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    CPU基本電路的檢修

    發布日期:2018-08-06 15:38:53

      CPU(單片機芯片)本身的故障率是極低的,除遭遇異常情況如變頻器引入雷擊造成的損壞外,本身的電氣故障較難碰到。CPU的損壞,因內含運行程序,廠家又出于技術保密的原因,盡最大能地采取了一些保密措施,要將程序解密重新對芯片進行重新拷貝是困難的,一般維修人員不具備此種技術手段,這其中是否也牽扯到知識產權的問題。因而損壞后,需購用廠家提供的已拷貝好程序的芯片,或從同型號線路板上拆換,或干脆換用CPU主板。
      對CPU基本電路的檢查,其主要內容是對其工作三要素等工作條件的檢查,和故障修復。
      CPU基本電路(三要素電路)的故障,其典型特征是:上電后在供電電源正常的情況下,操作面板無顯示,或顯示某一固定字符,變頻器無初始化動作過程,操作顯示面板所有操作失靈,類似電腦出現了不能開機和“死機”的現象。
      故障實質:A、CPU工作三要素中,至少有一種要素不具備,CPU不能完成初始化操作,程序被“卡”住;B、CPU在自檢過程中檢測到危險故障信號存在,處于故障鎖定狀態中,所有操作被拒絕,這是一種“CPU主板偽故障”現象,檢查和排除故障原因,則CPU“罷工”的現象也隨即消失;C、由雷擊或供電異常造成CPU芯片損壞。
      注意:遇有程序“卡死”現象,務必先行排除“CPU主板偽故障”,再對CPU的三要素等電路進行檢修。重點檢測OC故障報警電路,詳見第四、五章的相關內容。
      對CPU是否已經工作或三要素電路是否正常,可先作一大致判斷:
      1、變頻器上電期間,細聽充電繼電器或接觸器有無“啪嗒”的吸合聲,若有,說明三要素電路都正常,CPU已經正常工作。變頻器處于故障鎖定狀態;
      2、觀察操作顯示面板,一般有一個“開機字符”,呈閃爍狀態,最后穩定為某一字符,有此過程,說明CPU也已進入工作狀態;
      3、若清楚該臺變頻器的上電自檢流程,和各腳電位狀態,可配合檢測相關引腳的電壓變化和電平狀態,來判斷CPU是否處于工作中。利用操作顯示面板的按鍵信號輸入,和檢測電路關鍵點的電壓變化,判斷CPU是否處于工作狀態。如按動面板復位鍵,變頻器狀態信號輸出繼電器,可能會發出“啪嗒”的開、斷聲,同時驅動電路的復位信號輸入腳,有相應的電平變化。說明CPU能接受復位信號輸入,能將故障復位信號輸出到驅動電路。說明CPU工作正常。
      4、判斷CPU沒有投入正常工作,即可對CPU的基本工作電路進行檢查。
      對三要素電路的故障檢查:
      1、+5V供電電源電路的檢查。檢查CPU的VDD、VSS、Vcc、GND等電源引腳,確認電源供電正常,+5V供電回路往往接有千微法級較大容量的濾波電容器,當其容量嚴重下降時,會使CPU程序運行紊亂,易進入程序“死循環”;
      2、對復位電路的檢查。復位電路為CPU的復位腳提供一個上電期間的脈沖電壓,脈沖電壓的持續時間為μs級。故需低脈沖進行的復位的,其CPU復位腳靜態電壓應為+5V,需高電平脈沖進行復位的,其CPU復位引腳靜態電壓應為0V低電平。對復位電路的檢測手段:
      a、根據CPU復位引腳需要高或低脈沖電壓的要求,測量其靜態電位是否正常。若靜態電壓異常,查CPU外接復位電路??蓴嚅_CPU的引腳,判斷復位腳電壓異常是復位電路故障,還是CPU復位腳內部電路損壞。
      b、若靜態電壓正常,可用人工強制復位方法判斷CPU是否能正常工作。方法是:對CPU復位腳靜態電壓為+5V的,則用金屬導線快速將復位腳與供電地短接一下,人為形成一個低電平信號輸入;若復位腳靜態電壓為0V的,則用導線快速將復位腳與供電+5V短接一下,人為形成一個高電平信號輸入。
      c、人為強制復位后,若CPU能正常工作——表現為操作顯示面板的內容變化,可以修改參數等,說明外接復位電路故障,須更換損壞元件。對于采用專用三線端復位元件的,如無原型號元件代換,可搭接阻容元件電路應急修復;
      d、強制復位無效,應進一步檢查晶振電路。
      3、對晶振電路的檢查。晶振電路的外接元件較少,一般僅為兩只電容和一只晶振。常見電路故障有以下幾種:
      a、因晶振元件內部為石英晶體,受劇烈震動后容易碎裂失效;
      b、如晶振或電容漏電,會使信號傳輸損失加大,而引起停振;
      c、CPU內部振蕩電路損壞,須更換CPU。
      測量方法:a振蕩脈沖為矩形方波,其引腳電壓約為0V和+5V的中間值,兩引腳的電壓值略有差異,相差0.3V左右。其中X2引腳為2V,X1則為2.3V,測量時請用數字萬用表的電壓檔,如用指針表,因內阻偏低,有可能引起停振,使測量結果不準;b、若晶振微漏電或性能變差,當用電烙鐵輕燙晶振引腳時,CPU主板恢復正常工作,可能為晶振低效,更換晶振;c、懷疑晶振不良時,最好是用優良晶振代換試驗。摘下晶振進行檢查時,可以晃動晶振,細看其內部有無細微的嘩啦聲,若有,說有晶振受振動而損壞。測量兩引腳電阻值,應為無窮大,有電阻值說明漏電。若有電容表測量兩引腳,好的晶振有PF級電容量,其容量值隨標稱頻率的升高而減小。e、晶振的不良,還有一種極少見的情形,因結構形變或機械老化原因,使電路振蕩頻率偏低于標稱頻率值,CPU時鐘脈沖的頻率降低,一是導致系統運行變緩,二是因時間基準值變化,使CPU對路輸入電流、電壓信號的采樣出現誤差,使運行電流、輸出頻率的顯示值也出現相應偏差,嚴重時有可能使CPU出現誤停機動作。此一故障的出現,則表現為疑難故障了。
      對CPU外部存儲器的故障檢查。變頻器能操作運行,參數也能被修改,但停電后,修改后的參數值不能被存儲,說明機器有外部存儲器故障。檢測CPU外部存儲器的供電和與CPU連接線的狀態,因CPU與外部存儲器之間傳輸的是“脈沖流信號”,很難從其引腳電壓的高低判斷其工作好壞,可以從同型號的線路板上拆下好的存儲器,代換試驗。注意:若換用新的空白存存儲器芯片,機器將不能工作,存儲器中出廠時已存有用戶控制參數。有條件的,可將原存儲內容拷貝到新的芯片中?;驈闹圃鞆S家購得存儲器芯片,進行更換。
      操作顯示面板的檢修。 1、操作顯示面板上的按鍵及調速電位器,都屬于易損件,又因工作現場粉塵、潮濕等因素,造成接觸不良,造成輸出頻率不穩或按鍵不能寫入參數等故障,可更換修復;2、LED顯示筆劃不全,因震動造成內部驅動電路引腳虛焊、銅箔條斷裂等,焊接修復;3、供電正常,但無顯示,或顯示一固定字符,可有相同型號的操作面板代換試驗,若屬于操作顯示面板故障,可從廠家購得整體更換。4、代換操作顯示面板無效,檢查CPU與操作顯示面板之間的數據通訊模塊——RS442/RS485收發器等電路。

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