN2003控制的，在線量ULN2003無異常，判斷應該隻是固态繼電器損壞，“觸點”短路變為常閉，使得風扇一直得電，失去控制。更換固态繼電器，用戶試用正常。

圖6.47　控制闆風扇失控

故障 ：某紡紗廠一檢測紗錠半徑的闆卡顯示的數值亂跳，不穩定，如圖6.48所示。

圖6.48　紗錠半徑檢測卡顯示數值亂跳

檢修 ：首先懷疑闆上三個電解電容有沒有失效。數字電橋設定100Hz，0.3V，在線測試電解電容 D 值為0.08～0.14，電容損耗并未有多大問題。萬用表掃各芯片引腳對地阻值，也未發現有明顯短路。電路闆上有兩個IC插座，懷疑接觸不良。使用高精度萬用表測試對應的芯片腳和IC插座腳之間的電阻值，如圖6.49所示，發現有兩個IC腳和插座腳之間阻值在4.5～12Ω之間變化且不穩定，而另外的引腳電阻都是0.3Ω。将芯片從IC座子取下，發現IC引腳顔色發暗，沒有光澤，氧化明顯。使用刻刀将IC引腳氧化層刮幹淨(圖6.50)，重新插入座子，再測接觸電阻值，全部為0.3Ω。将闆子交給客戶試機，問題解決。

圖6.49　測試接觸電阻

圖6.50　刮掉IC管腳氧化層

故障 ：某電子産品老化測試箱控制器，通電開機後總是停留在半途某個界面，不能往下走。

檢修 ：機器可以開機，說明BIOS主程序、CPU 、時鐘、複位電路都沒有問題，甚至SRAM的低地址數據塊都沒有問題。我們知道，SRAM(靜态随機存儲器)是執行大量數據讀寫交換的元件。通常存儲器的損壞也不是整個芯片的損壞，而是存儲器内部某一個或某部分的存儲單元出現問題。當程序或數據不會用到這些損壞單元時，應該不會引發什麼問題，而當程序或數據恰好用到這部分單元時，勢必造成程序或數據的錯誤，從而引發程序跑飛，造成程序的死循環。體現的故障現象就是程序停留在某一個界面，再也走不下去，按鍵也沒有響應。

另外，控制器中用到的FLASH芯片類似于電腦中的硬盤，用于存儲操作系統類文件，如果此文件出現錯誤，有可能導緻程序不能執行下去。FLASH芯片内部是包含數據的，如果芯片物理損壞或者隻是這些數據出錯，單單換上新的沒有數據的空白芯片也是不能解決問題的，必須複制相同機器的數據才可以。鑒于此，先懷疑SRAM芯片問題，某些編程器可以提供SRAM的測試，但限于早期的低容量的SRAM，如62128，62256之類，大容量的SRAM沒有測試手段，鑒于此，此闆是否有問題，可以通過代換SRAM來觀察。通過代換SRAM，重新上電開機，發現程序能夠正确執行了，說明問題确實是SRAM引起。如圖6.51所示。

圖6.51　RAM損壞引起死機故障

故障 ：某工業生産線的模拟量處理電路闆，8個模拟通道中的兩個模拟通道有問題，顯示數據嚴重偏離正常值。電路闆如圖6.52所示。

圖6.52　運算放大器損壞引起模拟通道異常

檢修 ：根據客戶提供的信息，找到故障通道的輸入端。8個輸入端模拟信号是通過模拟開關切換接入後級處理的。對相同電路結構的輸入端芯片對比阻值，沒有發現阻值異常偏差。電路闆模拟電路部分比較多，電路闆上有很多運算放大器，而且這些運算放大器都是共用雙電源的，為了查出是哪一個運算放大器的問題，找出運算放大器的正負電源端以及模拟部分0V電壓點，用維修電源給電路闆通電，再測試每一個運算放大器的同相輸入端和反相輸入端相對于0V點的電壓值，如果電壓一樣(偏差不超過0.1V)，就認為該運算放大器無故障，這就是運算放大器所謂的虛短特點。如果電壓有過大偏差，再關電觀察或測試運算放大器的輸出端和反相輸入端之間的反饋電阻，以确定是否有負反饋，如果無負反饋，說明運算放大器是做比較器用，就應該用比較器的電壓比較邏輯來判斷，看輸出端是否符合這個邏輯關系。通過測試發現一個運算放大器MAX942外圍電路存在負反饋，但是卻不符合虛短特點，将此運算放大器拆下，萬用表電阻擋正反測試，發現此運算放大器的正負電源輸入端之間隻有100多歐姆電阻值，顯然已經損壞。更換新的運算放大器，電路闆拿客戶工廠上機使用正常。

