如何在電路設(shè)計中避免電路故障發(fā)生的七大因素

電路故障是每個工程師都比較頭疼的事情，那么如何在電路設(shè)計中避免電路故障的發(fā)生呢？今天來跟EDA365電子論壇一起聊聊~

1電容故障

電容損壞引發(fā)的故障在電子設(shè)備中是的，其中尤其以電解電容的損壞為常見。電容損壞表現(xiàn)為：容量變小、完全失去容量、漏電、短路。

電容在電路中所起的作用不同，引起的故障也各有特點：在工控電路板中，數(shù)字電路占絕大多數(shù)，電容多用做電源濾波，用做信號耦合和振蕩電路的電容較少。

用在開關(guān)電源中的電解電容如果損壞，則開關(guān)電源可能不起振，沒有電壓輸出；或者輸出電壓濾波不好，電路因電壓不穩(wěn)而發(fā)生邏輯混亂，表現(xiàn)為機器工作時好時壞或開不了機，如果電容并在數(shù)字電路的電源正負極之間，故障表現(xiàn)同上。

這在電腦主板上表現(xiàn)尤其明顯，很多電腦用了幾年就出現(xiàn)有時開不了機，有時又可以開機的現(xiàn)象，打開機箱，往往可以看見有電解電容鼓包的現(xiàn)象，如果將電容拆下來量一下容量，發(fā)現(xiàn)比實際值要低很多。

電容的壽命與環(huán)境溫度直接有關(guān)，環(huán)境溫度越高，電容壽命越短。這個規(guī)律不但適用電解電容，也適用其它電容。所以在尋找故障電容時應(yīng)重點檢查和熱源靠得比較近的電容，如散熱片旁及大功率元器件旁的電容，離其越近，損壞的可能性就越大。所以在檢修查找時應(yīng)有所側(cè)重。

有些電容漏電比較嚴重，用手指觸摸時甚至?xí)C手，EDA365電子論壇提醒大家，這種電容必須更換。在檢修時好時壞的故障時，排除了接觸不良的可能性以外，一般大部分就是電容損壞引起的故障了。所以在碰到此類故障時，可以將電容重點檢查一下，換掉電容后往往令人驚喜。

2電阻故障

?？匆娫S多初學(xué)者在檢修電路時在電阻上折騰，又是拆又是焊的，其實修得多了，你只要了解了電阻的損壞特點，就不必大費周章。

電阻是電器設(shè)備中數(shù)量 多的元件，但不是損壞率 的元件。電阻損壞以開路 常見，阻值變大較少見，阻值變小十分少見。常見的有碳膜電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和保險電阻幾種。

前兩種電阻應(yīng)用 廣，其損壞的特點一是低阻值 （100Ω以下） 和高阻值 （100kΩ以上） 的損壞率較高，中間阻值 （如幾百歐到幾十千歐） 的極少損壞；二是低阻值電阻損壞時往往是燒焦發(fā)黑，很容易發(fā)現(xiàn)，而高阻值電阻損壞時很少有痕跡。

線繞電阻一般用作大電流限流，阻值不大；圓柱形線繞電阻燒壞時有的會發(fā)黑或表面爆皮、裂紋，有的沒有痕跡；水泥電阻是線繞電阻的一種，燒壞時可能會斷裂，否則也沒有可見痕跡；保險電阻燒壞時有的表面會炸掉一塊皮，有的也沒有什么痕跡，但絕不會燒焦發(fā)黑。根據(jù)以上特點，在檢查電阻時可有所側(cè)重，快速找出損壞的電阻。

根據(jù)以上列出的特點，我們先可以觀察一下電路板上低阻值電阻有沒有燒黑的痕跡，再根據(jù)電阻損壞時絕大多數(shù)開路或阻值變大以及高阻值電阻容易損壞的特點，我們就可以用萬用表在電路板上先直接量高阻值的電阻兩端的阻值。

如果量得阻值比標(biāo)稱阻值大，則這個電阻肯定損壞 （要注意等阻值顯示穩(wěn)定后才下結(jié)論，因為電路中有可能并聯(lián)電容元件，有一個充放電過程） ，如果量得阻值比標(biāo)稱阻值小，則一般不用理會它。這樣在電路板上每一個電阻都量一遍，即使“錯殺”一千，也不會放過一個了。

3運算放大器故障

運算放大器好壞的判別對相當(dāng)多的電子維修者有一定的難度，不只文化程度的關(guān)系，在此與大家共同探討一下，希望對大家有所幫助。

理想運算放大器具有“虛短”和“虛斷”的特性，這兩個特性對分析線性運用的運放電路十分有用。為了保證線性運用，運放必須在閉環(huán)（負反饋）下工作。如果沒有負反饋，開環(huán)放大下的運放成為一個比較器。如果要判斷器件的好壞，先應(yīng)分清楚器件在電路中是做放大器用還是做比較器用。

