电子电路故障原因与检测技术分析

李云松王玥

摘要：随着经济社会的发展，电子产品日新月异，出现了全自动洗衣机、扫地机器人、智能电饭煲、智能门锁等诸多智能家电，这些电气设备的电路设计尤为复杂，如果发生故障，怎样迅速排查、修复故障是技术人员现阶段首先需要解决的问题。电子电路是电气设备非常关键的一部分，同时为各功能的正常运转提供了重要保障。而受运行环境、焊接工艺、接线错误、元件质量等因素的影响，除了安装检测电子电路外，还需定期对其进行调整改进，如此方可达到规定的技术要求。因此，一定要结合实际情况正确选用故障检测方法，以更好地排查、诊断与分析故障，保障电子电路能够处于正常运行状态，防止同类型故障再次发生，确保电子电气设备具备安全的性能。

关键词：电子电路；故障原因；检测技术

引言

电子电路在使用过程中是否稳定会直接关系到电子电路的应用体验，然而电子电路在实际的日常应用中，随着外部环境、人为因素等诸多影响，可能会出现一些故障，在面对这些故障时，需要明确故障出现的原因才能够及时进行修复，因此需要对电子电路故障进行检测。电子电路故障检测技术较多，需要选择适当的技术进行检测才能够保证检测效果，需要相关人员明确各项检测技术，进行科学的选择。

1电子电路故障的原因

1.1外部因素引发电子电路设备故障

在电子设备运行过程中，或多或少都会受到外部环境的影响，一旦外部湿气较大，又或是出现大量灰尘，则电子设备内部零件被腐蚀的概率就会大大增加，从而造成零件生锈，这些零件在运行中极易对电子设备的正常运行造成影响，改变电子设备运行环境，同时还会影响电子设备的运行情况。长时间使用电子设备，设备开始发热，此时忽然把电子设备放入低温或高温环境之中，因为电网电压较大，设备会出现较大的波动，进而阻碍电子设备正常运行，导致电子电路设备出现故障。除此之外，若是未在固定的时间对电子设备开展养护工作，电子设备内部零件因为使用时间过长，也会发生磨损，进而大大缩短了设备使用时间，甚至会导致电子电路停止运行。同时，工作人员若是未加大电子设备防雷工作处理力度，也易导致电子设备被雷击，进而导致故障问题出现，对电子设备的正常使用造成影响。

1.2人为因素

人为因素导致电子电路出现故障的情况主要有以下四种：（1）部分设计人员在设计电子电路时由于工作失误或专业程度不足等原因存在错误，导致电子电路在设计之初就存在一定缺陷，这些电子电路在使用过程中容易出现故障。同时，设计人员完成设计后需要组装人员进行组装，如果组装人员没有按照设计选取电路零件也会导致电子电路容易出现故障；（2），在进行电子电路元件安装时，一旦安装人员出现安装错误或连线连接不牢固的情况也会导致电子电路在使用中出现故障；（3）电子电路需要定期维护，部分维护人员在维护过程中操作不当或替换原件时安装存在问题都会使电子电路后续使用时出现故障；（4）一般而言，电子设备都是需要人工进行操作的，一旦工作人员本身对于电子设备的了解程度不足，则会出现错误操作，操作上的失误不仅会影响设备的正常使用，还会使电子电路发生波形异常等情况，从而导致故障出现。

1.3电子设备故障的原因

随着设备的使用，元器件可能会受到环境因素、热量和电压等因素的影响，逐渐失去其最初的性能和可靠性。电容器漏电和晶体管击穿等现象可能会因老化而频繁出现。这些老化现象会导致电子电路的正常工作受到干扰，甚至引发电路故障。当设备使用时间较长时，震动、振动或运输过程中的冲击可能会导致设备内部线路连接不良或损坏，如设备突然断电、信号传输错误或波形失真等。此外，焊点虚焊也是由于设备使用时间较长而导致的问题。随着设备使用次数的增加，焊点可能会出现磨损、疲劳或因环境温度变化而松动。当焊点失去稳定的连接时，电子电路的正常工作将受到严重干扰，甚至可能导致电路失效。

2电子电路故障的检测方法

2.1视觉检测法

视觉检测法是最常见的电子电路故障检测方法，通过观察电路元器件的表面，对元器件是否存在损伤、碰撞等现象进行检查，在此基础上初步建立维修方案。首先，需要对元器件的外观进行检查，通过观察元器件的外观，对元器件的烧焦、损坏现象进行检查，特别是在元器件出现变色、烧焦现象的情况下，需要重点检查该元器件是否出现损坏失效现象，并将其的维修作为电子电路维修的重点。其次，需要对电子电路的连通情况进行检查，确保各个线缆的连接方式符合电子电路的运行要求，同时需要对连接处的焊接、结合情况进行检查，确保线缆连接规范、标准，并对存在问题的地方进行及时的修复。而在焊接处的检查过程中，还需要对焊点的均匀程度、卷起、断裂现象进行检查，以避免焊接质量不佳所造成的开路短路现象。最后，还需要对设备进行拆装检查，通过拆开不同的电路，并对电路元器件的位置、数量进行判断和比较，同时还需要对电路元器件的损伤情况进行检查，以保障电路元器件工作在良好的状态下。作为初级检测方法，视觉检测通常与其他检测方式一同使用，但是在电子电路检查的过程中，对电子电路变色现象的检查，可以进一步确定故障检测的重点区域，并配合其他检测方式提升故障检测的精度。

