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行业百科

CPU基本电路的检修

发布日期:2018-08-06 15:38:53

  CPU(单片机芯片)本身的故障率是极低的,除遭遇异常情况如变频器引入雷击造成的损坏外,本身的电气故障较难碰到。CPU的损坏,因内含运行程序,厂家又出于技术保密的原因,尽最大能地采取了一些保密措施,要将程序解密重新对芯片进行重新拷贝是困难的,一般维修人员不具备此种技术手段,这其中是否也牵扯到知识产权的问题。因而损坏后,需购用厂家提供的已拷贝好程序的芯片,或从同型号线路板上拆换,或干脆换用CPU主板。
  对CPU基本电路的检查,其主要内容是对其工作三要素等工作条件的检查,和故障修复。
  CPU基本电路(三要素电路)的故障,其典型特征是:上电后在供电电源正常的情况下,操作面板无显示,或显示某一固定字符,变频器无初始化动作过程,操作显示面板所有操作失灵,类似电脑出现了不能开机和“死机”的现象。
  故障实质:A、CPU工作三要素中,至少有一种要素不具备,CPU不能完成初始化操作,程序被“卡”住;B、CPU在自检过程中检测到危险故障信号存在,处于故障锁定状态中,所有操作被拒绝,这是一种“CPU主板伪故障”现象,检查和排除故障原因,则CPU“罢工”的现象也随即消失;C、由雷击或供电异常造成CPU芯片损坏。
  注意:遇有程序“卡死”现象,务必先行排除“CPU主板伪故障”,再对CPU的三要素等电路进行检修。重点检测OC故障报警电路,详见第四、五章的相关内容。
  对CPU是否已经工作或三要素电路是否正常,可先作一大致判断:
  1、变频器上电期间,细听充电继电器或接触器有无“啪嗒”的吸合声,若有,说明三要素电路都正常,CPU已经正常工作。变频器处于故障锁定状态;
  2、观察操作显示面板,一般有一个“开机字符”,呈闪烁状态,最后稳定为某一字符,有此过程,说明CPU也已进入工作状态;
  3、若清楚该台变频器的上电自检流程,和各脚电位状态,可配合检测相关引脚的电压变化和电平状态,来判断CPU是否处于工作中。利用操作显示面板的按键信号输入,和检测电路关键点的电压变化,判断CPU是否处于工作状态。如按动面板复位键,变频器状态信号输出继电器,可能会发出“啪嗒”的开、断声,同时驱动电路的复位信号输入脚,有相应的电平变化。说明CPU能接受复位信号输入,能将故障复位信号输出到驱动电路。说明CPU工作正常。
  4、判断CPU没有投入正常工作,即可对CPU的基本工作电路进行检查。
  对三要素电路的故障检查:
  1、+5V供电电源电路的检查。检查CPU的VDD、VSS、Vcc、GND等电源引脚,确认电源供电正常,+5V供电回路往往接有千微法级较大容量的滤波电容器,当其容量严重下降时,会使CPU程序运行紊乱,易进入程序“死循环”;
  2、对复位电路的检查。复位电路为CPU的复位脚提供一个上电期间的脉冲电压,脉冲电压的持续时间为μs级。故需低脉冲进行的复位的,其CPU复位脚静态电压应为+5V,需高电平脉冲进行复位的,其CPU复位引脚静态电压应为0V低电平。对复位电路的检测手段:
  a、根据CPU复位引脚需要高或低脉冲电压的要求,测量其静态电位是否正常。若静态电压异常,查CPU外接复位电路。可断开CPU的引脚,判断复位脚电压异常是复位电路故障,还是CPU复位脚内部电路损坏。
  b、若静态电压正常,可用人工强制复位方法判断CPU是否能正常工作。方法是:对CPU复位脚静态电压为+5V的,则用金属导线快速将复位脚与供电地短接一下,人为形成一个低电平信号输入;若复位脚静态电压为0V的,则用导线快速将复位脚与供电+5V短接一下,人为形成一个高电平信号输入。
  c、人为强制复位后,若CPU能正常工作——表现为操作显示面板的内容变化,可以修改参数等,说明外接复位电路故障,须更换损坏元件。对于采用专用三线端复位元件的,如无原型号元件代换,可搭接阻容元件电路应急修复;
  d、强制复位无效,应进一步检查晶振电路。
  3、对晶振电路的检查。晶振电路的外接元件较少,一般仅为两只电容和一只晶振。常见电路故障有以下几种:
  a、因晶振元件内部为石英晶体,受剧烈震动后容易碎裂失效;
  b、如晶振或电容漏电,会使信号传输损失加大,而引起停振;
  c、CPU内部振荡电路损坏,须更换CPU。
  测量方法:a振荡脉冲为矩形方波,其引脚电压约为0V和+5V的中间值,两引脚的电压值略有差异,相差0.3V左右。其中X2引脚为2V,X1则为2.3V,测量时请用数字万用表的电压档,如用指针表,因内阻偏低,有可能引起停振,使测量结果不准;b、若晶振微漏电或性能变差,当用电烙铁轻烫晶振引脚时,CPU主板恢复正常工作,可能为晶振低效,更换晶振;c、怀疑晶振不良时,最好是用优良晶振代换试验。摘下晶振进行检查时,可以晃动晶振,细看其内部有无细微的哗啦声,若有,说有晶振受振动而损坏。测量两引脚电阻值,应为无穷大,有电阻值说明漏电。若有电容表测量两引脚,好的晶振有PF级电容量,其容量值随标称频率的升高而减小。e、晶振的不良,还有一种极少见的情形,因结构形变或机械老化原因,使电路振荡频率偏低于标称频率值,CPU时钟脉冲的频率降低,一是导致系统运行变缓,二是因时间基准值变化,使CPU对路输入电流、电压信号的采样出现误差,使运行电流、输出频率的显示值也出现相应偏差,严重时有可能使CPU出现误停机动作。此一故障的出现,则表现为疑难故障了。
  对CPU外部存储器的故障检查。变频器能操作运行,参数也能被修改,但停电后,修改后的参数值不能被存储,说明机器有外部存储器故障。检测CPU外部存储器的供电和与CPU连接线的状态,因CPU与外部存储器之间传输的是“脉冲流信号”,很难从其引脚电压的高低判断其工作好坏,可以从同型号的线路板上拆下好的存储器,代换试验。注意:若换用新的空白存存储器芯片,机器将不能工作,存储器中出厂时已存有用户控制参数。有条件的,可将原存储内容拷贝到新的芯片中。或从制造厂家购得存储器芯片,进行更换。
  操作显示面板的检修。 1、操作显示面板上的按键及调速电位器,都属于易损件,又因工作现场粉尘、潮湿等因素,造成接触不良,造成输出频率不稳或按键不能写入参数等故障,可更换修复;2、LED显示笔划不全,因震动造成内部驱动电路引脚虚焊、铜箔条断裂等,焊接修复;3、供电正常,但无显示,或显示一固定字符,可有相同型号的操作面板代换试验,若属于操作显示面板故障,可从厂家购得整体更换。4、代换操作显示面板无效,检查CPU与操作显示面板之间的数据通讯模块——RS442/RS485收发器等电路。

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