學(xué)“四診”之法，把電路之脈

單 進(jìn)

(蘇州技師學(xué)院，江蘇 蘇州 215009)

職業(yè)教育是培養(yǎng)一線生產(chǎn)的高技能人才，要求學(xué)生具備一定的理論知識(shí)和較強(qiáng)的實(shí)踐操作技能。電子維修作為應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)核心課程，也是維修電工中級(jí)考工的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。在電子維修過程中，故障現(xiàn)象五花八門，維修方法多種多樣，令學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)無從下手。電路之障，猶如肌體之病，治病需對(duì)癥。借鑒傳統(tǒng)中醫(yī)望聞問切“四診”之法，可探電路之故，可排電路之障?！豆沤襻t(yī)統(tǒng)》中說到“望聞問切四字，誠(chéng)為醫(yī)之綱領(lǐng)。”望，指觀氣色;聞，指聽聲息;問;指詢問癥狀;切;指摸脈象。合稱四診。望聞問切是中醫(yī)必經(jīng)的步驟。以下以電子維修中脈寬調(diào)制電路的維修為例，借“四診”之法與各位探討。

1 “四診”之一:望診

“視其外應(yīng)，以知其內(nèi)臟，則知所病矣?！庇猛\之法望電路之“形”。望診是對(duì)電路板中各個(gè)元器件、焊點(diǎn)、引線等進(jìn)行有目的的觀察，以期發(fā)現(xiàn)之端倪。望診之法有走馬觀花、逐點(diǎn)掃描等。望診過程有時(shí)有“有意栽花花不開，無心插柳柳成蔭”的感覺。一望其表，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。根據(jù)各類元器件外觀、形態(tài)的變化，判斷其損壞情況。觀察電路板連線是否斷線，銅箔是否損壞;若發(fā)現(xiàn)電阻外形變黑可知電阻已經(jīng)燒壞;三極管表面有裂痕，可知三極管已損壞;用手輕觸某個(gè)元件，輸出時(shí)有時(shí)無，初步斷定焊接是否有虛焊;手摸一摸管子、集成電路等是否有燙手，異常發(fā)熱等［1］。脈寬電路通過調(diào)節(jié)電位器W1 達(dá)到控制燈泡的亮度變化的目的。因此，通過觀察燈泡亮、不亮或者燈泡亮不可調(diào)等燈泡的亮度變化分析故障?？催\(yùn)放集成電路TL084 是否有裂開的痕跡，摸場(chǎng)效應(yīng)管IRF630 是否異常發(fā)燙。通過外部的觀察，可初步斷定電路故障所在。二望其內(nèi)，切中要害。望診之法，不能浮于表面，需由表及里。有的現(xiàn)象，不能直觀看出，需要借助輔助設(shè)備。借助常用數(shù)字表、示波器等儀器儀表，逐層深入，步步為營(yíng)［2］。借數(shù)字電壓表望A 點(diǎn)、B 點(diǎn)電壓，看電壓是否在正常范圍內(nèi);借示波器望C 點(diǎn)、D 點(diǎn)、E 點(diǎn)、F 點(diǎn)波形，看是否有三角波、矩形波等波形出現(xiàn)。通過望診，了解電路的“病癥”所在。注意輸入電壓時(shí)，±12 V 不能接錯(cuò)，否則會(huì)燒壞集成電路，人為帶入故障，造成“誤診”。

2 “四診”之二:聞診

聽語言氣息之變化，分辨病情之虛實(shí)寒熱。用聞診之法聽電路之“音”，通過聽聲音和嗅氣味兩個(gè)方法診斷電路。聽聲音，聽什么聲音?電容承受不了電壓之大有爆炸聲，電流要逃跑有“咝咝”電流聲。嗅味道，嗅什么味道?嗅元器件燒壞的味道，有一股焦糊味。異常的味道可以斷定元器件有燒壞。脈寬電路，把數(shù)字萬用表調(diào)到蜂鳴檔，檢查元器件的連接，聽蜂鳴器的短路報(bào)警聲音，判斷連接是否完好，是否有斷路之處。

