变频器线路板贴片元件的代换

    我在多年的变频器维修工作中，几乎未感到对修复和代换贴片元件的障碍，以至于在《变频器电路维修与故障实例分析》一书中，对贴片元件的代换也是只字未提。有几位网友问我贴片元件的型号及代换问题，说句实话，我以前也未曾认真地考虑过这个问题，一时之间，倒不知如何作答了。     细细想来，对贴片元件的型号问题，我也不是太清楚，有时候对其型号的分辨也不是太重视的，大多进候是靠“感觉”，用相近参数的或贴片或普通封装元件代换了事。为适应技术的发展，适应越来越紧凑多层线路板对元件安装密度越来越大的需求，新型贴片元件大量涌现，想彻底弄明白它们的型号的具体参数，几乎是一件令人绝望的事情，尤其是在很难找到相关资料的情况下。     而好在变频器电路中的贴片元件，尤其是易损贴片元件，只有数得过来的几种，其在电路中的作用，也只是一般作用，既不是高压大电流，也不是处理高频信号的；其好坏不难检测，而且可代换元件又是“大路货”，普通封装（或贴片封装）和性能的元器件也能胜任代换任务。 一、驱动电路的元件代换问题     变频器的驱动电路为故障“多发地带”，小功率变频器是直接由驱动IC驱动逆变驱变模块的，大功率变频器，则在驱动IC和逆变模块之间，增加了功率放大电路。当逆变模块损坏时，驱动电路（包括功率放大电路）也总首当其冲，造成——有时候是——大面积的元件损坏。小功率变频器中，驱动IC及脉冲信号输出端的栅极电阻、栅极接地电路为易损坏元件。变频器线路板中的大部分IC，都为贴片IC，但贴片IC的货源不成问题，照原型号进货就是了，对驱动IC可适当多备一些备件；两只易坏的贴片电阻，功率为0.5W或0.25W，阻值为50欧姆和100欧姆的为多，这两种电阻进货也不难，有时应急处理，也可用普通同功率同阻值电阻代用，但焊接后，最好用703或704胶固定一下。涂胶的好处，一是更好固定元件，贴片元件的原焊锡盘不够大；二是能预防与其它元件相碰造成短路；三是再维修时，对703胶清除也比较容易。 需要说明一下的是，所有贴片电阻，其功率都会小于1W的，因为大于1W的元件要考虑散热，与线路板之间要有空隙了。根据个头大小，可用0.5W、0.25W、0.125W的贴片或普通电阻代换即可。 贴片元件从外观，也比较容易判断其好坏：贴片电阻应该时平整和颜色正常的，若出现变形、变黑、断裂和有脱落物出现，应该是坏掉了。 另外，中、大功率变频器，驱动IC后面，还加有后置功率放大电路，常由PNP、NPN对管，多为中功率对管，或场效应对管中功率管构成。但以采用双极性器件（三极管）为多。这些管子，贴片元件应用的极少，多是普通型式的，为立式焊接。在我的《变频器实用电路图集与原理图说》一书中，在单元电路中，其型号也多已标注，损坏时，按原型号购买管子代换即可。     需要说明一点的是，我也遇到过这样一个问题，场效应对管不容易购到，我购了一次，是同型号管子，但装机后过热，不能用，后来用三极管对管代用，将其修复，效果可以。朋友们如果不能购到场效应对管，也可以采用我的方法试一下。     另外，驱动电路的工作电源的整流二极管和稳压二极管，也为易损部件。这两类元件，有的线路板是采用扁平状贴片元件，有的是采用管状贴片元件。扁平状态贴片元件上面，都是标有数字或字母，看不出什么意义，其实是型号的代号。最近中华工控网上，有朋友上传了贴片元件的代号——型号对照表，根据代号查出原型号，再据型号查到该元件的使用参数，则对其代换，就没有一点问号了。也看到网上书店有卖贴片元件的相关资料书籍，如能买到这种书籍自然是更好了。管状的贴片元件上，是用色环来标注元件参数的，如系稳压二极管，则用色环标注出稳压值和功率大小。我也是只识得电阻色环标注的意义，其它元件的色环标注，我也懒得去搞明白是什么意义，我这个人是有点懒。     而我是这么处理的，离维修部不远，就有一个电子市场，但卖的都是家电上的元件。