电子电路故障的检测方法探究＊

九江职业技术学院 李强 叶大伟 王蓉

在现代科技快速发展的过程中，电子电路在各种设备中的应用变得更加常见，电子电路的复杂性也越来越高。虽然现代机械设备的精度得到有效的提升，但其在工作的过程中依然基于基础的电子电路工作原理。因此，电子电路在发生故障的情况下，极易导致电子设备无法正常工作或者出现损坏的现象。在保障相关设备能够正常运行过程中，需要对电子电路常见的故障类型、故障检测方法进行有效的研究。本文针对电子电路故障的主要类型进行梳理，在此基础上对故障检测方法进行全面的分析，针对不同检测方法的作用原理进行深入的研究，从而再组合使用不同的故障检测方法，精准确定电子电路的故障，为提升相关设备的可靠性提供良好的技术保障。

1 电子电路故障的主要原因

1.1 电路短路

电路短路是指在电路应用的过程中，两个或者多个较低的电阻部分产生直接接触，从而导致电流路径直接变短的现象以及电路短路极易造成设备损坏的现象。而引起电路短路的主要原因较为复杂，比如在电路设计的过程中，现代常见电子电路的PCB 板阻容器跑花现象，会导致PCB 板的相交线路出现短路的现象。而在电子零件损坏或者失效的情况下，有可能引起电路短路的现象。例如，在阻塞二极管无法正常发挥工作的情况下，出现的短路现象会导致该电路板失效，无法正常工作。此外，在线路传输信号、电流的过程中，由于外力的影响，金属线缆、导管出现断裂，从而导致不同路的金属导线相交，引起电路的短路现象。

1.2 电路开路

电路开路是指电子电路的回路并没有接通或者出现中断的现象，从而导致电流、信号无法得到及时地传输。由于在电路开路的情况下，电路内部并没有任何电流，从而使电路无法正常工作。通常情况下电路出现开路的原因，可能是电路板自身的损坏、线缆松脱、接触不良等原因所导致的，但在实际应用的过程中，也有可能是因为元件的损坏失效所引起的。此外，在实际应用的过程中，也有可能是因为电子元件的规格无法兼容当前的电路系统，从而导致电路系统无法正常工作[1]。例如，在使用二极管的情况下，若二极管的工作电压高于电路运行的电压，则会导致二极管无法正常打开，也让电路出现开路故障。

1.3 电路元件失效

在电子电路使用的过程中，由于长时间的使用老化，会造成元件出现性能下降、损坏等情况，从而导致电路无法正常工作，而不同的电路元件，其在失效后引起的故障有一定的差别。通常情况下会导致电路的阻值出现变化，特别是一些对温度、运行时间较为敏感的电阻，在长时间的运行之后会出现电路阻值的变化，从而进一步引起短路、开路等不同的故障。而在电容器损坏或者失效的情况下，电路整体的性能会发生改变，从而造成严重的故障现象。二极管损坏的情况下，则会对二极管的导通电阻值带来影响，使电路出现不稳定的工作状态或者失效的情况[2]。此外，晶体管、继电器等常见的电路元件在失效的情况下，也会对电路整体的性能带来影响，因此需要及时更换失效的电子元件，以保障良好的工作效果。

1.4 电压波动

在电子电路运行的过程中，电源、供电线路出现变化时，会对电路的电压带来严重的影响，瞬时或者连续性的波动，会打破电子电路的正常运行状态。例如，在电网故障的情况下，瞬时的负载变化会导致电子电路出现短暂的波动，从而引起电压波动的情况。而在实际使用的过程中，由于部分电子设备在启动的过程中需要使用较大的电流，在该设备启动时，会造成电压短暂下降的现象。此外，电压供电不稳定、电线接触不良等现象也极易引起电压波动的情况，从而使电路的负载出现不稳定的状态，在实际应用的过程中极易造成电子电路出现短暂的故障，或者在瞬时高电压的影响下，部分元件的电阻被击穿，从而导致元件无法正常工作[3]。

1.5 温度上升引起的元件性能变化

电子设备在工作的过程中，电路中的电阻或在电压的影响下会产生一定的热量，而环境温度的变化也会导致电路元件的性能发生较大的变化。特别是在电路元件长期工作的过程中，电流电压的共同作用会导致电路元件出现发热、温度升高的情况，而温度的变化会导致元件的性能出现变化。例如，温度传感器的工作原理，就是利用在温度变化下两种不同导体或者半导体之间形成的热电偶，当一端温度升高时，传感器回路中会形成一定的电动势，而温度升高的速度和大小都会对电动势的大小带来影响，从而使元件的性能出现变化，对电子电路的正常运行带来多方面的影响。

1.6 误操作

电子电路在工作的过程中，其本身具有一定的工作逻辑，而误操作会导致电子电路原本的工作逻辑被破坏，从而引起电子电路的故障现象。当操作人员对电子电路不熟悉时，会导致电子电路的操作顺序出现变化，从而使电子电路的工作逻辑被打破，造成电子电路的故障现象。例如，启动设备之前优先开启电源，会导致电源对设备的开关回路带来瞬时的冲击，从而造成相关电子元件出现损坏的现象。

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[4]。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 测量检测法