3 “四診”之三:問診

“凡欲診病者，必問飲食居處?！庇脝栐\之法探究電路之“癥”。問診是詢問癥狀，問誰呢?我們知道病人看病，醫(yī)生會(huì)詢問哪里不舒服啊，哪里不適等等。病人會(huì)指著某個(gè)部位，一一作答。那我們的電路板怎么辦呢?他們不會(huì)說話，更不會(huì)指出“我這個(gè)地方有點(diǎn)痛”。無人可問，我們只有問自己了。問什么呢，問脈寬電路的工作原理。脈寬電路通過調(diào)節(jié)W1 改變B 點(diǎn)電位大小，作為IC:C 組成的調(diào)制電路同相輸入端的比較電壓，與反相輸入端送來的三角波相比較，在C 點(diǎn)輸出脈沖占空比可以變化的矩形調(diào)制波，經(jīng)過功率放大，在D 點(diǎn)輸出可調(diào)節(jié)平均值大小的直流電壓，通過大功率輸出管控制燈泡的亮度變化。圖1 為脈寬調(diào)制電路原理圖。脈寬調(diào)制電路由給定電壓電路、方波/三角波發(fā)生電路、PWM 調(diào)制器、輸出電路四個(gè)部分組成。

一問給定電壓電路。由R1、R2、R3、W1、IC:B 組成給定電壓電路，其中R1、R2、W1 組成分壓電路，調(diào)節(jié)W1 使A 點(diǎn)電壓保持在－4 V～+4 V 之間變化，此電壓經(jīng)R3 送入IC:B組成的電壓跟隨器的同相輸入端，在其輸出端1 腳產(chǎn)生與A點(diǎn)相同的電壓值。

二問三角波發(fā)生電路。三角波發(fā)生電路由IC:D、IC:A、R12－R17、W2、W3、C1、V5、V6 組成，其中IC:D、R12、R13組成了滯回電壓比較電路;IC:A、W2、R16、R17、C1 組成積分電路，輸出電壓UF 反饋到輸入IC:D 的同相端5 腳，構(gòu)成正反饋的振蕩電路。如圖2 所示。

圖2 三角波發(fā)生電路

三問PWM 調(diào)制電路。由IC:C 及R4、R5 組成PWM 調(diào)制電路，實(shí)際上是由IC:C 等元件組成的電壓比較器，其反相輸入端13 腳輸入的是f=1 kHz、Vpp=±3 V 的等腰三角波;同相輸入端12 腳輸入的是B 點(diǎn)電壓，即±4 V 范圍內(nèi)的給定電壓。當(dāng)U12 ＞U13 時(shí)，IC:C 輸出高電平+12 V，反之則輸出－12 V。12 腳設(shè)定的電壓越高，IC:C 輸出高電平時(shí)間越長(zhǎng)，即占空比就大，輸出的直流電壓平均值就高;反之，給定電壓低時(shí)，占空比小，直流電壓平均值就低，從而實(shí)現(xiàn)了通過調(diào)節(jié)脈沖寬度達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。圖3 為不同給定電壓值時(shí)輸入、輸出波形圖。

圖3 不同給定電壓值時(shí)的輸出脈沖波形

四問輸出電路。輸出電路由兩部分組成，D 點(diǎn)之前是功率放大電路部分，由V1、R6、R7、V7 組成前置放大級(jí)，V2、V3、R8、R9 等組成互補(bǔ)推挽功率放大電路。D 點(diǎn)之后是開關(guān)電路和負(fù)載組成，大功率開關(guān)電路由V4、R10 組成，直接控制負(fù)載輸出。

