電路醫(yī)生 | 這個電路還有救嗎？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？會因其隱蔽性而難以查找具體故障點，也因為對故障原因故障機理不清楚而導致無從下手，或者只能用倒推法，用逐個實驗的方式，將各種可能措施加上去，哪個好使了，再倒推分析其失效原因。

曾經(jīng)流傳一個故事，某人朝青蛙喊了一聲，青蛙嚇得一蹦，然后他把青蛙的腿剁掉了，再喊，青蛙不蹦了，于是，倒推出了一個結(jié)論，青蛙的聽覺是靠腿部的某個器官實現(xiàn)的。就是說，我們有時候根據(jù)整改結(jié)果倒推出來的故障機理也未必是正確的。

那這事怎么解決呢？

用下圖的儀器和測試方法可以解決。請耐著性子看下去，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是能測到，但通過接插件導線連接到另一塊板卡時，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？應力是哪里來的？是什么應力？

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。然后開始中醫(yī)診療法。

1、望：光耦外觀正常。
2、聞：用鼻子聞，沒聞到焦糊味道，或者說沒聞到明顯焦糊味道，本人有輕微鼻炎；
3、問：沒問，懶得問了。
4、切：VI 曲線測試，就是用上面的儀器來測端口特性阻抗波形，做好壞器件的對比測試。

波形如下：

經(jīng)過中醫(yī)診療之后，基本結(jié)論是：
1、極大可能沒有熱損傷。熱損傷會有焦糊味道，嚴重的在“望”的時候，會看到明顯的變色、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，味道也很輕微，鼻子不夠靈敏的也未必聞得出來。

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 的好壞器件曲線對比，反向二極管特性沒有了。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，因為這類器件的熱損傷表現(xiàn)現(xiàn)象應該為開路，但該故障的表現(xiàn)仍表現(xiàn)為單向二極管特性，不是開路。

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，而且高壓來源來自于 5 一端。類似問題，最大可能的幾種可能高壓來源是：

1、Pin-5 的 Gnd 與 PE Gnd 連在一起，但 PE 端接地不好，上面會帶電（一般 110V 左右），這跟電路設(shè)計結(jié)構(gòu)和地處理方式有關(guān)；
2、接插件連接如果連接松動，工作時再有些震動，時松時緊時斷時開，斷開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，感性負載上會產(chǎn)生反向電動勢，作用到 Tr2 的 ce 兩端，導致?lián)p壞。

剩下的就是設(shè)計工程師根據(jù)這個思路去查找隱患點了。至于解決辦法，因為涉及到客戶的電路原理圖，不便透露諸位就見諒了。其實解決思路很簡單的。

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案例 2：某電源+65V 無輸出
根據(jù)對功能電路的初步分析，能把問題集中在以場效應管 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。對該部分電路的每一個管腳對地做 IV 曲線對比測試，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電容 C24，而故障 VI 曲線里卻沒有電容特性。將該電容拆下，用萬用表測量，沒有電容值。找了一個相同的電容換上，試機，故障消除。

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

如果需要這臺儀器，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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