标准规范下载简介：

内容预览由机器从pdf转换为word，准确率92%以上，供参考

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

随着电路板功能增强、体积缩小，表面贴装技术（SMT）应运而生，电子元件都向 着贴片化发展。片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式，它的电阻体是高可靠的钉系列 玻璃铀材料经过高温烧结而成，电极采用银钯合金浆料。体积小，精度高，稳定性好， 由于其为片状元件，所以高频性能也很好。另有圆柱形的贴片电阻，内部结构同插件电 阻没有什么不同，只是封装形式便于贴片机器的自动化操作而已。贴片电阻实物如图1.6 所示，

图1.6贴片电阻实物

将数个相同阻值的电阻做成一体，便于在电路板上焊装，这类元件我们称之为排阻 7所示。

排阻分为A型排阻和B型排阻。A型排阻有一个公共端（用白色的圆点表示）GB/T 36568-2018 光伏方阵检修规程，常见的 排阻有4个、7个、8个电阻，所以引脚共有5个或8个或9个。B型排阻没有公共端，常 见的排阻有4个电阻，所以引脚共有8个。为便于安装，排阻有单列直插、双列直插及贴片 等各类封装

1. 1. 4 功率电阻

因为在电路中消耗的功率比较天，这类电阻损环的概率也就天，所以将之归为一类拿出 来单独认识。 如图1.8所示，此类电阻通常为陶瓷水泥电阻，电阻体是发热丝，使用耐火泥灌装充填

外壳，再引出接线脚，有些还自带金属散热外壳。此类电阻用在大电流的场合，比 频器的制动电阻

1.1.5电阻的参数标识及功率表示

（1）电阻的参数及标识 电阻的主要参数包括阻值、功率、精度、热稳定性等。因为封装形式的多样，电阻参数 的标识方法也各异。如果体积够大，通常会直接将阻值、功率、误差等文字印在电阻表面。 更多的圆柱形状的电阻器会在圆柱体上涂上色环来表示电阻参数，色环标识的识别方法参照 图1.9，通常根据电路要求不同会制造出4色环、5色环、6色环的电阻，读数时从色环密 集一端开始。4色环电阻的第1道第2道色环表示数值，第3道色环表示10的倍率，第4道 色环表示误差；5色环电阻的第1、2、3道色环表示数值，第4道色环表示10的倍率，第5 道色环表示误差；6色环电阻的第1、2、3、4、道色环表示意义与5色环电阻相同，第6道 色环表示的是温度系数，不同的颜色对应不同的数值、倍率、误差和温度系数。工控电路板 中较常见的是4色环和5色环的电阻。色环电阻的识别是电路板维修人员必须掌握的基本 功。另有某些日系电路板的电阻会使用色点来标注，其表示方法和色环是一样的

为了便于记忆，我们可以一边默念口决：棕红橙黄绿，蓝紫灰白黑，一边依次弹出10 个手指，念一种颜色，弹出一个手指，念到哪个颜色打住，弹出的手指数即颜色对应的数 值，然后按色环电阻的取值规律来确定电阻的阻值和误差。

图1.9电阻色环的表示方法

工业电路板芯片级维修从入门到精通

贴片电阻是通过印在表面的字母和数字来表示的。 如果是用3个数字来表示，例如103、202、510，那么对应的阻值是10kQ2、2k2、 51Q2，这三个数字第1、2位表示数值，第3位表示10的n次方，用3个数字表示的电阻误 差默认为士5%。 如果是用4个数字来表示，例如1002、2001、5100，那么对应的阻值是10k2、2k2， 5102，这三个数字第1、2、3位表示数值，第4位表示10的n次方，用4个数字表示的电 阻误差默认为士1%。 另外还有数字配合字母的表示方法，例如30R=30Q2，33K2=33.2kQ2，2R2=2.2Q R22=0.22Q 另外，某些欧系设备中的贴片电阻，表面会印上代码，通过查询代码表，查得代码对应 的数值和倍率来读出阻值。例如代码51X，51代码对应的数值是332，X对应的倍率是10 的负1次方即0.1，所以阻值=332×0.1=33.2Q，各代码对应的数值可见附录

