电气故障现象是多种多样的。同一类故障可能有不同的故障现象,不同类故障可能有同种故障现象,这种故障现象的同一性和多样性,给查找故障带来复杂性。但是,故障现象是维修电气故障的基本依据,是电气故障维修的起点,因而要对故障现象进行仔细观察、分析,找出故障现象中最主要、最典型的方面,弄清故障发生的时间、地点、环境等。
观察法就是打开电子器件的盖,用人体感官直接观察器件内部元件有无缺损、断线、脱焊、变色、变形及烧坏等情况;再通电观察有无打火、异味、异常声音等现象。在观察故障现象时,要仔细,特别要注意以下事项。
(1)断线故障 常见的有电源线断裂,熔断丝熔断,印制电路板断裂,电阻、电容、晶体管引线折断或脱焊等。
(2)短路故障 这种故障通常发生在密布的印制电路和芯片引线间,电路板上的油垢等引起的短路较为多见。此外,元器件相碰和元器件与屏蔽罩、金属底板、散热板之间相互接触而造成的短路现象也有时所见。短路故障一般只需仔细观察即可查出,但有些短路故障较为隐蔽,需通过测量才能确定。
(3)漏电故障 可凭感官直接感觉的漏电故障一般有,电解电容发热及外壳炸裂或电解液流出;印制电路的漏电,主要是印制电路间或元器件引线间有污垢、尘埃或水汽,发生放电打火现象。
(4)过热故障 指元器件出现过热现象,常伴有异味出现,可用手轻轻触摸来做出判断。高压电容、大功率开关管、变压器等元器件比较容易发生过热故障。检查时应注意与正常工作时的温升比较,并留意该器件工作时间的长短,以便做出正确的判断。
(5)接触不良故障 一般由电位器等可调元件松动、接触件触点氧化或松动、元器件焊接不良所致。检查这种故障主要靠手旋或拨动、拉动元器件,但眼睛观察也是需要的。
(6)其他故障 这里指的其他故障有,电阻过载烧焦色(可嗅到烧焦表面油漆味);印制电路板被过热元件烤焦或被高压打火炭化(可闻到树脂板烤焦气味);电源变压器过热(温升迅速,并可嗅到烧焦绝缘清漆和树脂等味);元器件或线路打火(可看到放电闪烁或点线状火花)。
电流法一般用于检查电源电路负载电流、集成电路电源电流等。一般来说,电流值正常,晶体管及芯片工作就基本正常。电源的负载电流正常则说明负载中没有短路故障;若电流较大,说明相应电路有故障。测量电流的常规做法是先切断电流回路,然后将电流表串入。
测量电源负载电流的目的是为了检查、判断负载中是否存在短路、漏电和开路故障,同时也可判断故障在负载还是电源。应该注意的是,电器电源一般有多路电压输出和相应的负载,测量时应考虑到各负载支路电流对总电流的影响。一般先测量容量发生故障的支路电流。若需检查总负载电流是否正常,则可以测量所有负载回路的电流,然后将各路电流相加即可。
电压法是通过测量电路主要端点的电压和元器件的工作电压,并与正常值进行对比分析,即可得出故障判断的结论。测量所用万用表内阻越高,测得的数据就越准确。按所测电压的性质不同,电压一般可分为静态直流电压和动态电压两种。判断故障时,应结合静态和动态两种电压进行综合分析。
(1)静态直流电压测量 静态是指电器无负载时电路的工作状态,其工作电压即静态电压。测量静态直流电压一般用来检查电源电路的整流和稳压输出电压、各级电路的供电电压等,将正常值与测量值相比较,并做一定的推理分析之后,可判断故障所在。
(2)动态电压测量 动态电压是指电器接上负载时电路的工作电压,此时电路处于动态工作之中。电路中有许多端点的静态工作电压会随外来信号的进入而明显变化,变化后的工作电压便是动态电压。显然,如果某些电路应有这种动态电压、静态工作电压的变化,而实测值没有变化或变化很小,就可立即判断该电路有故障。该测量主要用来检查、判断仅用静态电压测量法不能或难以判别的故障。
在测量各脚工作电压,尤其是在测量晶体管和集成电路各引脚的静、动态工作电压时,由于集成块的引脚多而密集,故而操作时一定要极其小心,稍有不慎就会烧毁集成块。
电阻法是利用万用表的欧姆挡,测量电路中可疑点,可疑元件及芯片各引脚的电阻值,然后将测得的数据与正常值作比较,可以迅速判断元件是否损坏、变质,是否存在开路、短路,是否有晶体管被击穿短路等情况。
电阻测量法分为在线电阻测量法和脱焊电阻测量法两种。前者是指直接测量电路中的元器件或某部分电路的电阻值;后者是把元器件从电路上整个拆下来或仅脱焊相关的引脚,使测量数值不受电路的影响。很明显,用在线法测量时,由于被测元器件会受到与其并联的元器件或电路的影响,万用表显示出的数值并不是被测元器件的实际阻值,使测量的正确性受到影响。与被测元器件并联的等效阻值越小于被测元器件的自身阻值,测量误差就越大。因此,采用在线测量时必须充分考虑这种并联阻值对测量结果的影响,然后做出分析和判断。由于在线电阻测量法局限性较大,通常仅对检查短路性故障、某些开路性故障较为有效。
