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工业电路板芯级维修从入门到精通 带书签清晰可复制pdf版本哦

故障： 某控制板，用户反映220VAC风扇失控，只要板子一通电，风扇就转动，不 能控制停转。 检修： 如图6.47所示。找到风扇电源端子，顺着端子，发现220VAC风扇的电 源是由一个12V固态继电器AQG22212控制的，测量固态继电器两个“触点”之间电阻， 只有462，拆下测量还是462，正常应该是断开的，电阻应在数M2以上，确定固态继电 器已经损坏。再循固态继电器的控制端查找，发现该继电器是由达林顿芯片ULN2003控 制的，在线量ULN2003无异常，判断应该只是固态继电器损坏，“触点”短路变为常闭， 使得风扇一直得电，失去控制。更换固态继电器，用户试用正常

纱锭半径检测板检测数值乱跳

GB／T 6150.2-2022 钨精矿化学分析方法 第2部分：锡含量的测定 碘酸钾滴定法和电感耦合等离子体原子发射光谱法.pdf图6.47控制板风扇失控

某纺纱厂一检测纱锭半径的板卡显示的数值乱跳，不稳定，如图6.48所示，

某纺纱厂一检测纱锭半径的板卡显示的数值乱跳，不稳定，如图6.48所示

工业电路板芯片级维修从入门到精通

图6.48纱锭半径检测卡显示数值乱跳

检修： 首先怀疑板上三个电解电容有没有失效。数字电桥设定100Hz，0.3V，在线 测试电解电容D值为0.08～0.14，电容损耗并未有多大问题。万用表扫各芯片引脚对地阻 值，也未发现有明显短路。电路板上有两个IC插座，怀疑接触不良。使用高精度万用表测 试对应的芯片脚和IC插座脚之间的电阻值，如图6.49所示，发现有两个IC脚和插座脚之

图6.49测试接触电阻

间阻值在4.5～122之间变化且不稳定，而另外的引脚电阻都是0.3Q。将芯片从IC座子取 下，发现IC引脚颜色发暗，没有光泽，氧化明显。使用刻刀将IC引脚氧化层刮干净 （图6.50），重新插入座子，再测接触电阻值，全部为0.32。将板子交给客户试机，问题 解决。

6.6.11老化测试箱控制器RAM失效导致程序死机

图6.50刮掉IC管脚氧化层

往下走 检修： 机器可以开机，说明BIOS主程序、CPU、时钟、复位电路都没有问题，甚 至SRAM的低地址数据块都没有问题。我们知道，SRAM（静态随机存储器）是执行大量 数据读写交换的元件。通常存储器的损坏也不是整个芯片的损坏，而是存储器内部某一个或 某部分的存储单元出现问题。当程序或数据不会用到这些损坏单元时，应该不会引发什么问 题，而当程序或数据恰好用到这部分单元时，势必造成程序或数据的错误，从而引发程序跑 飞，造成程序的死循环。体现的故障现象就是程序停留在某一个界面，再也走不下去，按键 也没有响应。 另外，控制器中用到的FLASH芯片类似于电脑中的硬盘，用于存储操作系统类文 件，如果此文件出现错误，有可能导致程序不能执行下去。FLASH芯片内部是包含数据 的，如果芯片物理损坏或者只是这些数据出错，单单换上新的没有数据的空白芯片也是 不能解决问题的，必须复制相同机器的数据才可以。鉴于此，先怀疑SRAM芯片问题， 某些编程器可以提供SRAM的测试，但限于早期的低容量的SRAM，如62128，62256之 类，大容量的SRAM没有测试手段，鉴于此，此板是否有问题，可以通过代换SRAM来观

业电路板芯片级维修从人到精通 察。通过代换SRAM，重新上电开机，发现程序能够正确执行了，说明问题确实是SRAM 引起。如图 6. 51 所示

6.12模拟量输入板某些通道出错故

图6.51RAM损坏引起死机故障

故障： 某工业生产线的模拟量处理电路板，8个模拟通道中的两个模拟通道有问 题，显示数据严重偏离正常值。电路板如图6.52所示。 检修： 根据客户提供的信息，找到故障通道的输入端。8个输人端模拟信号是通过 模拟开关切换接入后级处理的。对相同电路结构的输人端芯片对比阻值，没有发现阻值异常 偏差。电路板模拟电路部分比较多，电路板上有很多运算放大器，而且这些运算放大器都是 共用双电源的，为了查出是哪一个运算放大器的问题，找出运算放大器的正负电源端以及模 拟部分0V电压点，用维修电源给电路板通电，再测试每一个运算放大器的同相输入端和反 相输人端相对于0V点的电压值，如果电压一样（偏差不超过0.1V），就认为该运算放大器

