電子電路故障診斷與處理

摘要 針對不同電力電子裝置進行了研究，從故障診斷的特點與作用出發，利用科學的診斷方法，對其進行了有效的分析與處理，以此確保電力電子裝置的正常運行，保證社會生產與社會活動的持續進行。
關鍵詞 電子裝置；電路系統；故障診斷；故障處理

電力電子技術是電工技術中的重要組成部分，電力電子器件的運用，對電功率進行有效的處理，是當前電力電子技術的主要內容。隨著計算機計算機技術的發展以及科學技術的進步，電力電子技術的應用空間日漸廣泛。與此同時，電子電路故障的產生也成為了影響電力電子技術應用的主要因素。對于電子電路故障的有效診斷與處理，是保證其正常運行的基礎，電力電子裝置發生故障，不僅會對電子產品自身產生損害，同時也將產生其他一系列問題，造成嚴重的損失。

1 電子電路故障診斷概述
1．1 電力電子電路故障診斷特點
通過對大量電子電路運行實際情況的分析，可發現，多數故障都以功率開關器件的損壞為主要原因，其中以功率開關器件的開路和直通最為常見，也可稱之為硬故障。但電子電路的故障診斷與普通的模擬電路故障診斷還存在著區別，其關鍵之處在于故障信息的存在，一般僅停留在發生故障前的幾ms之間，這對于信息的實時檢測與在線診斷有著較高要求。
1．2 電力電子電路診斷的目的
假設電力電子裝置發生故障，不僅將對裝置本身的電器設備產生影響，并將造成設備損壞以及企業停產等問題的出現，嚴重地還將造成重大安全事故。因此，對于電子電路故障進行科學的診斷與處理，就尤為重要。通常情況下，人們采用的維修對策，一般有以下兩種途徑：一是直至設備發生故障、產生損壞后再進行維修，也稱為事后維修，這種方法往往會帶來巨大的經濟損失。二是定期對裝置進行檢查，也稱為預防維修，這種方法具有一定的計劃性，但仍存在較大弊端，如果檢查過程中未發現故障，也將造成損失。電力電子裝置的構成較為復雜，其中包括電力電子主線路、電動機、發電機以及各種應用電路，對于電力電子裝置進行的故障診斷，就是針對上述設備進行檢測，電力電路是整個裝置的核心，因此對其進行故障診斷是必要的。
1．3 電子電路故障診斷的作用
對電子電路進行有效的故障診斷：(1)可實現對故障的預報功能，以便及時采取有效的處理方法預防事故的發生。(2)可根據故障診斷實施預知性的維修，以此來提高裝置的設備管理水平。(3)為檢修提供更大的便利，縮短了檢修時間，并提高設備的利用效率。(4)在提高設備的制造水平上有著重要意義。

