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浅谈舰船电子装备的器件级维修

2018-04-16海军士官学校孔大伟

电子世界 2018年22期
关键词:保险丝电路板集成电路

海军士官学校 孔大伟

92730部队25分队 蔡昱明

电子装备维修按照维修的复杂程度可分为板级维修和器(元)件级维修两种。在元件级维修中遵从故障检测、元器件拆焊、寻找备份元件三个环节,就会提高维修的进度和效率,根据故障检测的特点了解故障类型,熟悉故障原因。节约维修的时间和费用,为电子装备的维修提供了良好前提条件。

随着装备的日益更新和当电子技术的飞速发展,现代电子技术被大量应用到舰艇指控、火控、雷达、声纳、电子战等武器系统中,但随着使用年限的增加,一些装备已陆续进入了维修高峰期。搞好舰船电子装备的维修涉及到维修人员、技术等方面的因素。本文着重讨论元件级维修的方法、意义以及特点等。

一、元件级维修的意义

装备及其各种维修保障资源的特征决定修理所维修保障队伍的组织方式及素质要求,装备维修方式的改进和维修效率非常重要,装备的维修需要对保障人员的组织方式和素质要求很高,尽管当前装备更新换代很快,但部队舰船装备的维修任务主要还是靠人。维修保障舰船战斗力得以持续和再生的物质基础和基本保证,优良的维修方法可以有效地提高维修能力和效率,降低维修费用。

舰船电子装备维修分为两级,即换板级维修和元件级维修。换板级维修,就是当设备发生故障时,通过检测和自动功能分析出有故障的电路板。舰船电子装备主要由许多电路板组成,只要其中一块电路板出现故障就会引起整个装设备故障,用一块好的备件板将其替换,使装备恢复正常工作。所谓元件级维修是指:在电路板上的电子元器件中,有一个或几个元器件发生故障引起电路板故障。通过各种方法找出电路板上的故障元件,更换后修复电路板功能。

换板级维修在实际维修过程中相对容易,但前提条件是必须有备用板,但备用板价格高,部分电路板无备用板。元件级维修难度相对要高。电路板上的元器件中大多数为通用元件,容易损坏的元件也比较多。由于通用元件价格低,所以,元件级维修的费用大大的低于板级维修。且可以迅速开展维修工作,不受装备生产厂家的限制.因此,开展元件级维修以及元件级维修技术的推广是提高舰船装备维修保障技术能力的关键问题。

二、元件级维修的环节

(一)故障检测

由于目前的舰船电子设备大量使用微电子技术和计算机技术,其电路板都相当复杂,所以,一般故障检测是利用适当的检测仪器仪表,找出电路板上的故障元件,对故障元件进行更换以次来恢复装备的工作效能。

(二)元器件拆焊

随着电路工艺的发展,印刷电路板采用了表面贴装工艺和高密引脚封装元件。因此,元器件拆焊工作对技术要求越来越强,不恰当的拆焊可能会损坏电路板,所以必须使用专用拆焊工具和熟练的使用技术。

(三)替换备份元件

在部队由于舰船空间的限制,配备的机加工设备相对较少,修理所的设备比较齐全、配套,既有刨床、钻井等机加工设备,又有电焊、氩弧焊等焊接设备,还有一些特装维修设备。因此院校在培养岗位合格的维修士官人才时应本着学员将来“用什么、学什么、缺什么、补什么”的原则,努力抓好学员的实际操作能力的培训,使学员能达到会修、会焊、会补和会排除一般故障,努力提高学员对电子元件维修知识的掌握和技能的熟练。

三、常见元器件故障

1.击穿

集成电路常见击穿的包括输出端对地、对电源击穿,输入端对地、对电源击穿。偶而也可碰到某两个输入或输出端子间的击穿。判断击穿的方法通常是用万用表测量集成电路各插脚对地、对电源以及与其它插脚之间的电阻,亦可用数字万用表的二极管档测量,但在测量时要注意,若发现短路或低阻情况,应该将万用表的两点表笔交换一下位置再测一次,只有当正反向测试均为短路或低阻的情况才能确定为短路故障。

2.过热

除了功率集成电路,一般集成电路均为小功率器件,用手触摸不应感到发烫,若发现集成电路发烫,则该集成电路或与该集成电路相关的电路很可能有故障。

3.数据遗失或不稳

许多集成电路中含有数据存贮器或数据寄存单元,如ROM、RAM、EPROM、E2ROM、PROM以及各种单片计算机,单片机外围接口集成电路、数控电位器、各种寄存器、锁存器等。