无论是驱动电源中的整流二极管或是开关电源中其它供电支路的整流二极管，都可用RU系列的高速整流二极管代用，因为都是用低电压整流的，电流也多为1A左右的，几乎是随便买来，都能满足使用要求的。对损坏稳压管，要搞明白它的稳压值，功率值选用1W的，就够了。驱动电源一般是四路，对驱动电路上电后，测出一路电源稳压管的稳压值（稳压管两端的电压值），用相同参数的稳压管代换就可以了。或者干脆是购进一批7.5V/1W、15V/1W的贴片稳压管，用起来更为方便。驱动电源中以这两种稳压管为多。     开关电源中的其它各路整流二极管，损坏后，也是如此办理，应该都没有什么大的问题。 二、CPU主板贴片元件的代换     驱动电路和开关电源的元件代换，如整流二极管、稳压二极管等，因变频器开关电源与彩电中的开关电源极其相近，如原型元件不易购到，完全可用易于购到的用于彩电开关电源的整流二极管、稳压管来代用。不成问题。     稍微成问题的，应该是CPU主板电路的贴片元件了。但在我看来，这也不是问题。     以元件的损坏和故障率来看，还是IC电路——集成块损坏的比较多，CPU主板中的贴片元件，电阻和电容、三极管等，损坏率极低，除控制端子易引入高电压而造成损坏外。CPU外围元件（排除IC元件）的损坏量很小。但是一旦损坏了，怎么判断出是其数值的大小，或具体工作参数，和采用什么元件来代换呢？     1、先看一下对二极管、稳压管器件的判断和代换。     CPU主板电路中的二极管，主要用于电位隔离、电压嵌位（控制端子输入电路保护或CPU输入引脚保护），可能大致得出其工作参数。CPU主板，主要有+5V工作供电和+15V、-15V故障检测电路的供电，二极管是工作于低电压小电流环境之下的，只要反射击穿电压大于50V，正向工作电流大于30mA的二极管，都可以使用，没有问题的。关键是要测出损坏元件是不是二极管，是二极管还是稳压管，这确实需要一点方法和经验。     按道理，二极管只有两个端子，为两线端元件，但作为贴片元件的二极管，往往都是三引线端元件，并且在有的情况下，你拿不准该器件是二极管还是稳压管，还是三极管，三者的封装形式是几乎一样的。这需要观察元件在电路中的具体位置，来提高判断的准确度。见下图：       1）找一下线路板上的同型号元件，一定有的。对比测出好元件是个什么东东；上图虚线上面，三线端元件，其实是将两只二极管封装成一体的，在变频器的控制端子及CPU输入引脚应用最多。CPU引脚上此二极管的作用，是将输入到CPU引脚的负电压嵌位于0.6V地电平左右，将输入正电压信号嵌位于+5.5V的正供电电压附近，以保护CPU的安全。从三引脚所呈现的二极管正/反向电阻值，可以测出来。该器件损坏后，完全可以用贴片或普通封装形式的1N4148二极管来代用，CPU主板上的所有二极管——只要确认是二极管，实际上是都可以用1N4148来代用的。     2）虚线下面，也为三引线元件，但第三脚对其它两脚的阻值为无穷大，很可能这个脚为空脚，该器件的另两个脚已被标注为A、K，即二极管的阳极和阴极。还有一个需注意的地方，线路板中的二极管，一般标注为D，稳压二极管则标注为DW。我们用万用表只能据其正反向特性，测出该器件为二极管，但是不是稳压管？就测不准了。由CPU主板的几路供电可以判断出，即使为稳压管，其稳压值也不会高于20V的，高于20V毫无意义！因此可用24V直流电源串10k电阻接于二极管（稳压管）的负极，用电压表测其两端电压值，为6V或16V左右，说明该器件为稳压二极管，当这只稳压二极管，接于变频器的FWD端子时，起到了虚线上的嵌位二极管的同样的作用。     最近实在太忙，没有写得透彻，有时间再续后文吧，先参考一下。 变频器线路板贴片元件的代换2

