哪些元器件会引起电路故障?这篇文章告诉你,也欢迎大家继续补充!
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电容在电路中扮演着至关重要的角色,犹如电路的 “守护神”。
它主要用于电源滤波、信号耦合、旁路、去耦以及储能等方面。在电源电路中,电容能够滤除交流纹波,使输出的直流电压更加平滑稳定,就像一个 “滤网”,将电源中的杂质去除,为后续电路提供纯净的电能。
在信号电路里,电容可以耦合信号,让交流信号顺利通过,同时阻隔直流成分,确保信号传输的准确性和稳定性。
然而,电容也可能成为电路故障的 “罪魁祸首”。
比如在一些开关电源中,电解电容可能会因承受过高的电压或过大的纹波电流而损坏。当电解电容损坏时,可能会导致开关电源无法正常启动,就像一辆汽车失去了启动的关键部件一样。
我曾经遇到过一个案例,一台电脑的主板突然无法开机,经过仔细检查,发现是主板上的电解电容鼓包漏液,导致电路短路,从而使整个主板无法正常工作。
电容故障的表现形式多种多样。
常见的有容量变小,这会使得电容在滤波或耦合信号时效果大打折扣,导致电路输出的电压或信号出现波动或失真;
漏电则会造成电路的功耗增加,甚至可能引发其他元件的损坏;
严重时还会出现短路,使电路中的电流瞬间增大,可能烧毁保险丝、开关管等元件,就像电路中突然出现了一道 “闪电”,对整个电路造成严重破坏。
电容的寿命与环境温度密切相关。
一般来说,环境温度越高,电容的寿命就越短。
这是因为高温会加速电容内部电解液的蒸发和化学反应,从而使电容的性能逐渐下降。
例如,在一些高温环境下工作的电子设备,如工业控制电脑、汽车电子设备等,电容更容易出现故障。
有研究表明,当环境温度超过电容的额定工作温度时,每升高 10℃,电容的寿命可能会缩短一半。
因此,在设计和使用电路时,对于那些靠近热源的电容,如 CPU 附近的电容,要特别注意其散热问题,可以通过增加散热片、改善通风条件等方式来降低电容的工作温度,延长其使用寿命。
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电阻虽不是电路中损坏率最高的元件,但因其数量众多,在电路故障里也扮演着不可忽视的角色。常见的电阻类型有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻等,其中碳膜电阻和金属膜电阻应用最为广泛。
电阻损坏以开路最为常见,阻值变大的情况较少,阻值变小则十分罕见。从阻值分布来看,低阻值(100Ω 以下)和高阻值(100kΩ 以上)的电阻损坏率相对较高,而中间阻值(如几百欧到几十千欧)的电阻极少损坏。
在外观表现上,低阻值电阻损坏时往往会烧焦发黑,很容易被发现;高阻值电阻损坏时却很少留下明显痕迹。
*图为AI生成
像线绕电阻,一般用于大电流限流,阻值不大,圆柱形线绕电阻烧坏时,有的会发黑或表面爆皮、裂纹,有的则可能毫无痕迹。水泥电阻作为线绕电阻的一种,烧坏时可能会断裂,也可能没有可见痕迹。
保险电阻烧坏时,有的表面会炸掉一块皮,有的却没有什么痕迹,但绝不会像低阻值电阻那样烧焦发黑。
在检查电阻是否损坏时,我们可以先观察电路板上低阻值电阻有无烧黑的痕迹。再依据电阻损坏时绝大多数开路或阻值变大以及高阻值电阻容易损坏的特点,用万用表在电路板上直接测量高阻值电阻两端的阻值。
若量得阻值比标称阻值大,则该电阻很可能已损坏。需注意,要等阻值显示稳定后再下结论,因为电路中可能并联有电容元件,会有充放电过程。
如果量得阻值比标称阻值小,一般可暂不做理会。
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运算放大器的好坏判别对许多电子维修者来说颇具难度。理想运算放大器具有 “虚短” 和 “虚断” 的特性,这两个特性对分析线性运用的运放电路十分有用。为了保证线性运用,运放必须在闭环(负反馈)下工作。若没有负反馈,开环放大下的运放就成为一个比较器。
要判断运算放大器的好坏,首先得分清它在电路中是作放大器用还是比较器用。根据放大器虚短的原理,如果运算放大器工作正常,其同向输入端和反向输入端电压必然相等,即使有差别也是毫伏级的。
当然,在某些高输入阻抗电路中,万用表的内阻会对电压测试产生一定影响,但一般也不会超过 0.2V,如果有 0.5V 以上的差别,则放大器大概率损坏。
如果器件是作比较器用,则允许同向输入端和反向输入端不等,同向电压>反向电压时,输出电压接近正的最大值;
同向电压<反向电压时,输出电压接近 0V 或负的最大值(视乎双电源或单电源)。若检测到电压不符合这个规则,则器件很可能有问题。
如此一来,无需使用代换法,也不用拆下电路板上的芯片就能判断运算放大器的好坏了。
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除了电容、电阻和运算放大器外,还有一些元器件也容易引发电路故障。
二极管在电路中具有单向导电性,常用于整流、稳压、开关等功能。但二极管容易因过电压、过电流、高温等因素损坏。
例如在电源电路中,若输入电压突然升高超过二极管的反向击穿电压,二极管可能被击穿短路,导致电源输出异常,甚至可能损坏后续电路中的其他元件。
像续流二极管,在开关电源、电感负载电路中起续流作用,一旦发生故障,会使电感中的电流无法正常续流,可能损坏主开关元件。
三极管也是常见的易故障元件,它在电路中可用于信号放大、开关控制等。三极管可能因过压、过流、静电击穿等原因损坏。
比如在一个音频放大电路中,如果三极管的集电极电流过大,超出其额定值,会使三极管发热严重,可能导致其性能下降甚至烧毁,使音频信号无法正常放大输出。
在电脑主板电路中,若因静电未释放干净,可能会击穿三极管,造成主板无法正常工作。
集成电路是将多个电子元件集成在一个芯片上的器件,虽然功能强大,但也较为脆弱。高温环境会对集成电路产生诸多不良影响,如导致参数漂移,使阈值电压、电流增益等发生变化;
长时间高温可能引起耐久性下降,出现氧化层破裂、金属键合断裂等物理损坏,造成性能退化或故障;
还可能加速内部缺陷暴露和劣化,引发早期失效。在一些高性能处理器中,若散热不良,温度过高,处理器会自动降频工作甚至关闭某些工作单元,以避免因过热而损坏集成电路。
*图为AI生成
还有哪些器件容易引发故障?欢迎大家补充。
注:封面图及文中所有的图均为AI生成