该检测方式可以通过对电子电路运行过程中的电流、电压、波形等参数进行有效的检测和比较，从而快速找出电子电路存在的故障。在实际检测的过程中，电压与电流测量相对比较常见，使用万用表、数字多用表等电压测量工具，对电路中各个工作点的电压进行测量，根据电子电路的设计图纸，判断电压是否属于正常值。若出现异常的情况下，则需要对各个节点的电压进行依次排查，从而找出可能存在的故障位置，然后进行有效的维修和更换。电流测量同样如此，在测量电流的同时，还需要确保电流没有超出电子电路设计负载，特别是在检测的过程中，需要严格控制输入电流，以避免短路情况下检测过程对电路元件造成进一步损害[5]。此外，还可以对电子电路的电阻值进行检查，由于不同元件的电阻通常拥有一个固定值，在判断是否存在故障元件的过程中，可以通过对该元件的阻值进行测量，以确定该元件是否能够正常工作。而在电阻值不正常的情况下，相关的元件肯定发生了故障，需要对其进行针对性的处理。

2.3 元器件替换

在电子电路故障检测的过程中，部分容易出现故障的元器件可以通过替换的方式进行检测。在根据故障现象、维修经验进行判断的过程中，可以对存在故障嫌疑的元器件进行更换。同时，还可以通过更换电源、控制板等组件，来判断是否属于该元件、组件的故障。在确定故障后，需要对其进行及时的维修，以保障良好的工作效果。但在元器件替换的过程中，必须注意元器件、组件的型号要符合电子电路工作的要求，并对替换的位置进行标注，同时在拆卸的过程中，需要保持断电的工作状态，以防止拆卸和安装过程中造成的二次故障现象。例如，在电源组件的更换过程中，可以使用可调试电源对电源的供电进行调整，查看电子电路的故障是否消失，系统是否恢复正常工作。若依然存在故障的情况下，则需要对系统中的其他元器件、组件进行有效的更换。这种方法需要一定的技术和经验支持，对维修工作人员的能力要求相对较高，因此多用于常见故障的检测过程中。

2.4 对比检测法

该检测法是将故障的电子电路与正常的电子电路进行对比，对电子电路在工作过程中的各种数值进行对比，从而判断电子电路的故障状态。在实际展开的过程中，首先，需要准备同型号的电子电路，或者确定该电子电路的图纸，并对各项数值有清晰、明了的认识。其次，启动电子电路，并对电子电路的各项参数进行检测和比较，根据不同设备以及设计图纸中的工作状态，对比判断故障电路与正常电路之间的区别。最后，进一步细化对元器件、组件之间的数值比较。在数值比较的过程中，必须重视器件的参数、规格、所处的位置与正常或者设计图纸完全一致。并对出现差异的部分展开进一步的检测与对比，从而有效确定故障所在区域。在确定故障区域后，需要进一步采用其他检测设备对元器件的工作状态进行深入的对比，从而具体分析故障产生的原因，并及时排除故障。

2.5 信号跟踪

现代电子电路在工作的过程中，会持续不断的发出信号，因此可以采取信号跟踪的方式，确定电子电路是否存在故障。在展开信号跟踪检测的过程中，首先需要确保电子电路测试电源、电压的正常，符合测试的标准。并向电子电路中发送一个测试信号，对测试信号的传输情况进行跟踪。在选定信号源后，需要对电子电路的各个区域以及对信号的输出进行检测，若该信号在某些区域没有正常输出，则可以确定电子电路的故障区域在此。而在跟踪的过程中，需要从信号源开始对电子电路的信号传播路径进行检测，使用示波器对信号的传输情况进行检测。在信号正常传递的情况下，不会出现波形紊乱的现象。若波形异常，则说明该区域可能存在故障。在发现故障信号后，需要对该区域的部件、元器件进行检查，分析其的工作状态，从而判断具体的故障点。

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。

2.7 频率检测

频率检测需要对电子电路中各个部件、元器件的工作频率进行检查，从而判断相关部件、元器件是否出现故障现象。在检测的过程中，需要使用信号发生器、频率计连接电子电路。与信号检测法相同，向电子电路中输入测试信号，将标准的频率信号输入到电子电路中，然后使用频率计读取频率值，根据频率值的对比和分析，判断该部件、元器件是否处于正常工作的范围，若出现频率异常的现象，则说明该部件、元器件可能存在故障。同时，频率检测法对检测人员的专业知识有较高的要求，需要掌握设备的使用方法和判断方法，在实际检测的过程中，还需要根据电子电路故障的具体状态，对频率检测的参数进行有效的调整，从而提升故障检测的准确率。

3 结语

综上所述，现代电子电路的复杂程度变得越来越高，引起电子电路故障的内外因素较为复杂，为了进一步提升电子电路故障的检测准确率，需要综合使用不同的故障检测方法，有效提升故障检测的精度。同时，由于电子电路故障通常具有一定的连续性，某一故障会引起其他元器件、部件的连续故障，所以在实际判断的过程中，需要采取点面结合的办法，从而快速找出故障，排除故障。

引用

[1] 张灏.电子电路故障的检测方法分析[J].集成电路应用,2023,40(2):114-115.

[2] 谢旻.电力电子电路故障诊断方法仿真[J].计算机仿真,2013,30(12):372-375.

[3] 张洁.电子电路故障检测技术研究[J].电声技术,2019,43(2):75-77.

[4] 何骏.电子电路发生故障的检测方法与技巧探析[J].电子世界,2018(15):95-96.

[5] 葛维军.电子电路故障检测方法与技巧[J].中国新技术新产品,2011(22):155-156.