云算放大器损坏引起模拟

无故障，这就是运算放天器所谓的虚短特点。如果电压有过大偏差，再关电观察或测试运算 放大器的输出端和反相输人端之间的反馈电阻，以确定是否有负反馈，如果无负反馈，说明 运算放大器是做比较器用，就应该用比较器的电压比较逻辑来判断，看输出端是否符合这个 逻辑关系。通过测试发现一个运算放大器MAX942外围电路存在负反馈，但是却不符合虚 短特点，将此运算放大器拆下，万用表电阻挡正反测试，发现此运算放大器的正负电源输入 端之间只有100多欧姆电阻值，显然已经损坏。更换新的运算放大器，电路板拿客户工厂上 机使用正常。

6. 6. 13 生产线1O 控制板异常

故障： 某制造生产线主控屏幕显示10板异常。 检修： 如图6.53所示10板，先目测检查，观察有无烧焦元件，电路板有无受到腐 蚀断线之处，特别是电池周边的电路板部分和电解电容周边的电路部分是最容易受到腐蚀的 部位。用放大20倍放大镜检查后，发现并无断线之处。然后确认电路板的供电电压。74系 列数字电路以5V或者3.3V供电电压最为常见，一些板卡有稳压电压变换部分，有些板卡 电压直接来自接线端子。来自稳压电压变换的应该寻找稳压电压变换芯片，如有些直接使用 7805之类线性稳压芯片，有些使用LM2576之类BUCK电路芯片，直接找到这些芯片就可 以确定数字电路的供电电压。电压来自接线端子的，可以找到典型数字电路芯片，查看该芯 片的数据手册，确认供电电压大小。模拟电路部分供电应查找运算放大器芯片，确认供电脚 的走线去向。确认电路板的供电后，可以用万用表测试一下电源正负之间的电阻值，根据欧

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姆定律估算电流大小，然后算功率。电流和功率大小不能偏离常识太多，比如24V供电 只有10Q电阻值，根据公式功率W=U²/R知通电后板子功率达到57.6W，显然太大，故 板子存在短路可能。经查此板5V电源正负端电阻2.82，显然存在短路。从维修电源引入 5V至电路板，先把电流调整至最小，然后慢慢加大。观察电压和电流显示大小，电压和电 流的乘积就是板子此时消耗的功率，慢慢调整电流的大小，将功率控制在1～2W之间，然 后用手摸芯片感应温度大小，如果某个芯片异常发烫，那么这个芯片就存在短路的可能。然 后将发烫的芯片拆下，在测量板子电源两端电阻值，如果阻值回复正常，不再偏小，说明拆 下的芯片就是短路的芯片。或者直接在芯片的电源脚两端测试阻值，如果阻值很小，就可以 百分之百确定芯片损坏。此板经检查，发现1片CPLD芯片损坏，CPLD是有程序的，不可 以买新的更换，因为没有程序内容，只能从相同的报废电路板上拆下还没有损坏的相同位置 芯片更换

6. 6. 14测温电路无温度显示

图6.53生产线10控制板异常

某温度检测板卡故障，上位机无温度显示，其他控制功能正常。如图6.54 此温度检测电路的原理是：使用四线制检测Pt100阻值，让PT100流过一个 测Pt100两端的电压，知道电压差就可以计算电阻值，然后单片机查表得出 两个Pt100两端的电压是通过模拟开关MAX339切换来分时检测的。电压

图6.54温度检测板不能测试温质

信号送AD转换器AD7707BRZ转换成数信号，以审行方式发送给CPU。只有温度无显 示，其他功能正常，说明上位机和控制板的通信是好的，能够传送控制命令，问题在测温电 路。模拟开关MAX339内部电路如图6.55所示。给整个板卡通电，测试模拟开关MAX339