4.放大倍数变化

晶体三极管的放大倍数离散性很大,同一种型号的晶体管,其放大倍数可能在很大范围内变化,如同样是3DK9A的管子,电流放大倍数Hfe变化范围为20~200。检查放大倍数可将三极管从电路上拆下,然后用三用表放大倍数测试档测试,同时要注意实际电路的允许变化范围。

5.短路

印制板的短路是指印制板中的轨迹与轨迹之间,轨迹与焊盘或过孔之间短路。当印制板发生短路故障时,要确定是哪两个轨迹或轨迹与焊盘发生了短路现象往往比较容易,但要确定短路的位置往往十分困难。下面以两个轨迹之间发生短路现象为例说明查找短路位置的方法:(1)检查两轨迹之间是否有异物(如焊锡、螺丝、外导元件等)产生的搭接现象,若有排除之;(2)检查两轨迹之间是否有元件跨接,若有应逐个检查各个元件是否有击穿现象;(3)注间观察各轨迹的过孔处,是否有短路现象,各轨迹上是否有长有毛刺的地方(毛刺在新制的电路板上比较常见)。若有则排除之。

6.开路

印制轨迹的开路常常是由于印制板通过的电流过大而熔断,或受到腐蚀,划痕引起的,也可能是制作时存缺陷,然后受外力应变引起断裂。前三种情况只要仔细观察就可发现。最后一种情况需用电表仔细测量和检查。

7.绝缘降低

印制电路板绝缘降低,往往是由于元器漏液(特别是电解电容、电池漏液)以及电路长期处于潮湿的环境下引起的,因此发现元件漏液一定要尽快用无水酒精擦洗干净。

8.电容器类

在声纳上应用较多的电容主要有陶瓷、云母、纸质、油浸纸质及可变电容器等,它们的主要故障是打穿、漏电、漏油、开路、变值、可变电容器常常发生碰片等现象。

9.变压器和阻流圈

变压器和阻流圈产生的故障多由于外界原因所引起的。例如,当负荷短路时,由于流过线圈的电流超过额定值,变压器温度升高,可能使线圈短路、断路或绝缘击穿。当通风不良、温度过高或受潮时,亦会产生漏电或绝缘击穿的现象。

10.保险丝类

保险丝是一种安全保险的装置。当电路电流超过其额定值时,保险丝熔断,使电路自动断开。当发现保险丝熔断时,一般应对电路进行检查。有时亦可更换适当的保险丝试验。如还烧断,就应找出引起电流过大的原因,排除后再换新保险丝。声纳装置上应用的各种型式的插入式保险丝,可能产生接触不良的故障,有时因产生接触电阻,电流流过时发热,也能把保险丝烧 断。目前声纳上有的情况下用空气开关来代替保险丝,这种情况下发现断电时,只要将开关重新合上即可。

11.继电器及开关类

继电器及开关的触点易产生接触不良的故障,尤其是通过大电流的接触点,更容易因打火而烧坏触点,使其接触不良,使用中应多加注意。继电器和开关的接线有时亦可能产生松脱或短路现象,工作中应多加检查。

四、元件级维修面临的问题

装备维修保障能力研究是复杂的系统分析过程,与装备本身的可靠性、维修性、维修保障作业等因素有关,也涉及装备的部署、使用和维修保障体系信息。因此,一方面,追求系统化应用计算机分析;另一方面,可信的、系统全面的整机检查掌握维修保障资源信息。采用现代电子技术的电路板的故障检测,是技术性很强的工作。对于维修士官存在以下难点:

(一)被测电路板的有关技术资料

新一代大型电子装备一般不提供详细技术资料,更没有详细电路图,由于学员的实践经验匮乏,这就使检修工作格外困难。

(二)电路测试条件

在维修过程中,脱离设备的电路板是没有信号可测的,舰船维修人员在现有条件下,自己也很难创造其他联机测试条件。缺乏联机测试条件是舰船电子装备器件级维修的一个难题。

(三)故障类型

由于舰船电子装备越来越先进,故障类型越来越繁多,故障原因越来越复杂,对维修人员的装备维修知识要求越来越高。目前舰员动手能力不强、实际操作水平低,有的对职掌装备的管理、使用不熟悉;对装备维护保养技能不强,保养不彻底、不到位。导致装备在使用阶段电路容易损坏。

目前,许多舰艇已服役多年,装备本身的设计问题是难以解决的。但装备操纵人员必须加强自身业务水平,要刻苦学习专业的各种理论知识,努力提高自身的维修能力,要敢动机器、敢修机器、会修机器。为保障舰船良好的作战效能发挥重要的作用,为舰员的业务技术培训提高健全的客观条件和基础。

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