1.1.6电位器和可调电阻

多圈精密可调电阻，一般用作模拟量的调整，调整好后用螺丝胶固定住，避免他人再去调 整。维修时若怀疑某处模拟参数异常，在没有把握的情况下不可贸然调整可调电阻，如要调 整，须将调整前的位置标记好，以防误调整后的恢复错误

图1.10电位器和可调电阻

热敏电阻是对温度敏感的元件，不同的温度下表现出不同的电阻值。电阻值随着温度升 高而变大的称为PTC（正温度系数热敏电阻），电阻值随着温度升高而变小的称为NTC （负温度系数热敏电阻）。热敏电阻如图1.11所示

1. 1. 8电阻类元件检测判定方法

电阻是各种电路板中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路和阻 值变大最为常见，阻值变小十分罕见。小阻值电阻（1002以下）损坏时往往因为过流有烧 黑的痕迹，从外观比较容易辨别。电阻失效除了电流过大引发的损坏，工作环境因素引起的 损坏也是主要原因，如果外观观察电阻表面有锈蚀的情况，这种电阻损坏的可能性大。还有 些电阻损坏外观看不出任何异样。 为什么电阻会有以上损坏特点呢？不难想象，绕线电阻因为用的是电阻丝，这就好比白 炽灯的钨丝，通电后会有成分损耗，因而造成钨丝截面积减小，阻值自然增大了。而对于薄 膜电阻和贴片电阻的情形，我们来看一下专业的失效分析。图1.12和图1.13是失效的薄膜 电阻器表面被剥离后看到的内部情形。 我们可以看到，螺旋形的黑色电阻体某个区域因遭到侵蚀而变细或者断开，最终造成电 阻的开路或阻值增大失效。电阻体被侵蚀的原因往往是因为水汽透过电阻的保护表层，在直 流电场的作用下发生的电化学反应

工业电路板芯片级维修从入门到精通

图1.14是贴片电阻因为使用过程中引出脚银的腐蚀和迁移造成空洞不断扩大，引发阻 值变大甚至开路，

图1.12薄膜电阻开路

图1.13薄膜电阻阻值增大

图1.14贴片电阻引出脚银被腐饨

常看见许多初学者检修电路时在电阻上折腾，又是拆又是焊的，其实修得多了，你！ 了以上电阻的损坏特点，就不必大费周章

维修决窍 根据电阻查故障

电路原理告诉我们：电阻在电路中和其他元件并联以后的阻值必定小于或等于此电阻本 身的阻值，根据这个特点，我们可以不从电路板上拆下电阻而在线测量其阻值，如果测得的 阻值在误差范围内比被测电阻的标称阻值大，则此电阻一定损环（注意要等阻值显示稳定后 再下结论，因为电路中有可能并联电容元件，有一个充放电过程）。如果测得的阻值比标称 阻值小或相等，由于电路可能有其他元件并联的原因，则一般不用理会它，因为电阻阻值变 小的情况十分罕见，笔者也只见过4～20mA电流取样电路中的取样电阻有过一次这样的情 形。在维修故障不明的电路板时，可以对电路板上每一个电阻都量一遍，即使“错判一 干”，也不能放过一个！如果万用表反应够快，检测所耗工时也不会太多，万一真测出来那 么一个阻值变大的“坏家伙”，很有可能它就是电路板异常罢工的“罪魁祸首”！笔者使用 比法在维修实践中屡试不爽。

电位器常用于变频器速度调节电路中，损坏也大多是因为频繁调节引起的接触不良，或 电阻体腐蚀引起的开路及阻值调节不连续故障。损坏后取相同参数规格的代换即可。 压敏电阻损坏时一般会爆裂，或有阻值（很少见），代换时要注意尺寸和电压，

1. 1. 9 电阻的代换

在不完全清楚手头电路板原理的情况下，应该遵循的所有元件的代换原则是：以同级 或更高级参数的元件来代换。对于电阻则是：取相同或更高功率的电阻来代换，取相同 或更高精度电阻值的电阻来代换，取相同或更高温度系数品质的电阻来代换。在对频率 敏感的电路中，更要注意代换电阻对频率可能的影响。 如果对电路的原理结构非常熟悉，知晓不同参数在电路中的影响大小，也可以根据手 头现有元件方便行事。有时手头缺少某款阻值的电阻，也不妨采用串、并联的方法来组 成所需阻值的电阻，串、并联时要注意电阻功率的选取，进行必要的计算，考虑实际工作 时每个电阻都不得超出其额定功率。