DIP/SO/OSOF

图6.55MAX339引脚分布及内部结构框图

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6. 6. 15 霍尼韦尔控制板无显示

图6.56AD7707内部结构框图

故障： 某霍尼韦尔控制板通电无显示，如图6.57所示。 检修： 图中电路板外接交流电源，经整流桥堆整流，2200uF/35V电容滤波，再 经buck电路稳压后得到5V电压，供数字电路和单片机使用。在桥堆交流输入端接入直 流24V，产生的效果和接人交流一样，都经过桥堆后得到一定方向的直流。用万用表直 流电压挡测试电源输出，5V非常稳定，小数点后面三位都没有跳动，交流电压挡测试 交流成分也是毫伏级别。示波器测试晶振波形，发现没有波形，怀疑晶振损坏，更换 后控制板仍然没有显示。无意中测量晶振旁边一个2702电阻，发现阻值有数千欧姆， 确认损坏。经查，此电容是串联在晶振输出脚到单片机输入脚之间的。更换电阻后， 显示正常

6. 7 工控主板维修实例

6.7.1伦茨带触摸屏工控电脑无显示

图6.57霍尼韦尔控制板

故障： 一台伦茨工控电脑，通电后显示数秒LOGO画面就再无任何显示，也无任 何报警。 检修： 给电脑接人24V电源，通电后，有图片LOGO显示在屏幕上，电源显示 电流400mA以上，但大约经过三四秒时间，显示黑屏，触摸屏幕没有任何反应。拆开电脑 外壳以后，发现电脑的CPU及内存芯片都在一片插卡上，此卡插在主板插槽内，如图6.58 所，

图6.58伦茨触摸屏故障

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既然电脑有LOGO显示，说明CPU、电源、内存及显示部分元件都是好的，判断是 电脑检测到外设有严重错误而自动关机。将插卡与好机对换，故障如旧，说明故障在主 板上。怀疑插槽接触不良，将其清洗并仔细检查，确认插槽没有问题后通电试机，故障 不变。顺便检查电源情况，24V经变换后得到12V、5V、3.3V电压，万用表检查，各电 压稳定，示波器检查亦无纹波。怀疑主板与CPU卡板之间的沟通芯片CPLD及相关电路 有问题，测试此芯片与插槽脚位的串联电阻，阻值未见异常。除CPLD以外，将主板上其 也芯片与好机对调，故障依旧。怀疑CPLD损坏，因CPLD含用户程序，不敢和好机对调 以防对调后损环到好机CPLD程序。本想就此放弃维修，后在观察电脑启动至稳定期间电 流变化时发现，好机在瞬间达到300mA后变为200mA多一点，而坏机瞬间会达到 430mA，然后变为10mA左右，根据平时经验，此种电脑的显示器部分消耗了绝大部分电 流，坏机有没有可能显示部分耗电过大而自关断呢？于是将好机的显示部分高压条输入12V 电源插头拔掉，启动观察发现机器稳定后的电流也是10mA左右，这说明有可能坏机本身 一直启动都是正常的只是高压条在启动过后关断了，灯管未被点亮，于是在显示屏上看不 到任何东西。于是将好机坏机高压条对调，坏机显示正常了故障点指向了高压条，将高压 条拆下，仔细检查发现PCB板上有一个焊盘过孔腐蚀断开，接细铜线上下联通后试机， 切正常

6.7.2研华工控机主板不开机故障

故障： 一 台注塑机，上电后屏幕无显示，经用户确认是注塑机的控制主板引起的故障，该 主板本来是从好机上拆下到其他机器试机，试机时怀疑弄坏了。 检修： 将主板插入专用的工控板插槽，连接显示器、键盘，通电，观察显示器 无任何反应。基于用户反映的情况。先从外观上检查板上有无损坏的痕迹。除了查看 校容易观察的元件，还要使用放大镜查看细小元件，例如小电阻、电容，芯片的细小 引脚等。 检查后发现有两个小元件有明显被碰离焊盘的状态，如图6.59所示。测量电阻的 焊盘两端电阻值，显示有数百千欧，而电阻标记的是222，这样的小阻值电阻一般是 事联在电路中，无此电阻：则此路信号必定断开，这很有可能是主板不开机的原因 电容的引脚也已经碰掉，虽然电容断开对电路的影响可能没有那么重要，但电阻开路 会造成主板故障是肯定无疑的。测电阻阻值还是22Q2，将其重新焊回电路。电容的引 脚已经破损，但尚可测其电容，将其焊下，测其容量为10nF，找相同封装、容量的电 容代替焊上。重新插入插槽，通电，“滴”的一声，显示器有了显示，说明已经可以开 机，故障排除

