在对德国 SIGMA公司生产的 3-18K 型台式离心机维修实践中，排除 3 起故障实例，总结其中的经验。

1 故障实例 1

1.1 故障现象

开机，显示屏无任何显示；关机，显示屏显示“OFF” 后出现报错信息，瞬间，显示完全消失。

1.2 故障分析

首先检查保险丝正常。开机，在线测量为显示屏供电的 LM7805 输出端电压值为 +2.6V，关机后，此电压值变为 +5V，约 2s 后电压值变为 0 ；再次开机，测量 LM7805 输入端电压为 +6V 左右，该电压通过开关电源电路输出，正常情况下为 +15V。更换新的 LM7805 后故障依旧，据此排除 LM7805 自身问题。初步判断为 +15V 电压的开关电源电路故障。

1.3 故障排除

测量开关变压器周围的易损元器件，二极管 VD1 短路，将其从电路板上焊下测量，依然短路。该二极管在开关电源电路作用为变压器主线圈续流（见图 1）, 用二极管 1N4007 代换该二极管，故障排除。

1.4 小结

二极管 VD1 和电阻 R2、电容 C3 共同组成尖峰吸收电路。场效应管 IRF830 导通期间，VD1 保证该电路不影响电源工作；场效应管截止时，VD1 导通，将开关变压图 1 开关电源电路原理图（局部）器主绕组的反向感应电动势释放，有效保护场效应管不被击穿。因此，当 VD1 短路时，开关电源无法正常工作。

2 故障实例 2

2.1 故障现象
经常开机无显示，偶尔能够显示正常，并且正常工作。

2.2 故障分析

当开机后，无法显示时，测量主控电路和显示板供电部分的 2 个 15V 电压值都在 9~10V 左右，测量开关电源的供电直流电压 C+ 端电压值为 +309V，由此判断开关电源没有完全起振。直流电压 C+（正常值为 375V）由功率

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因数校正电路供给（见图 1）。而功率因数校正电路由芯片 L4981AD 控制，该芯片又由主控板的 +15V 供电。初步推测故障成因有 2 种可能：（1）直流电压 C+ 不正常，导致开关电源无法正常输出 +15V 电压；（2）开关电源无法正常输出 +15V 电压，导致功率因数电路无法正常工作。
初步分析，此开关电源优点即为输入电压值范围很宽，当直流输入端的电压值有很大程度下降时，依然能够工作，因此原因（2）的可能性大，即开关电源本身无法正常工作，+15V 电压值不能正常输出，芯片 L4981AD 不工作，从而导致直流电压 C+ 只有 309V。
进一步分析，该离心机偶尔也能够正常显示，而且显示后能正常工作。将显示板与主控电路的连接排线脱开，单独启动主控电路板，每次都能正常启动，C+ 端的 375V 和输出的 2 个 +15V 电压值都正常，此时再连接显示板，则能够正常显示。由此判断开关电源只是在起振的瞬间出故障，且很可能是处于过流保护状态 ^[1]。
开关电源主要由开关变压器、场效应管 IRF830、电流型脉冲调制集成电路UC2844AD、电流取样电阻R1（0.45Ω）等组成（见图 1），其中 UC2844AD 的 5 脚为过流保护信号输入端，当流过主线圈的电流过大时，电阻 R1 两端的电压值上升，当 5 脚电压值超过 1V 时，UC2844AD 启动过流保护功能，停止向 IRF830 输出驱动信号 ^[2]。为避免瞬间尖峰电流冲击造成过流保护的误启动，电路中设计尖峰电压吸收电容 C1。当开机瞬间，流过电阻 R1 瞬间尖峰电流所产生的尖峰电压被电容 C1 吸收，避免开关电源无法正常启动。因此，最后判断为电容 C1 故障。

2.3 故障排除

将电容 C1 焊下，测量为 1nF。判断为该电容容量过小造成不能完全吸收开机瞬间的尖峰电压，将 C1 改为 10nF，重新开机，显示正常。经过多次开关机检验，此故障消除。 

2.4 总结讨论

该故障中，由于将显示板脱开后，主控电路板能够正常启动，笔者曾怀疑是显示板上有元器件损坏或变差导致电流过大。笔者将整流二极管 VD2 焊下（见图 1），在滤波电容 C2 两端外接与市电隔离的直流 15V 电源，同时启动离心机和外接直流 15V 电源，离心机显示正常，启动其它功能，也都正常。同时观察外接直流 15V 电源的消耗电流只有 0.1A 左右，说明显示板本身并无故障。

图 3 变频驱动模块电路原理图 3.3 故障排除

用大功率烙铁，将 IRF840 从集成模块的散热片基座上焊下，换上同型号的场效应管，用硅胶将其密封复原。
试机，故障解决。

3.4 小结

笔者维修中发现，在主控电路板上强电部位和变频驱动模块上都有蟑螂遗留物，怀疑该故障是由于蟑螂遗留物造成电路短路所致 ^[3]。

4 总结

（1） 仪器维修既要做到“高屋建瓴”，从整体上把握各功能模块的相互关系，又要细致入微，了解每个芯片的内部原理，才能准确找到故障所在。
（2） 维修中遇到电路板损坏时，厂商售后工程师往往采用更换整个电路板的方式维修，成本很高。笔者查清该模块的结构原理，只更换一个场效应管就成功修复仪器，节约经费。
（3） 笔者发现，很多严重损坏仪器内部都有蟑螂等昆虫遗留物，可见其对实验仪器设备的危害，因此，加强实验室日常清洁工作，可有效减少仪器故障率。
因无法得知电容 C1 设计值，所以分析导致该故障成因有下面 2 种情况：（1）电容 C1 原设计值比较大，后来容量变小，导致该故障；（2）电容 C1 原设计值就是 1nF，但离心机经过几年使用后，各元器件老化，导致开关电源起振时冲击电流变大，使C1无法完全吸收，导致过流保护。
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3 故障实例 3

3.1 故障现象
开机无显示，查看保险丝炸裂发黑，电路板有短路。

3.2 故障查找

测量主控电路板上整流桥正常，但发现整流桥 +、两端的阻值很小，测量滤波电容两端的阻值正常。测量驱动电机的变频驱动模块，发现其 10、11 两脚间短路（见图 2）。由于无法买到同样的集成模块，笔者将 10、11 附近的密封胶去除，测量发现是场效应管 IRF840 损坏。 IRF840 在电路中的作用是与芯片 L4981AD 、电感 L、二极管 VD 等组成功率因数校正电路（见图 3），产生驱动电机的 +375V 直流电压。由于 IRF830 的短路，使得整流桥 +、- 两端的阻值很小，造成开机保险丝炸裂。