1故障实例一

1.1故障现象开机,显示屏无任何显示;关机,显示屏显示“OFF”后出现报错信息,瞬间,显示完全消失。

1.2故障分析首先检查保险丝正常。开机,在线测量为显示屏供电的LM7805输出端电压值为+2.6V,关机后,此电压值变为+5V,约2s后电压值变为0;再次开机,测量LM7805输入端电压为+6V左右,该电压通过开关电源电路输出,正常情况下为+15V。更换新的LM7805后故障依旧,据此排除LM7805自身问题。初步判断为+15V电压的开关电源电路故障。

1.3故障排除测量开关变压器周围的易损元器件,二极管VD1短路,将其从电路板上焊下测量,依然短路。该二极管在开关电源电路作用为变压器主线圈续流(见图1),用二极管1N4007代换该二极管,故障排除。

1.4小结二极管VD1和电阻R2、电容C3共同组成尖峰吸收电路。场效应管IRF830导通期间,VD1保证该电路不影响电源工作;场效应管截止时,VD1导通,将开关变压器主绕组的反向感应电动势释放,有效保护场效应管不被击穿。因此,当VD1短路时,开关电源无法正常工作。

2故障实例二

2.1故障现象日立离心机经常开机无显示,偶尔能够显示正常,并且正常工作。

2.2故障分析当开机后,无法显示时,测量主控电路和显示板供电部分的2个15V电压值都在9~10V左右,测量开关电源的供电直流电压C+端电压值为+309V,由此判断开关电源没有完全起振。直流电压C+(正常值为375V)由功率因数校正电路供给(见图1)。而功率因数校正电路由芯片L4981AD控制,该芯片又由主控板的+15V供电。

初步推测故障成因有2种可能:
(1)直流电压C+不正常,导致开关电源无法正常输出+15V电压;
(2)开关电源无法正常输出+15V电压,导致功率因数电路无法正常工作。初步分析,此开关电源优点即为输入电压值范围很宽,当直流输入端的电压值有很大程度下降时,依然能够工作,因此原因(2)的可能性大,即开关电源本身无法正常工作,+15V电压值不能正常输出,芯片L4981AD不工作,从而导致直流电压C+只有309V。
进一步分析,该离心机偶尔也能够正常显示,而且显示后能正常工作。将显示板与主控电路的连接排线脱开,单独启动主控电路板,每次都能正常启动,C+端的375V和输出的2个+15V电压值都正常,此时再连接显示板,则能够正常显示。由此判断开关电源只是在起振的瞬间出故障,且很可能是处于过流保护状态[1]。开关电源主要由开关变压器、场效应管IRF830、电流型脉冲调制集成电路UC2844AD、电流取样电阻R1(0.45Ω)等组成(见图1),其中UC2844AD的5脚为过流保护信号输入端,当流过主线圈的电流过大时,电阻R1两端的电压值上升,当5脚电压值超过1V时,UC2844AD启动过流保护功能,停止向IRF830输出驱动信号[2]。为避免瞬间尖峰电流冲击造成过流保护的误启动,电路中设计尖峰电压吸收电容C1。当开机瞬间,流过电阻R1瞬间尖峰电流所产生的尖峰电压被电容C1吸收,避免开关电源无法正常启动。因此,最后判断为电容C1故障。

2.3故障排除将电容C1焊下,测量为1nF。判断为该电容容量过小造成不能完全吸收开机瞬间的尖峰电压,将C1改为10nF,重新开机,显示正常。经过多次开关机检验,此故障消除。2.4总结讨论该故障中,由于将显示板脱开后,主控电路板能够正常启动,笔者曾怀疑是显示板上有元器件损坏或变差导致电流过大。笔者将整流二极管VD2焊下(见图1),在滤波电容C2两端外接与市电隔离的直流15V电源,同时启动离心机和外接直流15V电源,离心机显示正常,启动其它功能,也都正常。同时观察外接直流15V电源的消耗电流只有0.1A左右,说明显示板本身并无故障。
因无法得知电容C1设计值,所以分析导致该故障成因有下面2种情况:
(1)电容C1原设计值比较大,后来容量变小,导致该故障;
(2)电容C1原设计值就是1nF,但离心机经过几年使用后,各元器件老化,导致开关电源起振时冲击电流变大,使C1无法完全吸收,导致过流保护。

3故障实例三

3.1故障现象开机无显示,查看保险丝炸裂发黑,电路板有短路。

3.2故障查找测量主控电路板上整流桥正常,但发现整流桥+、-两端的阻值很小,测量滤波电容两端的阻值正常。测量驱动电机的变频驱动模块,发现其10、11两脚间短路(见图2)。由于无法买到同样的集成模块,笔者将10、11附近的密封胶去除,测量发现是场效应管IRF840损坏。IRF840在电路中的作用是与芯片L4981AD、电感L、二极管VD等组成功率因数校正电路(见图3),产生驱动电机的+375V直流电压。由于IRF830的短路,使得整流桥+、-两端的阻值很小,造成开机保险丝炸裂。图2电机变频驱动模块图3变频驱动模块电路原理图

3.3故障排除用大功率烙铁,将IRF840从集成模块的散热片基座上焊下,换上同型号的场效应管,用硅胶将其密封复原。试机,故障解决。3.4小结笔者维修中发现,在主控电路板上强电部位和变频驱动模块上都有蟑螂遗留物,怀疑该故障是由于蟑螂遗留物造成电路短路所致[3]。

4总结(1)仪器维修既要做到“高屋建瓴”,从整体上把握各功能模块的相互关系,又要细致入微,了解每个芯片的内部原理,才能准确找到故障所在。(2)维修中遇到电路板损坏时,厂商售后工程师往往采用更换整个电路板的方式维修,成本很高。笔者查清该模块的结构原理,只更换一个场效应管就成功修复仪器,节约经费。(3)笔者发现,很多严重损坏仪器内部都有蟑螂等昆虫遗留物,可见其对实验仪器设备的危害,因此,加强实验室日常清洁工作,可有效减少仪器故障率。

如有任何问题请咨询日立离心事业部：4008-525-990