2.2信号追踪法

信号追踪法是通过跟踪信号的路径来确定故障点。当电路发生故障时，信号在传输过程中可能会出现变形、断路、短路等问题，通过追踪信号的路径，可以找到信号传输中出现异常的位置，从而定位故障点。在使用信号追踪法进行故障检测时，需要借助一系列的测试设备和工具，如信号源、示波器、频谱分析仪等。检测步骤如下。（1）信号源产生测试信号：信号源会产生一个测试信号，该信号将作为输入信号进入待测电路。（2）追踪信号路径：使用示波器或频谱分析仪，将其探头连接至待测电路的各个关键节点或组件，以便追踪信号路径。通过观察信号在电路中的波形、频谱等特征变化，可以初步判断故障在哪个部分或元器件之间。（3）分析信号波形：结合示波器或频谱分析仪的观察结果，对比正常工作时的波形特征，可以进一步分析故障类型。例如，如果信号波形出现断裂或幅度异常变化，可能存在断路或短路故障。（4）定位故障点：根据信号追踪的结果和故障分析的特征，可以初步确定故障点所在的组件或节点。进一步测试和分析，可以缩小故障范围，直到准确定位故障点。

2.3分割检测法

现阶段电子设备中电路板贴片的密度正在不断增加，想要整体完成检测所需要花费的时间较长，此时可以采用分割检测法。分割检测法主要是通过将电子电路内部结构进行划分，再分区进行检测的一种检测方式，这种检测方式能够快速找出电子电路产生故障的区域，在对该区域的电子电路进行详细排查，这样能够快速找到故障位置，同时也能够明确故障类型。分割检测法不仅能够应用在电路板贴片角密的电子设备上，在电子电路中存在故障较多的情况下，也可以采用分割检测法对电子电路进行检测。

2.4替换法

替换法是将怀疑有故障的元器件替换成规格相似或一样、具有较好性能的元器件，对故障进行检查的一种检测法。借助更换的手段开展替换试验的过程中，可以实际情况为基础，不用完全拆下整个元器件，有时候只需将有影响的引脚脱开，把试用元件焊接在电路板上即可。一般来说，替换的元器件主要包括下述几种类型。第一，借助常规工具检测难度较大的元件，即声表面波滤波器开路、晶体振荡器开路等。第二，辨别部分元器件可能会出现的损坏，将其拆下检测的时候没有发现软击穿等软性故障。第三，小信号电路板、厚膜电路、高频调谐器、集成电路等内部元件较多，通过外部引脚无法对电路板或是元器件进行检测。第四，通过并联法在路并联可疑元件进行通电试验的相关元件类型涉及：①怀疑可能存在失效，或是耦合与滤波电容，容量相近电容器进行直接并联；②怀疑普通二极管，或是导通性能开路不良，让极限稍大和相同的二极管直接并联；③怀疑部分带通滤波器、声表面波滤波器开路，通过和电路工作频率较为接近的电容器并联试验，对输出信号是否发生改变进行观察；④怀疑电路器、电阻器开路的过程中，有时也可以尝试运用并联法。第五，缺乏相同型号元件对其予以调换时，可以立足于电器中元件发挥的作用展开应急处理。较为常见的情况包括：①可以借助容量具有较大偏差、但耐压等性能相同或是比原件更好的电容器替换耦合和滤波电容；②可以运用极限参数等性能比原件更好的集成电路以及二、三极管；③可以用分立元件替换组合元件；④可以借助串联、并联、混联多只电阻器的方法替换电阻器，以确保功率、阻值和要求相符。

2.5专家系统

目前用来电子电路故障诊断的专家诊断方式，实际上是一个计算机诊断系统，它凝练了各个领域专家的经验，结合计算机的推理能力，能够利用故障与问题之间的因果关系，促使电子电路故障的问题被迅速锁定。而且专家系统所结合人工智能应用具备的学习性特征，能够针对电子电路故障形式，制定一套故障诊断程序，突破人为的局限迅速查找以往经验。而且专家系统的应用不受环境影响，更为灵活、便捷。专家系统电子电路故障检测的运行情况如图2所示，在实际电子电路检测工作中在知识库和数据库支持下，综合运用各种规则实施推理，在运行过程中用户索要特定的信息，快速找到故障和最可能出现故障的类型。对难以用数学模型来精确描述的系统，可以根据长期的工作经验和大量故障信息，迅速给检测技术人员一个故障现象类似的故障判断。