2 電力電子電路故障診斷方法
電力電子電路故障診斷技術主要包括兩方面：(1)故障信息檢測。主要是利用一定的故障檢測技術，對于故障發生時的信息進行有效獲取，為故障分析提供更多的參考依據。(2)故障的診斷。根據故障診斷信息，對產生的故障進行分析和推理，進而找出導致故障的原因，確定故障位置。當前，較為常用的電子電路故障診斷方法有以下幾種：
(1)故障字典法。將測量特征和故障值以表格的方式進行保存，并通過對信息的測量與比較完成故障判斷。利用計算機技術對電子電路的正常運行狀態和產生硬故障狀態進行模擬，進而建立故障字典，隨后對不同的端口進行測試，實現對故障的判斷與識別。再將選定節點的測量值與故障字典中的信息進行比較，分析故障的位置。在模擬、數字電路的故摩診斷中，故障字典法有著重要的應用價值。但故障字典法仍存在弊端，其只能用以解決單故障診斷，而對于多故障的組合判斷較為困難。
(2)故障樹法。故障樹法是當前應用較為普遍的一種故障診斷方法，是將可能會引發故障的因素，包括硬件、軟件和人為因素等進行分析，隨后畫出邏輯圖，這一框圖稱為故障樹。從故障樹的頂端時間進行搜索，找出故障的存在點。
(3)殘差法。殘差法的運用是以解析模型為基礎的一種故障診斷方法，是通過研究實際系統與參考模型特征輸出量間的殘差，來進行電力電子裝置主電路在線故障診斷、定位的過程。該方法同樣適用于逆變器主電路的故障診斷。參考模型法用于故障診斷具有檢測量少、判據簡單且與輸出大小無關等特點。尤其是在復雜故障診斷中該法的優勢明顯。
(4)直接檢測法。主要針對功率器件兩端的電壓或橋臂電流進行直接檢測的方法，進而獲得功率器件的工作方式，隨后將其與觸發脈沖的時序邏輯進行比較，以此判斷是否存在故障，并找出故障的出現點。該方法的運用，是對所有被診斷的功率器件的電壓和電流進行檢測，因此需要檢測的點較多。同時，該方法可通過對電路的輸入輸出進行測量和判斷。當電力電子裝置運行正常時，電路輸入、輸出應當是在一定范圍內產生變動的，如果電路輸入、輸出量超過規定范圍，則視為發生故障。雖然該方法操作簡單，但容易受外界因素的干擾，因此在使用時應當考慮各因素。
(5)專家系統診斷方法。是利用領域內專家的豐富經驗，與計算機技術相結合，同時利用電子電路內部的智能系統，將以上部分進行結合而組成的智能計算機程序，用以對復雜的故障問題進行診斷與分析。其是利用經驗知識對故障進行描述與判斷，突破了傳統的個人知識局限，并對廣大專家的經驗進行了有效的存儲與推廣，使得領域內人才的知識獲得豐富利用，并促進了人才的培養，相比單純的專家經驗，該專家系統診斷技術更為靈活可靠，且受外界環境因素的影響較小。該系統中知識庫與推理控制相對獨立，可重寫增刪，并結合其他診斷方法，構成知識應用程序。同時，擁有人機聯診功能，充分發揮了現場技術人員的主觀能動性，并逐步完善，因此是一種富有生命力的故障診斷法。

3 電子電路的故障分析與處理
在電子電路裝置的運行過程中，故障的發生不可避免，對于故障進行有效的診斷與處理，可提高運行效率。對于電子電路的故漳分析通常從故障現象出發，通過反復的測試，最終做出科學的分析與判斷，找出問題便可采取有效的處理措施。
3．1 調試故障的判斷
在調試的過程中出現故障，通常有以下原因：
(1)實際電路與設計的原理圖存在不符。(2)電子電路裝置中使用的元器件不合理。(3)設計原理圖不符合要求。(4)裝置安裝或調試過程中存在錯誤操作。
3．2 查找故障的方法
(1)通用方法。將需要檢測的信號或某個輸出的信號引入到其他模塊上，然后按照一定的順序對模塊進行測量，直到找出故障點為止。查找的順序可按照輸入到輸出的順序，當找到故障模塊后，便需要對故障產生的原因進行分析，查找模塊故障的步驟，可以分為以下幾點：1)對元器件的引腳電源電壓進行測量，并對引腳是否接觸不良進行觀察，由此判斷電路元器件是否正常工作。2)將所有模塊的輸出端使用的荷載斷開，便可對模塊本身的負載進行判斷。3)對安裝線路與設計原理圖是否一致進行對比和判斷，同時對連線、元件以及相關的參數進行全面判斷；4)對測量儀器的選擇和使用進行判斷。
(2)觀察判斷法。當故障檢測人員遇到熟悉的電路時，可根據自身對電路各部分的原理及性能指標等問題的了解，通過儀器、儀表中的數據和波形對故障部位及原因進行判斷，便可有效的對故障進行排除。
(3)數字電路故障分析的特點。數字電路的故障查找和排除相對簡單，除三態電路外，其余數字電路的輸入與輸出唯有高電平和低電平兩種狀態。查找故障可先進行動態測試，縮小故障的范圍，再進行靜態測試，查出故障的具體位置。查找故障首先要有合適的信號源和示波器，示波器的頻帶應大于10MHz，且應使用雙蹤示波器同時觀察輸入和輸出的波形與相位關系。查找故障的過程仍可按順序進行，將輸出的結果和預期的狀態相比較，通過動態測試將故障控制在最小范圍。

4 結束語
文中針對不同電力電子裝置進行了總結，從故障診斷的特點與作用出發，利用科學的故障診斷方法，對其進行有效的分析和處理，以此確保電力電子裝置的正常運行，并保證了社會生產與社會活動的持續進行。