某車(chē)型儀表故障分析與解決

周娟

（北京汽車(chē)研究總院電子電器與空調(diào)部，北京 101300）

某車(chē)型儀表故障分析與解決

周娟

（北京汽車(chē)研究總院電子電器與空調(diào)部，北京 101300）

根據(jù)某車(chē)型儀表發(fā)生的故障的現(xiàn)象，排查確認(rèn)故障元件和原因，通過(guò)試驗(yàn)確認(rèn)重現(xiàn)故障現(xiàn)象，并提出了解決方案。

儀表故障；電源系統(tǒng)；過(guò)載電壓

1 問(wèn)題描述

某車(chē)型儀表偶發(fā)不工作故障。故障表現(xiàn)為：點(diǎn)火鑰匙開(kāi)關(guān)打到ON擋時(shí)，只有蓄電池充電指示燈、安全氣囊報(bào)警燈、儀表背光正常，其他功能全無(wú)。

2 故障排查

2.1 確定故障件

將故障儀表拆開(kāi)，通過(guò)萬(wàn)用表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)儀表電源系統(tǒng)有短路現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)逐一排查，最終發(fā)現(xiàn)是儀表線路板上芯片U15的PIN8（電源接口）和PIN4（搭鐵）短路，U15芯片失效。儀表芯片線路板電路見(jiàn)圖1。

圖1 儀表芯片線路板電路

將U15從電路板上分離，發(fā)現(xiàn)儀表工作恢復(fù)正常，再次驗(yàn)證U15短路是造成儀表故障的原因。

2．2 故障重現(xiàn)

2.2.1 采用臺(tái)架試驗(yàn)測(cè)試方法

試驗(yàn)設(shè)備：穩(wěn)壓電源，示波器，線束，儀表線路板。

試驗(yàn)步驟：①將穩(wěn)壓電源調(diào)至12V，線路板用線束連接到穩(wěn)壓電源上，用示波器探頭測(cè)量U15電源輸入端 （第8pin）；②打開(kāi)電源，再關(guān)閉電源，讀取示波器下降沿單次觸發(fā)波形。

試驗(yàn)結(jié)果：儀表斷電3次后重現(xiàn)故障現(xiàn)象，同時(shí)示波器監(jiān)視到10 V的脈沖電壓，脈寬2～3ms（圖2）。

2.2.2 采用實(shí)車(chē)測(cè)試方法

試驗(yàn)設(shè)備連接同臺(tái)架試驗(yàn)。在儀表正常工作時(shí)，反復(fù)插拔蓄電池，用示波器監(jiān)視到在第5次拔蓄電池電時(shí)，出現(xiàn)10V脈沖電壓，同時(shí)儀表故障重現(xiàn)。

由以上兩個(gè)試驗(yàn)可確認(rèn)該10V脈沖電壓會(huì)導(dǎo)致U15芯片損壞，而U15最大承受電壓僅為7V。

圖2 示波器監(jiān)測(cè)到的故障脈沖電壓

3 根本原因

10V脈沖電壓究竟是從哪里來(lái)的？從與U15在同一電源網(wǎng)絡(luò)上的元器件查起，發(fā)現(xiàn)儀表液晶屏在正常工作時(shí)斷電，液晶屏的5V電源有概率出現(xiàn)2～3ms幅度10 V左右的大脈沖。

儀表液晶屏本身有24V電源和5V電源，24V是給背光驅(qū)動(dòng)板供電的，5V是給信號(hào)電路供電的。液晶屏LCD電路連接見(jiàn)圖3。在液晶屏關(guān)閉時(shí)，其電路內(nèi)部將24V和5V電源導(dǎo)通進(jìn)行放電。儀表在正常斷電時(shí)，關(guān)閉液晶是通過(guò)軟件對(duì)液晶時(shí)序控制，使24V放電電壓降至5V后，才與本身的5V電源導(dǎo)通，所以5V電源電壓不會(huì)升高。但是在儀表正常工作時(shí)斷蓄電池電源，屬于非正常斷電情況，軟件無(wú)法控制液晶關(guān)閉時(shí)序，24V有概率發(fā)生放電電壓沒(méi)降到5V之前就將5V導(dǎo)通，使5V電壓升高，概率造成2～3ms幅度10V左右的大脈沖，而U15供電端與其在同一電源網(wǎng)絡(luò)，過(guò)載電壓使U15燒壞。

圖3 液晶屏LCD電路連接示意圖

拆掉液晶屏，重復(fù)臺(tái)架和整車(chē)測(cè)試，示波器電壓波形良好，5 V電壓穩(wěn)定無(wú)上沖，U15不損壞。示波器監(jiān)測(cè)到的正常電壓如圖4所示。

U15短路導(dǎo)致給儀表MCU供電的電源芯片TLE4275啟動(dòng) “保護(hù)”，處于RESET狀態(tài)，導(dǎo)致儀表MCU的5 V電源不能供電，所以儀表除了硬線信號(hào)功能正常外，其他功能全無(wú)。

圖4 示波器監(jiān)測(cè)到的正常電壓

4 解決措施

在U15的5 V電源網(wǎng)絡(luò)增加穩(wěn)壓二極管 （5.6 V，1W）作為保護(hù)。當(dāng)此5V電源升高至5.6V以上時(shí)，此穩(wěn)壓管起作用使電壓不會(huì)超過(guò)5.6 V。當(dāng)此5 V電源電壓在5.6V以下時(shí)，此穩(wěn)壓管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，也不會(huì)影響5V電源電壓。在電路板完成更改后，需要電氣性能及EMC等相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。

（編輯 心 翔）

Troubleshooting on a Vehicle Dashboard Case

ZHOU Juan
（Electrical&electronical and air conditioner department，BAIC Motor Technology Centre，Beijing 101300，China）

Based on a failure case of vehicle dashboard，this paper identifies the cause and default component，re-perform the failure through testing，and brings up with relevant solutions.

dashboard fault；powering system；overload voltage

U463.7

B

1003－8639（2016）10－0051－02

2016-05-27

周娟 （1982-），女，北京人，工程師，主要從事儀表及顯示系統(tǒng)工作。