电容是工控电路板中使用量仅次于电阻的元件，各种电容外形见图1.15。根据常见工 控电路板的特点，下面将电容分为铝电解电容、钼电解电容、瓷片电容、薄膜电容、固态电 容、法拉电容（超级电容）加以介绍。

铝电解电容是将铝质圆筒状外壳作为负极，内部装有液体电解质，正极由铝带连电极弓 出。经过直流电压处理后，在正极铝带上形成氧化膜介质。铝电解电容容量可以做得很大， 而且相对廉价，在低频滤波场合应用较多， 铝电解电容的容量从零点几微法到几万微法，耐压从5V到630V都算常见。如图1.16 所示。电解电容的容量误差一般都是20%

图1.15各种电容外形

图1.16铝电解电容

因为铝电解电容的制造工艺特点，实际应用中，我们不能将电容看成理想电容器，要考 虑的不仅仅是电容的电容特性，还要考虑电容的ESR（串联等效电阻）和ESL（串联等效 电感）以及漏电等参数和特性。所谓ESR，就是实际的电容器相当于理想电容器和一个电

工业电路板芯片级维修从入门到精通

阻的串联，那么在通过电容的交流电流比较大的场合，因交流电流也同时要通过串联等效电 阻，所以电源纹波会受到阻碍，滤波效果会大打折扣，同时，ESR会发热影响电容使用寿 命。实际的电容器还有一定的电感特性，对交流电压电流具有阻碍作用，频率越高，作用越 明显，因此对高频杂波的滤波效果不理想。另外，铝电解电容还存在一定的漏电流，电压越 高，温度越高，漏电越明显。 基于以上因素，电路设计者会通过并联多个铝电解电容的方式来降低ESR的影响，同 时会在铝电解电容上并联滤除高频成分的瓷片电容、独石电容等之类的小电容。 铝电解电容电解液的挥发不可避免，所以，铝电解电容几乎都会损坏，只是时间问题。 正常工作情况下，影响铝电解电容寿命的最大因素是温度。每增加10℃，电容的寿命 减半。从笔者实际维修情况统计来看，品牌好的电容如NICHICONRUBYCON等牌子电解 电容一般要10年以上才出问题，而质量不好的电容三五年就出问题。铝电解电容在代换时 须注意耐压的降比使用，应至少留足15%的耐压裕量。如24V电源使用25V耐压的电容， 短时间应该不会出现问题，时间一长，问题就会显现，电容寿命会大打折扣。铝电解电容是 有极性电容，要注意电容极性千万不可接反，否则会有爆炸危险，特别是高电压电解电容， 接反后通电的爆炸威力会让人心有余悸。铝电解电容会在外壳上将负极特别标注，代换时须 对照电路板上的正负极性，有些工控电路板不会在板上标注极性，拆卸更换之前须做好标 记，以免更换再焊接时弄错，

1.2. 2钼电解电容

图1.17钮电解电容

瓷片电容使用陶瓷做介质，其上涂覆一层金属薄膜，经高温烧结引出电极而成。瓷 量稳定，绝缘性能好，耐高压，但容量小。如图1.18所示

1. 2. 4独石电容

薄膜电容是以金属箔当电极，将其和聚乙酯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚碳酸酯等塑料薄 膜，从两端重叠后，卷绕成圆筒状的构造。而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容 （又称Mylar电容）、聚丙烯电容（又称PP电容）、聚苯乙烯电容（又称PS电容）和聚碳酸 电容。随着工艺改进，在塑料薄膜上真空蒸镀一层很薄的金属作为电极，可以省去金属箔的 厚度，便于电容的小型化。图1.20是各种薄膜电容器

