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如何快速处理监护仪电源软启动故障

故障现象:

总电源开关置ON标志时,而仪器面板上的ON/OFF软启动没有动作,仪器会自动直接进入开机状态,但是仪器很快地出现关机--开机--关机的自循环故障状态,最后仪器自动关机,导致仪器无法正常开机启动。但一直按住软启动按钮,仪器方能稳定在开机状态,而且面板上的其他功能键能正常工作,仪器能正常工作。而一旦松开软启动按钮,则仪器又出现自循环故障状态,无法正常开机启动。


 原理分析:

面板电源软启动开/关的控制电路是由双主--从D型触发器CD4013组成的双稳态电路,D型触发器也称为延迟触发器,它输出状态的改变依赖于时钟脉冲的触发作用,即在时钟脉冲触发时,输入的数据由数据端(D端)传输到输出端(Q端)。其逻辑功能的特征方程是:
    Q(n+1)=DCK,上升沿到来后有效。
    D=0时,CK上升沿到来后Q(n+1)=0,即置0;
    D=1时,CK上升沿到来后Q(n+1)=1,即置l。
  将D型触发器输出端Q-与本身的数据端D相连接,即可构成具有计数功能的双稳态电路。现分析如下。
    本电路分成两部分,分别接成一个开关电路和一个双稳态电路。


    开关电路是由Q20、R7、R13、C3、C4、C9、C6等组成的,开关的作用是对面板上开关工作时产生的脉冲信号进行脉冲展宽整形,提高抗干扰能力,保证每次的开关动作都可靠。


    (1)电源总开关置ON状态,而面板上的ON/OFF软启动没有动作时,A点是高电平,三极管Q20的基极是高电平,三极管处于截止状态,B点在下拉电阻R13作用下,维持在低电平状态,从而保证了双稳态电路的初始的时钟脉冲为低电平。C3、C4、C9、C6是起抗干扰的作用,防止高频脉冲对电路的影响,从而产生误操作。


    (2)电源总开关置ON状态,而面板上的ON/OFF软启动动作时,A接地,是低电平,三极管Q20工作,三极管处于饱和导通状态,B点的电压从低电平突变为高电平,产生一个脉冲电压给双稳态电路的触发端,从而控制双稳态电路的工作。


    双稳态电路是由CD4013、Q12、R9、R10、R11、R12、R14、C5、C7、C8、D4等组成的,电源开关置ON状态,由于Q12的饱和导通,R端接地,双稳态电路的初始状态是低电平,也就是Q端输出是低电平,机器处于关机状态。当有一个正脉冲加到CK端的时候,双稳态电路翻转一次,其输出端Q端即l脚的电平就改变一次。当1脚为高电平时,J221-10点为高电平,Q27饱和导通,机器开启。当1脚为低电平时,J221-10点为低电平,Q27处于截止状态,仪器关机。从而实现了对仪器的开机和关机。


    故障检修:

首先检测面板触摸开关的性能,即检测J204-1端与地之间在面板触摸开关工作时的阻值和电压的变化状态。在没有通电的状态下,测得J204-l端与地之间的阻值变化是无穷大和零。在通电的状态下,J204-1端的电压值能够随着面板按钮的动作而变化,即启动前J204-1端的电压值是9.6V,启动时J204-1端的电压值是0V,仪器工作时,J204-1端的电压值是8V,在不断的启动过程中,J204-l端的电压值即A点的电压值呈脉冲变化,推断面板触摸开关工作正常。


    检测CD4013的Q端即1脚电压值和2脚的电压值,在仪器开启后1脚的电压值是7.5V,2脚的电压值是0V。在机器关机时1脚的电压值是0V,而2脚的电压值是9.6V。当仪器出现关机-开机-关机的自循环故障状态时,检测发现CD4013的Q端即1脚的电压为0V--7.5V--0V变化,按住ON/OFF软启动开关,测得CD4013的Q端即1脚的电压稳定在7.5V,此时仪器工作正常。结合该电路工作原理,推断出仪器的关机--开机--关机的自循环故障状态,是由于双稳电路工作不稳定引起的,同时也推断CD4013集成电路本身没有故障,故障点可能在其的周围电路中。


    检测CD4013的触发端电压变化情况,检测发现CK端即3脚的的电压信号是随着面板开关的启动而出现的,伏值为8.72V的窄脉冲,是正常的电压信号,当一一检测CD4013的每个管脚时,有时仪器突然故障消失,正常工作,但万用表表笔离开一会儿,同样的故障重新出现、在认真观察检测CD4013的各个管脚发现,2脚与电路板上的焊接出现虚焊,接触时好时坏,CD4013组成的双稳态电路工作不稳定,有时工作在无稳态状态,Q端即1脚输出振荡脉冲信号,使仪器出现关机--开机--关机自循环的故障状态。重新对CD4013的2脚焊接,开机几小时部没有出现故障,仪器恢复正常工作。


    检修体会:

仪器修复正常后,认真查寻出现故障原因,发现该仪器启动后,仪器冷却风扇工作时振动幅度强,而CD4013集成电路就在风扇的正下方,可能是由于长期振动的缘故,集成电路的管脚出现虚焊,接触寸好时坏,使仪器出现上述软故障。

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