焊接工具、焊接操作及相关问题： 1、采用35W电烙铁，直头圆锥形烙铁头较为适宜。焊接贴片电容、电阻、晶体管等，也可方便焊接双列40脚以内小型IC。助焊剂为松香块。 焊接IC元件时，两侧引脚涂以松香，将烙铁头尽量斜贴于引脚上，两侧引脚轮流加热，在两侧焊锡均熔化时，用针或尖镊子轻轻挑起IC。 焊接电阻等元件时，先将元件摆正位置，点焊一端固定后，再焊另一端。然后回头再将固定端焊接完好。 2、焊接多引脚IC（如CPU）时，常采用热风枪做为焊接工具。又称为风枪、焊风枪，有人用于补焊塑料盆等器具。适合焊接贴片IC。 目前，有许多智能化的焊风枪，具有恒温、恒风、风压与温度可调等特点。热风枪主要由气泵、线性控温电路板、气流稳压器、发热丝、手柄组件等组成。利用微型鼓风机做风源，用电发热丝加热空气流，使空气流的热度达到高温200-500度左右。然后通过风嘴导向加热要焊接元件。 热风枪的正确使用，直接关系到焊接效果与安全。实际应用中由于不正确使用热风枪使故障扩大化、元器件损坏、电路板损坏甚至人身伤害等，尤其是电路板损坏和人身伤害，会带来很大的损失！ 正确使用热风枪的注意事项如下： 1）热风枪放置、设置时，风嘴前方15cm处不得放置任何物体，尤其是可燃性气体（酒精、丙酮等）； 2）焊接普通的有铅焊锡时，一般温度设定为300-350度，风压为60-80级； 3）根据实际焊接部位的大小来安排相应的风嘴，选择适宜的风压； 4）在废旧线路板上训练对IC元件的拆、焊操作，掌握焊接“火候”，在练至纯熟后，再进行维修操作。 5）焊接过程中，尽可能使用松香助焊剂。 6）焊风枪的功率应该大于500W。 拆焊时，一只手用镊子等夹具夹住元件，一只手用焊风枪来回吹元件的引脚，引脚焊锡熔化时，可将贴片元件提起。焊接前用烙铁将焊盘清理平滑。 助焊剂可用松香块，也可以将松香辗成粉状，再加入高纯度酒精，搅成糊状。 热风枪吹焊线路板焊接元件时的注意事项： 1）清理焊盘，在焊盘均匀涂覆松香酒精液； 2）用镊子夹住元件的两端，用热风枪在松香上预热，并把元件引脚稍粘一下熔化的松香液，再放到电路板的焊盘上。粘一下松香，冷却和放置后，有固定兼清洁的作用； 3）用热风枪吹焊，使焊盘里的焊锡熔化； 4）焊好后，及时移开焊风枪； 6）用棉签沾上洗板水，将引脚多余松香等杂物清理掉； 7）用放大镜、钢针、万用表检查引脚有无虚焊，有虚焊时，用烙铁补焊。 放置元件时，注意引脚，不要放反。在引脚未焊接牢固前，不能移开镊子，以防元件移位，热风枪吹起元件及引发虚焊等。 焊接前要对所焊接元件进行预热，以免贴片元件突然受热膨胀损坏。预热温度100度左右，预热时间几十秒。 焊接温度不当，易引起引脚焊锡短路、虚焊、印刷板线路铜箔脱离等故障。 要求焊点圆滑光洁、无拉丝搭桥，邻脚相连等异常现象。 小元件、双列引脚IC尽量采用烙铁进行焊接，比较方便和安全。 当电路元件大面积损坏时，如逆变模块炸裂，冲击驱动电路，导致驱动IC及外围电阻、电容元件大面积损坏时，将损坏元件拆除和将焊盘清理干净后，如果考虑大贴片元件对小贴片元件有遮挡性，应先焊小体积元件，再焊大体积元件；如果焊接空间没有问题，则应考虑散热性：大体积元件耐热性要好，故先焊大体积元件，再焊接小体积元件。

焊接中最要紧的是注意焊接温度与焊接时间，一般是先将元件及焊盘预热100度，再进行搭焊。电烙铁焊温不超过280度，焊接时间不超过5秒；焊接后应保温冷却或自然冷却，不可用酒精或水加速降温，以免造成元件开裂损坏！ 用热风枪吹焊元件时，风嘴要垂直对准元件，高度应距元件5毫米左右，要沿着IC引脚的位置，以大约10-30毫米/秒的速度来回转圈，确保元件与线路板受热均匀。要密切观察线路板的受热状态，在线路板颜色变为深黄时，要停止焊接！ 拆焊元件时，须待焊锡完全熔化后，轻轻取下所焊元件，避免未熔化状态下，用力过度，将电路板的焊盘及铜箔条一起撕下来，使线路板报废！ 贴片元器件的拆卸还可以用专用设备来完成，如贴片IC插拔焊接台。 测量方法： 由于贴片元件引脚非常细小，万用表表笔粗，测量不便。另外，线路板往往涂覆有绝缘层，带来测量上的困难。可用小号缝衣针，焊在表笔上，在检测时可刺破绝缘层，操作较方便。用多股细铜线将针绑好后，再焊接于表笔上。