图1.20戏膜电容器

薄膜电容器具有不少优良特性：无极性，绝缘阻抗很高，频率特性优异（频率响应宽 广），而且介质损失很小。因此在模拟电路中得以大量应用，高档音响更是以使用高品质薄

工业电路板芯片级维修从入门到精通

模电容器作为卖点和曦头。工业电路板中常见作为安规电容、电机启动电容以及仪器仪表电 路中的振荡、信号耦合电容

固态电容全称固态铝质电解电容，如图1.21所示，它使用了与普通铝电解电容不同的 介电材料。普通电容使用电解液，而固态电容使用导电性高分子作为介电材料，因而较之普 通铝电解电容具有很多优良特性，如环保，温度特性优良，频率特性好，寿命长，低ESR 不会爆浆、爆炸等。所以固态电容在仪器仪表、电脑主板及数码产品中已经得到大量应用 但固态电容的耐压不可以做到很高，这限制了它的应用范围

1. 2. 7 法拉电容

法拉电容亦称超级电容，通常电容量在0.1F以上。法拉电容可以大电流充电，可以很 央就充满，因为容量很大，小电流放电时间很长，表现就跟电池一样，所以在电路中常用来 代替电池给断电后的RAM供电，以保存用户参数及程序。常见的法拉电容如图1.22所示

图1.22法拉电容（超级电容）

如果超级电容失效，可能会引发电路板容易丢失参数或参数读写失败等故障。法拉电容 是否损坏可以视其电压保持时间来判断，如果在电路板断电后电压跌落很快，则排除其他原 因后，可能就是电容本身的问题，如果长时间电压跌落不明显，则此电容正常

1. 2. 8电容的参数识别

电容的基本参数有容量、耐压、温度及精度。铝电解电容的电容量相对比较大，表面有 足够的空间便于印刷字符，所以一般直接用数值标识，如0.1μF、220uF、1000μF等，耐压 和温度范围也会印在电容外壳表面。大多数薄膜电容、瓷片电容、钼电解电容因标注空间有 限，会使用类似贴片电阻上的标识方法，即第一、第二位表示数字，第三位表示倍率，单位 是pF，如103表示10000pF，224表示220000pF，有些会直接用nF单位表示，如10nF、 33nF。小于100pF的插件瓷片电容会在上面直接标注数值，如33、22等。片式瓷片电容及

独石电容一般不会在上面标注容量，我们想要知道其容量只能拆下使用电容表测量。薄膜电 容通常会在容量标注后带一个字母，对应不同精度等级，其表示意义是： D：±0.5%；F：±1%；G：±2%；J：±5%；K：±10%；M：±20%。 铝电解电容的温度范围很重要，常见有标识25～85℃及55～125℃范围，表示电容 在这个温度范围内可以正常工作

1. 2. 9 电容的测量及好坏判断

经统计，电容，特别是铝电解电容是工控电路板中最多可能引发故障的元件。随着电路 板工作时间的增加，电解电容的电解液会出现干凋，漏液情况，电容的容量会下降，ESR 增加，这会造成各种各样的电路故障。在后面章节的典型电路介绍中会特别提到。 指针式万用表可粗略测量电解电容的充放电特性及漏电情况，许多家电维修人员会使用 此法来判断电容是否失效，但这只能测量那些容量下降明显的电容以及漏电比较明显的电 容，至于电容的ESR、ESL等其他参数就无能为力了，这会漏掉对损坏电容的判断。有些 数字万用表带有电容容量测量功能，但范围有限，通常只能测量1000pF至100uF的电容， 可以测试电容容量是否下降，同样的也不能测试ESR、ESL等其他参数。能大范围测量电 容量的是电容表，通常从1pF至10mF都可以测量。 有些电解电容损坏单从外观并不能分辨出来，拆下后测量其容量也正常，此时就需要使 用专业的电容测试仪器，最直观的就是使用在线维修测试仪测试其VI曲线，具体测试和判 别方法在工具使用一章会特别介绍