根據(jù)放大器虛短的原理，就是說如果這個運算放大器工作正常的話，其同向輸入端和反向輸入端電壓必然相等，即使有差別也是 mv 級的，當(dāng)然在某些高輸入阻抗電路中，萬用表的內(nèi)阻會對電壓測試有點影響，但一般也不會超過 0.2V，如果有 0.5V 以上的差別，則放大器必壞無疑。

如果器件是做比較器用，則允許同向輸入端和反向輸入端不等。同向電壓》反向電壓，則輸出電壓接近正的 值；同向電壓《反向電壓，則輸出電壓接近 0V 或負的值（視乎雙電源或單電源）。如果檢測到電壓不符合這個規(guī)則，則器件必壞無疑！這樣你不必使用代換法，不必拆下電路板上的芯片就可以判斷運算放大器的好壞了。

4SMT 元件故障

有些貼片元件非常細小，用普通萬用表表筆測試檢修時很不方便，一是容易造成短路，二是對涂有絕緣涂層的電路板不便接觸到元件管腳的金屬部分。這里EDA365電子論壇告訴大家一個簡便方法，會給檢測帶來不少方便。

取兩枚小號的縫衣針，將之與萬用表筆靠緊，然后取一根多股電纜里的細銅線，用細銅線將表筆和縫衣針綁在一起，再用焊錫焊牢。這樣用帶有細小針尖的表筆去測那些 SMT 元件的時候就再無短路之虞，而且針尖可以刺破絕緣涂層，直搗關(guān)鍵部位，再也不必費神去刮那些膜膜了。

5公共電源短路故障

電路板維修中，如果碰到公共電源短路的故障往往頭大，因為很多器件都共用同一電源，每一個用此電源的器件都有短路的嫌疑。

如果板上元件不多，采用“鋤大地”的方式終歸可以找到短路點；如果元件太多，“鋤大地”能不能鋤到狀況就要靠運氣了。在此推薦一比較管用的方法，采用此法，事半功倍，往往能很快找到故障點。

要有一個電壓電流皆可調(diào)的電源，電壓 0-30V，電流 0-3A，這種電源不貴，大概 300 元左右。將開路電壓調(diào)到器件電源電壓水平，先將電流調(diào)至 ，將此電壓加在電路的電源電壓點如 74 系列芯片的 5V 和 0V 端，視乎短路程度，慢慢將電流增大。用手摸器件，當(dāng)摸到某個器件發(fā)熱明顯，這個往往就是損壞的元件，可將之取下進一步測量確認。當(dāng)然操作時電壓一定不能超過器件的工作電壓，并且不能接反，否則會燒壞其它好的器件。

6板卡故障

工業(yè)控制用到的板卡越來越多，很多板卡采用金手指插入插槽的方式。由于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境惡劣，多塵、潮濕、多腐蝕氣體的環(huán)境易使板卡產(chǎn)生接觸不良故障，EDA365電子論壇發(fā)現(xiàn)很多朋友會通過更換板卡的方式解決問題，但購買板卡的費用非?？捎^，尤其某些進口設(shè)備的板卡。

其實大家不妨使用橡皮擦在金手指上反復(fù)擦幾下，將金手指上的污物清理干凈后，再試機，沒準就解決了問題，方法簡單又實用。

7電氣故障

各種時好時壞電氣故障從概率大小來講大概包括以下幾種情況：

接觸不良：

板卡與插槽接觸不良、纜線內(nèi)部折斷時通時不通、線插頭及接線端子接觸不好、元器件虛焊等皆屬此類。

信號受干擾：

對數(shù)字電路而言，在特定的情況條件下故障才會呈現(xiàn)，有可能確實是干擾太大影響了控制系統(tǒng)使其出錯，也有電路板個別元件參數(shù)或整體表現(xiàn)參數(shù)出現(xiàn)了變化，使抗干擾能力趨向臨界點從而出現(xiàn)故障。

元器件熱穩(wěn)定性不好：

從大量的維修實踐來看，其中首推電解電容的熱穩(wěn)定性不好，其次是其它電容、三極管、二極管、IC、電阻等。

電路板上有濕氣、塵土等：

濕氣和積塵會導(dǎo)電具有電阻效應(yīng)，而且在熱脹冷縮的過程中阻值還會變化，這個電阻值會同其它元件有并聯(lián)效果，這個效果比較強時就會改變電路參數(shù)使故障發(fā)生。

軟件也是考慮因素之一：

電路中許多參數(shù)使用軟件來調(diào)整，某些參數(shù)的裕量調(diào)得太低處于臨界范圍，當(dāng)機器運行工況符合軟件判定故障的理由時，那么報警就會出現(xiàn)。
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