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汽车应急启动电源漏电失效全面分析

来源:昂佳汽车应急启动电源 点击:发表时间:2019-11-14

  什么是汽车应急启动电源?汽车应急启动电源的出现,给人们,尤其是广大车主带来了很大福音。这种电源智能且系统简单、操作方便,具有高可靠性、可监视性以及免维护性等特点,用于汽车亏电或者其他原因无法启动汽车的时候能启动汽车,同时将充气泵与应急电源、户外照明等功能结合起来,是户外出行必备的产品之一。

汽车应急启动电源

  近日,某检测公司接到客户反映,其生产的一批汽车应急启动电源,经海运出货,在库房存放三个月后,发现漏电现象。部分充满电的产品(12V),在经过一段时间后电压降为1V以下。经初步评估后,疑似为电容 (C16)失效引起,故对失效位置进行原因分析。NG样品图如下。

NG样品图

一、故障位置分析

汽车应急启动电源电路图

  汽车应急启动电源电路图如上所示。C16电容连接电芯正负极,如发生失效,会导致电芯逐步漏电。周边其它电容处于保护电路中,失效概率相对较小。

  汽车应急启动电源自耗电:即MCU进入休眠后的电流消耗。先将产品接入充电器进行激活,待产品电量指示灯熄灭,静置5-10s后,将能够测试到uA级别的电流表串接在电池到PCBA板的负线(黑线)或正线(红线)的连接线中,读取出此时的电流表读数,即为自耗电。测试结果应≤200uA。

二、电芯量测

  将汽车应急启动电源主板与电芯的连接断开,接入12V电源,然后用万用表分別对OK、NG样品进行自耗电量测 。结果如下表所示:

汽车应急启动电源电芯检测表

  由表可知,部分NG样品没有检测到自耗电偏大现象。其中NG2#、NG 8# 和NG 13#样品,其漏电流已小于≤200uA的标准。这说明NG样品处于一个不稳定状态,在长期放置后会发生回复。

  对NG 8#样品进行长期通电测试,发现其漏电流会有一个逐步增大过程,但随后又会逐渐变小。

三、Thermal热点侦测

汽车应急启动电源电路板OK和NG样品热点侦测

  利用热点侦测显微镜,对汽车应急启动电源电路板OK和NG样品进行热点侦测。切断电芯连线并接入12V直流电源,同时用电流表侦测自耗电电流。

NG 14#样品    漏电流440μA

NG 14#样品    漏电流440μA

  1.NG 14#样品C16电容处,在lock-In模式下的最大温度变化量62.88mK(0.06288℃),温度变化明显高于良品。

  2.C16、R17所处的回路有明显的漏电流,实测R17电阻未见异常;因此怀疑C16电容异常。

附近C15电容未发现异常。

OK 2#和NG 13#样品进行热点侦测

  对OK 2#和NG 13#样品进行热点侦测,发现C16电容通电前后温度变化不明显。未发现异常。

四、盐水试验

  配置20%的氯化钠溶液,用棉签将氯化钠溶液分别涂抹到C16电容单体、OK 1#样品和NG  2#样品的C16上,用气枪轻轻吹拭并静止数小时。待电容表面干燥后对电路板正负极两端进行接线测试,用微安表测量漏电流,结果如下表所示。

盐水试验

  由实验结果可知,经盐水实验后,发生回复的NG 样品漏电流会再次变大。而电容单体和OK 样品无此现象。推测NG样品的C16电容表面可能存在微裂纹。

五、切片分析

NG  14#样品切片分析NG  14#样品切片分析

NG  14#样品切片分析—电容C16 (漏电流440μA)

  NG  14#样品C16电容右下角发现明显裂纹,裂纹与PCB板约成45°夹角,推测可能和应力有关。

NG  3#样品切片分析

NG  3#样品切片分析—电容C16(漏电流525μA)

  NG  3#样品C16电容发现内电极层厚度异常现象,但未发现此异常会导致短路。

六、结论

汽车应急启动电源漏电失效分析

  1.NG样品处于不稳定状态。部分漏电的NG样品在长期放置后会恢复正常。但此样品在重新长时间加电下,漏电流会再次变大。

  2.Thermal热点侦测结果表明,部分NG样品的C16电容通电前后温度差异明显,有较大漏电流产生。

  3.对部分恢复正常的NG样品C16电容进行盐水实验,结果表明漏电流会再次变大,而OK样品和电容单体无此现象发生。推测NG样品的电容表面可能存在微裂纹。

  4.对14#NG样品的C16电容进行切片。发现电容右下角有明显裂纹,裂纹与PCB板约成45°夹角,推测受应力影响。经和客户的沟通调查,PCB的分板方式有较大嫌疑。尽快帮助客户分析解决汽车应急启动电源漏电失效问题。

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