1. 2. 10电容的代换

本书将电感线圈、变压器、电磁继电器和接触器归为磁性元件介绍

1.3. 1 电感线圈

电感是将导线一圈一圈绕在绝缘骨架上，绝缘骨架可以是空心、铁芯或磁芯。在工 的应用中，最常见到的是做开关电源中的滤波或储能用途。如图1.23所示，

工业电路板芯片级维修从入门到精通

电感线圈使用直接标注法，如220表示22uH，100表示10uH，4R7表示4.7uH，R10 表示0.1μH，22N表示22nH。 工控电路板维修中，电感线圈属于不易损坏的元件，偶见因腐蚀断路，电流过大烧断及 我圈匝间短路的情况。开路损坏可用万用表电阻挡测出。电感量可以用电感量测试仪测出， 实际维修时可使用测量由阻值 由容量及由威量合一的所调LCR由表来测量

1. 3. 2 变压器

变压器是利用电磁感应原理改变电压的装置，工控电路板常见的变压器是使用 频变压器（如图1.24所示）和使用铁氧体磁芯的开关变压器（如图1.25）所示。

图 1. 24工频变压器

图1.25开关变压器

理想变压器的基本特点是：输人输出交流电压的比值与输人输出线圈的匝数比值相同， 因而理论上可以对交流电压进行任意的升压或降压的变换。硅钢片铁芯的变压器，一般用于 50～400Hz的工频场合，硅钢片铁芯的磁通密度大，虽然叠加的硅钢片之间有绝缘漆绝缘， 但单片硅钢片内还是存在涡流损耗，高频场合不适用此类铁芯。铁氧体磁芯电阻率比金属、 合金磁性材料天得多，因而涡流损耗很小，用铁氧体磁芯制作的变压器用于比较高频的场 合，如开关电源的开关变压器。 变压器的损坏常见有线圈烧断开路或内部过热匝间短路。线圈开路比较好判断，量一下 电阻即可，而匝间短路判断起来就麻烦一些，但可以从通过观察变压器外观或使用比较法或 代换法来确定。一般股来说，有内部匝间严重短路的变压器，发热量较大，会将变压器线圈的 包覆材料烤焦并有或多或少的焦蝴味。比较法即找到相同好板上相同的变压器，测量相同部 位线圈的电阻值，如果相差比较大，即阻值明显偏小就可认为变压器已经损坏。另外如果有

VI曲线测试设备，可以测试线圈的VI曲线，通过比较也能大致判断好坏。代换法即用相 同变压器替换，通电后，故障消失，说明先前的变压器损坏，如开关电源中的开关变压器， 往往线圈电阻值很小，不好分辨，而找相同电源的变压器替换试验就能说明问题

1.3.3电磁继电器和接触器

电磁继电器和接触器是利用电磁线圈产生的电磁力配合弹簧和机械杠杆来控制触点的通 断的一类器件，如图1.26所示。通常继电器有密闭的封装空间：尽量减少外接不良环境对 触点的影响，相对接触器，它所控制的触点电流较小；接触器的触点电流较大。另有干簧继 电器，其原理和电磁继电器大同小异，只是触点电流相对更小，触点密封，不受尘埃、潮气 及有害气体污染，可靠性也大大提高，见图1.27

图1.26电磁继电器和接触器

图1.27干簧继电器

图1.27干簧继电器

继电器和接触器的常见故障是触点接触电阻大、触点烧死、触点闭合时开路，测试时可 以通过给线圈施加额定电压，检测触点的导通和闭合情况，可以使用万用表的欧姆挡测量触 点导通时的电阻，如无异常，基本接近02，如果102以上，则视为故障。如果触点可见， 应急维修可将触点的烧蚀氧化部分锉掉，露出金属光泽，继电器或接触器可重新投人使用， 为保险起见，建议更换新件为好

电路中用作电流保护的元件有熔断器、自恢复保险丝，用作电压保护的元件有压 瞬态电压抑制器（TVS）、齐纳二极管（稳压二极管）。滤波器通常是将若干个电 做在一起，对特定频率的电信号具有通过或阻碍作用。图1.28为各种熔断器的实物