替换法是将怀疑某个部件而又不易测试其性能好坏时,用新的部件代换的方法。例如,电动自行车的转把、闸把、控制器可采用代换法,是否损坏,一换便可知道。
开路法和短路法是指在检查中将电子电路某一部分电路(或某个元器件)开路或短路,同时观察相关的电压、电流、电阻等测量数据,据此对故障进行分析及判断。
(1)开路法 通常用来检查短路性故障,特别适用于电源负载回路存在短路故障的情况。当电源电路负载中有一路或一路以上存在短路(含严重漏电)故障时,往往导致负载电流剧增而烧坏开关管,严重时会烧断熔断器,所以不能较长时间进行检查,此时若逐一断开各个负载回路,并且注意负载总电流随之变化的情况,就可以很快发现故障所在。运用开路法时必须注意,每次通电时应先看电流表示读数是否恢复正常,若发现电流仍远大于正常值,应立即关机再断开其他负载逐个检查。在使用开路检查法之前,若能先用电阻(或电压)测量法对发生短路的电路范围进行初步的判断,则对提高效率有一定好处。另外,电路的“开路点”一般应选在接插件、连接线焊点和印制电路中原有的调试缺口上,尽量不要采用切割印制电路的方法,除非找不到其他可开路的地方。
(2)短路法 主要用来检查、判断振荡电路是否起振,以及无显示等故障。在运用短路法时必须注意要根据不同的电路选择适合的短路方式,否则,若短路不当,很容易扩大故障。
人工干预法是指在电子器件出现软故障时采取加热、冷却、振动等方法使故障尽快暴露出来。
(1)加热法 适用于检查故障在加热后较长时间(如1~2h)才产生或故障随季节变化而显示的情况,其优点主要是可明显缩短维修时间,迅速排除故障。常用电吹风和电烙铁对所怀疑的元器件进行加热,迫使其迅速升温,若随之故障出现,便可判断其热稳定性不良。由于电吹风吹出的热风面积较大,通常只用于对大范围的电路进行加热,对具体元器件加热则用电烙铁。
(2)冷却法 通常用酒精棉球敷贴于被怀疑的元器件外壳上。迫使其散热降温,若看到故障随即消除或趋于减轻,便可断定该元器件热失效。
(3)振动法 这种方法是检查虚焊、开焊等接触不良引起的软故障的最有效方法之一。通过直观检测后,若怀疑某电路有接触不良的故障时,即可采用振动或拍打的方法来检查,利用螺丝刀的手柄敲击电路,或者用手按压电路板、扳动被怀疑的元器件,便可发现虚焊以及印制电路断裂、接插件接触不良等故障位置。
在直流供电电源短路或因负载过重而引起故障时,可以采用把整机电路分成若干个部分的方法进行检测。特别是电源电路,涉及面广、负荷电流大,当有短路故障时,通电时间则不宜太长。为了能尽快找到故障点,又不至于损坏更多的电路,必须使用分离法,将各部分电路分别从整体电路中断开。若发现某一部分电路分开后,短路现象消失,说明该部分电路的确有故障。这样大大缩小了故障范围,并能较快地排除故障。
拆除法是指某些元器件或配件在电路中起辅助性作用,这些元器件或配件在电动自行车电路中可有可无时所采用的维修方法。例如,闸把在检查故障时可暂时先去除,缩小故障范围,等故障排除后再接上闸把。
修改电路法是指某些电路设计不合理或因配件与原机的电路不相符时所采用的维修方法。例如,在更换电动自行车控制器时,如果一时购不到相同的控制器,可对现有的控制器进行改造使用,但修改电路时必须熟悉电路原理与结构才能进行。
电子电路的不少故障,都是由于工作环境差而引起的,例如高压部分脏污会导致高压打火、可调电位器脏污会引起各种可能出现的软故障等。据此,在检查故障时,首先应把机内清洁干净,排除了由污染引起的故障后,再动手进行检测。
电器件有不少故障,都有其外部表现。不同的外部表现就反映出相应的内部元器件的不良。诊断和检查故障时,要从机外开始,逐步向内部深入。
电源系统是整机的能量供给中心,电源供给电能,负载消耗电能,依靠电能工作,负载的绝大多数故障往往是电源供给不畅通所致。因此,在检寻故障时,应首先检查电源电路,确认供电无异常后,再进行各功能电路的检查。
所谓静态,就是电路处于不通电的状态,也就是在切断电源的情况下先行检查,如连线是否正确、各插座是否接触良好、器件内有无断线及焊接不良、元件有无烧黑及变色等。“动态”就是指待修机处于通电状态,动态检查必须经过静态时的必要检查及测量后才能进行,绝对不能盲目通电,以免扩大故障。
故障中,单一原因或简单原因引起故障的情况占绝大多数,而同时由几个原因或复杂原因引起故障的情况要少得多。因此,当某电器件损坏后,首先要检测可能引起故障中那些最直接、最简单的故障原因,绝大多数经此处理之后都能找出故障原因,当经上述步骤仍未找到故障点,表明所出故障是由一些较复杂或其他原因引起的,不过这种情况在维修中遇到的并不多。
在维修过程中,对普通的带共性的故障要优先考虑排除,然后再考虑个别特殊的故障。普通的带共性的故障,既容易发现,也容易排除,而且在排除一个故障的同时,还可以排除其他故障。