故障 ：某制造生産線主控屏幕顯示IO闆異常。

檢修 ：如圖6.53所示IO闆，先目測檢查，觀察有無燒焦元件，電路闆有無受到腐蝕斷線之處，特别是電池周邊的電路闆部分和電解電容周邊的電路部分是最容易受到腐蝕的部位。用放大20倍放大鏡檢查後，發現并無斷線之處。然後确認電路闆的供電電壓。74系列數字電路以5V或者3.3V供電電壓最為常見，一些闆卡有穩壓電壓變換部分，有些闆卡電壓直接來自接線端子。來自穩壓電壓變換的應該尋找穩壓電壓變換芯片，如有些直接使用7805之類線性穩壓芯片，有些使用LM2576之類BUCK電路芯片，直接找到這些芯片就可以确定數字電路的供電電壓。電壓來自接線端子的，可以找到典型數字電路芯片，查看該芯片的數據手冊，确認供電電壓大小。模拟電路部分供電應查找運算放大器芯片，确認供電腳的走線去向。确認電路闆的供電後，可以用萬用表測試一下電源正負之間的電阻值，根據歐姆定律估算電流大小，然後算功率。電流和功率大小不能偏離常識太多，比如24V供電，隻有10Ω電阻值，根據公式功率 W = U 2 /R 知通電後闆子功率達到57.6W，顯然太大，故闆子存在短路可能。經查此闆5V電源正負端電阻2.8Ω，顯然存在短路。從維修電源引入5V至電路闆，先把電流調整至最小，然後慢慢加大。觀察電壓和電流顯示大小，電壓和電流的乘積就是闆子此時消耗的功率，慢慢調整電流的大小，将功率控制在1～2W之間，然後用手摸芯片感應溫度大小，如果某個芯片異常發燙，那麼這個芯片就存在短路的可能。然後将發燙的芯片拆下，在測量闆子電源兩端電阻值，如果阻值回複正常，不再偏小，說明拆下的芯片就是短路的芯片。或者直接在芯片的電源腳兩端測試阻值，如果阻值很小，就可以百分之百确定芯片損壞。此闆經檢查，發現1片CPLD芯片損壞，CPLD是有程序的，不可以買新的更換，因為沒有程序内容，隻能從相同的報廢電路闆上拆下還沒有損壞的相同位置芯片更換。

圖6.53　生産線IO控制闆異常

故障 ：某溫度檢測闆卡故障，上位機無溫度顯示，其他控制功能正常。如圖6.54所示。

圖6.54　溫度檢測闆不能測試溫度

檢修 ：此溫度檢測電路的原理是：使用四線制檢測Pt100阻值，讓PT100流過一個恒流源，然後檢測Pt100兩端的電壓，知道電壓差就可以計算電阻值，然後單片機查表得出對應的溫度值。兩個Pt100兩端的電壓是通過模拟開關MAX339切換來分時檢測的。電壓信号送AD轉換器AD7707BRZ轉換成數字信号，以串行方式發送給CPU。隻有溫度無顯示，其他功能正常，說明上位機和控制闆的通信是好的，能夠傳送控制命令，問題在測溫電路。模拟開關MAX339内部電路如圖6.55所示。給整個闆卡通電，測試模拟開關MAX339供電電壓正常，示波器測試

圖6.55　MAX339引腳分布及内部結構框圖

MAX339的地址選擇信号A0 A1有變化的波形，模拟通道COMA電壓随着地址信号A0、A1的變化也在跳變，說明模拟開關可以正确控制，下一步檢查AD轉換器是否把模拟信号正确地轉換為數字信号。圖6.56是模數轉換器AD7707的内部結構框圖。用示波器分别檢測該芯片的電源、片選、輸入模拟電壓、時鐘信号、參考電壓、串行輸入信号、串行輸出信号，都有正常幅度的信号，推測該芯片内部轉換不良，雖然有轉換過程，但是沒有把模拟信号轉換成正确的數字信号。購相同芯片代換，再通電，使用120Ω電阻代替PT100，觀察溫度顯示50.1℃，正常，問題解決。

圖6.56　AD7707内部結構框圖

故障 ：某霍尼韋爾控制闆通電無顯示，如圖6.57所示。

圖6.57　霍尼韋爾控制闆

檢修 ：圖中電路闆外接交流電源，經整流橋堆整流，2200μF/35V電容濾波，再經buck電路穩壓後得到5V電壓，供數字電路和單片機使用。在橋堆交流輸入端接入直流24V，産生的效果和接入交流一樣，都經過橋堆後得到一定方向的直流。用萬用表直流電壓擋測試電源輸出，5V非常穩定，小數點後面三位都沒有跳動，交流電壓擋測試交流成分也是毫伏級别。示波器測試晶振波形，發現沒有波形，懷疑晶振損壞，更換後控制闆仍然沒有顯示。無意中測量晶振旁邊一個270Ω電阻，發現阻值有數千歐姆，确認損壞。經查，此電容是串聯在晶振輸出腳到單片機輸入腳之間的。更換電阻後，顯示正常。

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