图1.28各种熔断器实物图

熔断器烧断后，不能简单更换了事。除非熔断器确实老化，它的损坏原因必定是电路有 过流的情况发生，在过流因素排除之前，不能贸然更换熔断器后就通电。更换熔断器时，除

工业电路板芯片级维修从入门到精通

了要注意额定电流外，也要注意额定电压以及熔断速度。虽然理论上熔断器的熔断与电流直 接相关，电压似乎不是熔断器需要考虑的因素，但其实熔断器熔断后两端存在电极放电可能 生，放电击穿空气也会继续导电，给电路带来危害，所以应该选择额定电压高于或等于实际 电压的熔断器。另外替换时也要留意熔断器的熔断速度，快速熔断器用于电流冲击小、比较 平稳的电路中，慢速熔断器用在存在一定浪涌电流冲击的电路中。 熔断器是一次性的，熔断后必须更换。自恢复保险丝在通过额定以下电流时呈导通状

图1.29自恢复保险丝

态，而当它流过超出额定的电流时，就会 呈现高阻态从而将电路断开，起到保护作 用，当过流的情况消失以后，自恢复保险 丝又可以恢复到低阻态。自恢复保险丝这 个特点既可以对电路起保护作用，又可以 自保护，方便了电路维修，在现在的工控 电路板中应用比较普遍。图1.29是自恢复 保险丝的各种实物图。 工业电路的电力工作环境比较恶劣，为 防止浪涌冲击，往往在电压输入端加有压敏 电阻，压敏电阻是同熔断器一样“风格高 尚”的元件，当电压未超出范围，压敏电阻 相当于开路，不起作用，一旦电压高出某个

范围时，它以纳秒级的速度迅速短路，使后级失去电压，从而保护了后级电路。通过压敏电阻 的损坏情况，我们大致可以分析当时的故障原因。压敏电阻外形图如图1.30所示，

瞬态电压抑制器（TVS）的动作原理同压敏电阻类似，但动作速度更快，相较压敏电

阻纳秒（ns）级的速度，TVS的速度为皮秒（ps） 级。TVS的额定反向关断电压是它在正常状态下 能够承受而不会击穿的反向电压，这个电压应该 高于被保护电路的正常工作电压，但低于被保护 电路的可承受极限电压。如图1.31所示。 齐纳二极管，也叫稳压二极管，当电压高出 其电压临界稳定点时，反向击穿，电流增大而电 玉保持稳定，从而保护了后级电路。 TVS和稳压二极管常见并联于电源的两端 其动作电压高出电源电压些许，如24V电源端可 见使用30V的TVS或稳压二极管，5V电源端使

图1.31瞬态电压抑制器(TVS)

用6.2V的TVS或稳压二极管。 TVS或稳压二极管常见的损坏故障是短路。因为并联在电源两端的缘故，确定哪个元件 路可能要查很多元件，但TVS或稳压二极管总归概率要大些GB/T 3884.14-2012 铜精矿化学分析方法 金和银量测定 火试金重量法和原子吸收光谱法，所以维修人员碰到上述短路 情况后，可以从先查TVS或稳压二极管入手

1. 5 光电及显示元件

工控电路板常见的光电及显示器件有LED、数码管、红外发射及接收器件、光电耦合 器、显示器、光纤组件、激光元件和模块，我们将光电耦合器放在集成电路类别里单独 介绍。

在工控电路板中，各种颜色的LED用来指示电路的工作状态：通常，绿色LED用来指 示电源开启或是机器的正常运行状态，红色LED用来指示错误及报警状态。通过观察LEL 的亮灯状态，结合机器操作手册，可以大致清楚机器的故障类型，为维修入手提供依据。发 光二极管是极不容易损坏的器件，即使损坏，对电路的正常工作也不会构成实质影响。 白光LED因为发光效率高，寿命长，近些年来得到很大发展。 数码管也是由若干LED组成，通过芯片控制不同的发光段组合来得到显示的字符或图 形。LED管和数码管外形见图1.32

1. 5. 2 红外发射及接收器件

图1.32LED管和数码管

红外线发射管属于二极管类，正向通电后可以发射某个波长的红外线，并有一定的 。如图1.33所示。 红外线接收管有两种，一种是光电二极管，另一种是光电三极管。光电二极管是在

SN/T 5234-2020 进出口婴童纺织产品 附件安全性能测试方法图1.33红外发射及接收器件外形