2.6温度检测

电子电路在运行的过程中，会不可避免地受到电压、电流、电阻的影响而产生温度，特别是在短路的情况下，出现故障的电路区域会出现温度快速升高的现象，因此可以使用温度检测仪对故障区域进行有效的检测。在检测的过程中，首先需要对电子电路进行有效的清洁，去除包裹的灰尘、油脂，以提升温度检测的精度。然后使用红外成像仪、热电偶等仪器对电子电路的工作温度进行检测。例如，在红外成像仪的检测过程中，需要对不同元器件的位置进行扫描，发现温度变化较大的区域，从而判断电子电路的故障范围，然后记录测量结果。此外，由于电子电路在正常工作的过程中，自身也会产生一定的热量。为了避免该数值对检测结果带来的影响，需要比较各器件、元件之间的温度差异，重点分析温差较大的区域，以快速判断故障现象。

2.7X-射线结合激光-红外检测法

X-射线结合激光-红外检测法是一种高级电子电路故障检测技术，它结合了X-射线成像、激光探测和红外热成像等多种技术，用于对电子电路中的隐藏故障和微小故障进行非破坏性检测。其优势在于非破坏性和高灵敏度，相对于传统的观察法和参数检测法，它可以检测到隐藏和微小的故障，提供更全面和准确的故障诊断。此外，该方法还能够实时显示故障位置和故障特征，便于操作人员的快速分析和故障修复。检测方法可以分为三个步骤。（1）X-射线成像：X-射线成像技术能够穿透物体，以获取内部结构和元器件的信息。通过X-射线成像，可以观察到电路板、芯片等内部的物理结构，并检测出如焊接问题、金属连接异常和器件损坏等故障。（2）激光探测：当激光束遇到电子器件或连接点时，可能会出现反射、吸收或散射。通过对反射光信号的分析，可以发现焊接问题、元器件错误安装和缺陷等电路故障。（3）红外热成像：电子器件故障通常会导致热量的集中或异常分布。通过红外热成像仪，可以观察电子电路中的热点、热区，并从中推测出故障类型，如过热、短路等。

2.8自动光学测试法

现阶段，人们越来越依赖电子设备，同时人们对于电子设备的要求也在不断产生变化，为了迎合人们的个性化需求，需要不断增加电路板贴片的密度，为实现这一目标，电子元件的大小也随之产生变化，向越来越小的趋势发展，在这样的背景下，想要通过常规的检测方式检测电子电路故障是无法有效完成检测的，为此，需要借助自动光学检测仪器进行检测。自动光学检测仪器的原理是利用光源照射电子元件，并且将电子元件所反射的光线采集起来，分析所采光线的图像，与正常状态下电子元件所反射出的光线图像进行对比，从而精准定位故障位置、明确故障原因。

3电子电路故障检测中的技术要点

3.1准确记录电子电路的故障检测信息

电子电路的测试信息数据具有瞬时变化的特征，电路检测的技术人员需要保证准确记录现有的电路故障数据，以便于提供线路维修的可行技术方案。技术人员通过对比既有的检测数据结果，应当能够保证电子电路的检测维修方案更为完善，有力支撑了电子电路的系统维修工作顺利进行。在目前状况下，电子电路的系统检测技术人员应当善于结合信息化的自动记录仪器来保证记录故障数据的精准性，避免存在记录故障信息数据的误差。电子电路的测量技术手段存在多样性，因此就要通过实施综合性的记录数据对比，从而选择最为适宜的电路维修实施方案。电子电路的维修检测档案需要得到妥善的保留，以便于提供电子电路的系统保养以及定期维护技术根据。

3.2合理选择电子电路的调试技术方法

电子电路的系统各项设计参数都要得到专业化的调试，只有经过全面的电路调试操作，电子电路的最优使用效能才会得到展现。针对调试电子电路的设备系统而言，关键就是要合理规划电子设备以及电路系统的调试实施方案，保证能够调试现有的电子电路元件。调试电子电路的操作实施过程通常很难避免存在调试中的故障，那么对于调试中发生的电路异常故障就要进行妥善的应对解决，尽可能不去进行全部的电路重新拆卸与连接操作。电路调试的专用仪器设备应当具有智能化的信息感测功能，及时检测电子电路的系统故障形成部位。

3.3确保仪器设备的接地端安全

电子电路的设备测量仪器应当具备可靠的接地装置，电路测量用到的电子仪器仪表需要连接于电子系统的设备外壳。检测仪器仪表的系统接地端需要保证达到可靠性与稳定性的基本技术要求，防止系统仪器的接地端存在隐蔽的安全风险因素。仪器接地端的装置设备应当能够杜绝雷击以及电磁波的外界干扰破坏因素，防止存在强度过大的自然气候因素干扰，从而造成了仪器测试的结果数据存在失真的风险。

结语

电子电路在使用过程中较为容易出现诸多故障，为避免人们的日常使用受到影响，需要及时采用适当的检测技术对电子电路的故障进行检测，明确故障原因，并及时对其进行维修。目前一般常用的检测方法有：观察法、参数检测法、信号追踪法、自动光学测试法、X-射线结合激光-红外检测法、分割检测法、旁路检测法等，检测人员需要科学的选择检测方法，并且对检测参数进行记录，确保自己检测数据的精确性，在保障检测质量的同时提升检测效率。

参考文献

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