电解电容在TS16供电模块中的作用及维修方法

发表时间:2021/7/1   来源:《科学与技术》2021年第29卷第7期   作者:宫铁桥 韩夏清 周迪
[导读] 先别着急问我TS16是什么,先看几个问题:1.有没有经历过手机掉厕所后,无法开机?2.有没有经历过家里的电脑频繁无故死机
        宫铁桥 韩夏清 周迪
        中国民用航空大连空中交通管理站  116000
        摘要:先别着急问我TS16是什么,先看几个问题:1.有没有经历过手机掉厕所后,无法开机?2.有没有经历过家里的电脑频繁无故死机,只能强制重启?3.有没有经历过家里电视或电脑显示器不通电,始终黑屏?4.有没有经历过家里电磁炉、微波炉、电烤箱等电器通电不工作?……类似问题还有很多。电器在保修期内一般都不会坏,即使在质保期内坏了,废了好大的劲找到售后,售后告诉你是人为损坏的,不在质保范围内。那怎么办?修吧,不然就成废铁了,最少几十块,多则上千块的维修费用由此产生。
        关键词:TS16供电模块;电解电容;作用;维修方法
        引言
        在我的记忆力,自参加工作以来,设备自身故障,都是由厂家或维修公司负责的,要么换件,要么维修,大到专业的装备,小到显示器。每次的费用真的是让人感到肉疼,至少我是这种感觉。这帮人一看是修公家的东西,就会几十倍甚至上百倍地要价。然而,很多时候并没有给认真修理。所以,我萌生了一个想法,就是学习一些电子知识,练一点维修技能,然后干点力所能及的事儿。
一.TS16简介及电解电容在TS16供电模块中的作用
近期MCU111中的TS16又坏了。TS16,自观系统的室内设备,MODEM信号转网口信号的“翻译官”和数据流分配的“指挥官”[1]。如图1



        和之前坏的那个故障一样,通不上电,导致数据中断,服务器和各工作站的自观数据全无值。如图2:


        由于厂家不出售TS16的内部部件,这种专业装备又很少见,所以在电子城找不到和其内部部件相同的模块,找相似的模块替换,漫天要价暂且不说,万一兼容性差,导致其频繁故障,这可不是闹着玩的,航空安全无小事。所以,从某种意义上讲,坏了,4万人民币就报废了。把已经坏了的TS16拆机,将供电模块拿了下来,供不上电,其实就是它的原因。
二.故障判断
        根据我之前了解的一点电子常识,发现它的故障点,可能在电解电容。如图3:



①号电容正常,②③号电容发生膨胀,很可能已经被击穿。电解电容在此处的作用为整流桥整流后的滤波作用[2],由于每秒滤波100次,所以在供电模块中滤波电容的故障率很高。中医看病讲究“望闻问切”,这也适用于设备故障诊断。
        首先,“望”。望,就是直接去看。很明显,电容膨胀了,即使没击穿,性能也肯定不行了。第二,“闻”。闻,在医学术语中是“听”的意思,然而,设备诊断的“闻”,不仅要用耳朵听,还要用鼻子闻。通电没有任何声响,我判断是电路板局部断路;用鼻子闻了闻,没有糊味儿,我判断,电路板没有受到大电流攻击,应该没有受损。第三,“问”。两次故障,都是在正常工作时,突然故障的,我判断,就是局部已损器件老化。第四,“切”。切,就是开始治病了。
有了泡图书馆和多次询问度娘的经验,治它的病,我已成竹在胸。把备用的TS16拿出来,我发现除了供电模块故障以外,还缺两根含接头的直流导线。

三.故障维修
于是,我们大致分了工,开始修理。
3.1焊电路板
3.1.1拆下故障电容。
        有些电容会用热熔胶固定,我采用了简单粗暴的方式使其与电容分离——刀切。如图4所示:

        翻转电路板,固定,用15W或25W的接触电容脚处的焊锡,待焊锡熔化,快速用吸锡器吸走。整个过程速度要快,不然电烙铁的热量会损伤电路板。
3.1.2找和损坏的电容规格相同的新电容(额定电压、容量)。如图5所示:


        电容长脚是“+”极,短脚是“-”;或者看电容体,有白边一侧是“-”极,另一侧是“+”极。
3.1.3电容使用之前要进行检测。
我的方法:工具:万用表(普通的就可以)有电容档的就直接测,如果没有电容档,就把万用表调到“叫”档,此时万用表两支笔接触,会发出“滴——”声。 固定好电容,用两笔分别接触电容两脚。正常的电容:从接触瞬间开始,万用表发出“滴——”声,随后声音消失,容量越大,持续时间越长;短路的电容:从接触开始,万用表会一直发出“滴——”声,不消失;断路的电容:接触,万用表不发声。我用万用表测了一下膨胀比较严重的那两个电容。
②号电容发声极短,说明性能下降了;③号电容不发声,说明已经断路了,然而它就在输出直流电的接线柱处,(前面4根银色的针),造成TS16抛锚的原因,就是它了!网上还有用电阻档测电容的,由于边测电容同时还要边看万用表,万用表两支笔很容易脱离电容,所以,我个人不喜欢那种方法。
3.1.4没有合适的电容,怎么办?
        如果手里的电容没有和故障电容规格相同的,请别着急,可以用电容串联或并联的方式,联出需要的规格。
        两电容串联,耐压为两者电压之和:U=U1+U2,容量为两者倒数和分之一,
        两电容并联,耐压为两者中最低的那个;容量为两者之和。电容并联,耐压不变,容量升高。或者,也可以选择耐压高的电容代替耐压低的电容,前提是两电容的容量相同。比如,用25V 1000uF的电容代替16V 1000uF的电容。
3.1.5焊接电容
        电容选好之后,开始焊接。放置电容时注意正负极,电路板上一般都会在正极处标有“+”,负极处点“·”。有的电路板没有标明正极,但是负极处会标记得很明显。(白色的一半是负极)。电容脚插进孔里,翻转电路板,垫好,固定稳。用电烙铁快速向电容脚底挂锡,一定要稳、准、快,不然电烙铁的热量会损伤电容。如图6所示:



减掉多余的脚。这样,电容就焊好了。

3.2制作带插头的导线
3.2.1准备材料
        TS16的供电模块的职能是将220V的交流电变压、整流成16V的直流电。(很多电器用的都是直流电,直流电比交流电稳定。)所以对导线的要求没有那么高,我从废件箱里减了一段地线;从技术部要了几个小铜鼻子;准备了点热可缩。
3.2.2制作导线
        首先要改造那个铜鼻子,用钳子减掉不需要的地方。由于它有镀层,所以它不易挂锡,用锉把焊点处的镀层磨掉。用剥线器把地线接头处的绝缘层剥掉。给线和接头分别挂锡。
        分别都挂好锡之后,放在一起用电烙铁熔合。粘好后再用电烙铁向四周补点锡,使它更牢固。(此过程电烙铁不要在焊接处长时间停留,以免焊锡全部融化,接头脱落。)穿入热可缩。放好位置后,用电烙铁加热,缩封。主要是为了绝缘。
3.3装机、测试
3.3.1装机,将供电模块固定到TS16里,连接导线。
3.3.2封盖,测试。加电成功。TS16的故障解除了。
总结
        1、对于24小时不间断运行的设备,发生故障,是情有可原的,但是,这个TS16故障稍稍有点频繁,我猜测,可能是航管楼的电压稍高的原因。
        正常电压应该是220V,我测过几次墙壁电,电压都在230V以上。本次测的电压是标准电压的1.07倍多,所以用电器的实际功率就会超过额定功率的1.1449倍。这样电器老化的速度要比正常的1.1449倍高很多。这也就不难理解,负责变压和整流的TS16的供电模块为什么会频繁故障了,它为了给TS16提供持续、稳定的电压,阵亡了自己。
        2、本次维修成本超低,仅花费了电容的成本0.18元,和电费,导线和铜鼻子都是废物利用。如果按TS16整机成本来算,节约成本22万倍。
        3、通过对本次维修的整理,大家应该能认识到,再贵的装备也是由最基本的原件组成的。掌握了这项技能,生活中一些解不开的问题,都会变成可解了。
大到家用电器,小到我们常用的手机,都可以自己动手进行维修


参考文献
[1] Vaisala,Transmissometer LT31 USER’S GUDE,2015
[2] 康华光,电子技术基础 模拟部分(第五版)[M]高等教育出版社2006,488-493


作者简介:宫铁桥(1987.01)男,汉族,黑龙江省人,本科学历,工程师,从事研究方向或职业:电子工程。

第二作者:韩夏清,女,汉族,籍贯辽宁省庄河市,大学本科,工程师,从事研究方向或职业:电子工程。

第三作者:周迪(1993.11),女,汉,黑龙江人,助工。
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