6. 7. 3 工控机主板 USB 口失效故随

故障： 客户反映在插拔此工控主板USB接口的时候，发现数据不能传输，如 图6.60所示 检修： USB接口包括VCC、D十、D、GND共4根线，使用万用表测试D十对地 只有40Q左右，D 对地电阻也只有38Q。随手找身边带有USB接口的某块电路板，不通

图 6.59工控机主板电阻碰撞

图6.60工控机主板USB接口不通信故障

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电时测试，对比结果发现被修电路板存在短路情况。使用万用表通断挡扫描D十、D信号 的去向，发现其连接到了一个双列贴片密脚芯片，拆下此芯片再测试USB口D十D对 GND阻值，在数十千欧以上，实测该芯片对其接地脚电阻40Q2左右，确认该电阻损坏。购 买新的芯片代换，问题解决

7.4工控机主板与变频器不通信故

故障： 使用者反映该控制器与变频器不能通信，不能控制变频器启动，更 同电路板可以启动变频器。如图6.61所示

图6.61工控主板通信故障

检修： 通常工业控制使用RS485通信方式，既然通信不上，就应该先查找RS485 通信芯片。发现电路板上有两个8脚芯片MAX485（图6.62），这类芯片差分信号引脚都是 要连接到接线端子的，于是使用万用表蜂鸣器挡顺着第六脚第七脚检查看连接到哪一个端子 位去了。结果测试中无意发现6、7脚之间的电阻值非常低，只有5.42，拆下这一个 MAX485芯片，发现确实是这一个芯片6、7脚之间短路，同时6、7脚又和5V是短路的。 更换这个芯片，上机测试，故障排除

6.8数控机床维修实例

6. 8. 1阿奇火花机报油温超过 50℃

图6.62MAX485通信蔽芯片故障

故障： 客户反映，一台阿奇火花机进人应用程序界面后报警油温超过50℃，检查控 制板上温度OK的LED不亮，相应的继电器不吸合，整机不能工作。 检修： 客户将以为是损坏的一块控制板拿来我处维修。经全部检查板上元件并无问 题。如图6.63所示。 维修电工在机器后部的油箱内找到一个温度传感器，拆下后量电阻为8k2左右，用手 摸电阻随着温度的升高变小，说明传感器是好的。传感器经过一个小电路板将温度变成电流 后再输入到控制板，并且屏幕显示有28℃，且用手摸后显示温度随着上升。实际油温未超 过50℃，为何会报警？是内部报警程序设定错误？操作工反映从未进行过程序设定，是开 着的好机突然就出现报警。于是顺着温度OK指示LED对应的继电器线圈检查，发现放电 油槽侧面不可见部分有两个常闭的标注为50℃的帽形温度保护开关因油浸已经断线，重新 焊好后开机，一切正常。

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6.8.2法国 SAF自动焊机开机按键失效故障

图6.63阿奇火花机控制板

故障： 台法国SAF自动焊机上电后按任意键不起作用。 检修： 经检查发现在电路板上每一个按键都并有一只0.1μF的滤波电容，其中有一 只按键的电容短路，效果相当于这只按键一直按下，从而将其他按键锁住使其无效。更换电 容后故障排除

6.8.3辛辛那提加工中心realtime

故障： 一合美国幸辛那提加工中心，有时工作正帝，但工作数小时全半大不等就出 错，出错报RearlTime板有问题，并指出了出错地址。 检修： 怀疑与存储器有关的部分出问题。将Rearltime板上两块内存条对调，问题 依旧，出错地址也与先前一样。板上另有数片SRAM存储芯片，将其拆下用在线测试仪对 比测试正常，怀疑滤波不良致存储器读出错误，遂将其上10μF/6.3V电容全部更换，将5V 电源稳压管也加以更换，并且在5V电源端并一100μF/25V黑金刚电容，试机一个月未出 问题

通线（2012）8001 线路防护栅栏-2014年修订版工业电路板芯片级维修从入门到精通

附录1贴片电阻标识代码表

工业电路板维修常用英语词汇表

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附录3工业电路板维修常用英语词汇表

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附录3工业电路板维修常用英语词汇表

附录3工业电路板维修常用英语词汇表

化工园区安全风险排查治理导则（试行）(应急管理部2019年版)datasheet servo drivers soldering reduction slot mainboard terminal character frequency converter vector instrument numerical control machine tool spindleaxis encoder grating ruler speed feedback direction distance