4 “四診”之四:切診

用手觸按身體，藉此了解病情。用切診之法把脈電路板，診電路板的脈象。也就是我們通過電子儀器對(duì)電路板進(jìn)行檢測(cè)。通過測(cè)量不同元件不同的參數(shù)，判斷器件的好壞，電路的正常與否。借助電子儀器，萬用表、示波器等，采用電阻法、電壓法、電流法、代換試驗(yàn)法、示波器法、信號(hào)注入法、分割法、短路法等，全面把脈電路板。有時(shí)一法即可;有時(shí)需要多法合一。脈寬調(diào)制電路的切診，借助示波器檢測(cè)5 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。A 點(diǎn)和B 點(diǎn)是給定電壓電路中的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，電路正常工作時(shí)，通過調(diào)節(jié)W1 它們都可在－4 V～+4 V 之間變化。如圖4 所示。若A 點(diǎn)、B 點(diǎn)均不正常，故障可能范圍在給定電壓電路A 點(diǎn)之前;若A 點(diǎn)正常、B 點(diǎn)不正常，故障可能范圍在給定電壓電路A、B 之間。E 點(diǎn)和F 點(diǎn)是三角波形成電路的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，電路正常工作時(shí)，F(xiàn) 點(diǎn)為幅度、頻率均可調(diào)節(jié)的三角波，按要求調(diào)整為±3 V，1 kHz，如圖5 所示;E點(diǎn)為幅度±5.8 V 的矩形波。E、F 兩點(diǎn)頻率相同。若E 點(diǎn)、F 點(diǎn)波形均不正常，故障范圍可能在電壓比較器電路等;若E 點(diǎn)、F 點(diǎn)波形有波形，但頻率不正常，故障范圍可能在三角波形成電路中積分電路等。C 點(diǎn)是調(diào)制電路的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，電路正常工作時(shí)，C 點(diǎn)為幅度±10 V 左右的矩形波，通過調(diào)節(jié)W1 可改變矩形波的調(diào)制度。當(dāng)E 點(diǎn)、F 點(diǎn)正常時(shí)，C 點(diǎn)波形不正常，故障范圍可能在調(diào)制電路。D 點(diǎn)是輸出電路的關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，電路正常工作時(shí)，D 點(diǎn)為幅度±10 V 左右的矩形波，如圖6 所示，調(diào)節(jié)W1 可改變矩形波的調(diào)制度，并且燈泡的亮度也會(huì)隨之發(fā)生變化。當(dāng)C 點(diǎn)正常時(shí)，D 點(diǎn)波形不正常，故障范圍可能在輸出電路的C 點(diǎn)和D 點(diǎn)之間;當(dāng)D 點(diǎn)波形正常，燈泡不亮或光不可調(diào)，故障范圍可能在輸出電路的D 點(diǎn)之后。借“切診”之法，把電路之脈，逐步分析故障所在。

圖4 檢測(cè)A 點(diǎn)給定電壓范圍

圖5 脈寬調(diào)制電路F 點(diǎn)波形調(diào)試

圖6 脈寬調(diào)制電路F 點(diǎn)、D 點(diǎn)波形調(diào)試

5 結(jié)束語

借助“四診”之法，檢查電路，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象，分析故障產(chǎn)生原因，判斷故障范圍，檢查關(guān)鍵檢測(cè)點(diǎn)，縮小故障范圍，合理檢測(cè)故障點(diǎn)，查找故障元件、對(duì)故障元件修理或更換，然后進(jìn)行必要的調(diào)整，使電路恢復(fù)良好的性能，重新調(diào)試電路，填寫《脈寬調(diào)制電路維修記錄》，電子維修完成?！八脑\”之法，切中要害，提高了課堂教學(xué)的實(shí)效，更提升了學(xué)生技能。

［1］許志剛.電子部件制作［M］.江蘇:江蘇教育出版社，2013.

［2］楊正輝.淺談電子教學(xué)中的多種維修方法和技巧［J］.職業(yè)，2014(27):160－161.

［3］楊德海.怎樣上好電子維修操作課［J］.青海教育，2008(6):23－23.