汽车电子电路的故障和检修思路-LLC电路的基本结构和工作原理
时间:2017-03-08 09:42 来源:未知 作者:admin 点击:次
| 现代汽车电器、电子设备的特点，主要体现在功能集约化(组合化)、控制电子化和连接标准化上。在分析电子线路的故障时，由于它总是与相关的电器设备相联系，所以，一定要了解电器、电子设备的一般特点。在分析检修电子线路之前应注意的特点：汽车一般设有总电源开关，且多为电磁式。汽车上有许多地方配置易熔导线，以保护线束，而不是保护某个特定的电器。它与保险丝的不同之处在于其熔断反应较慢，且是导线的形式。由于某种原因导致其保护性熔断后，不能像保险丝那样容易发现，有些甚至在线束内，在分析故障时要倍加注意。除极个别情况外，所有进口车均是采用单线制连接，而以车身金属结构作为另一条公共导线，所有电器均以“搭铁”形式与其连接。原则上，所用电器均为低压大电流器件。即使是同一厂家的同一型号，也会由于出厂年度不同而有某些改进。 现代轿车上的电器故障特点可逐一与其使用特点相联系。一般电子元件对过电压、温度十分敏感，例如晶体管的PN结易过压击穿，电解电容器在温度升高时漏电亦增加，可控硅元件则对过流敏感等。这些故障特点，归纳如下： a.元件击穿。击穿包括过电压击穿或过流、过热引起的热击穿等。击穿有时表现为短路形式，有时表现为断路形式。由于电路故障引起的过压、过流击穿常常是不可恢复的。 b.元件老化或性能退化。这包括许多方面，如电容器的容量减小、绝缘电阻下降、晶体管的漏电增加、电阻的阻值变化、可调电阻的阻值不能连续变化、继电器触点烧蚀等。像继电器这类元件，往往还存在由于绝缘老化、线圈烧断、匝间短路、触点抖动，甚至无法调整初始动作电流的故障。 c.线路故障。这类故障包括接线松脱、接触不良、潮湿、腐蚀等导致的绝缘不良、短路、旁路等。这类故障一般与元器件无关。 对以上故障的检修要点： a.要分析电路原理、弄清总体电路及联系。一旦碰到不熟悉的车型和线路，常常要自己动手，分析电路原理，甚至测绘必要的电路图。因此，汽车电子电路维修将涉及到电路分析方法问题。 b.先外后内逐一排除，最后确定其技术状况。汽车上许多电子电路，出于性能要求和技术保护等多种原因，往往采用不可拆卸封装，如厚膜封装调节器、固封点火电路等。如若某一故障可能涉及到其内部时，则往往难于判断，需要先从外围逐一排除，最后确定它们是否损坏。 c.注意元件替代的可行性。如一些进口汽车上的电子电路，虽然可以拆卸，但往往缺少同型号分立元件代换，故往往需要设法以国产或其它进口元件替代。这涉及到元件替换的可行性问题。 d.不允许采用“试火”的办法判明故障部位与原因。在检修方法上，传统汽车电器故障，往往可用“试火”的办法逐一判明故障部位与原因。尽管这种方法并不是十分的安全可靠，且对蓄电池有一定的危害，但在传统检修方法还是可行的。在装有电子线路的进口汽车上，则不允许使用这种方法。因为“试火”产生过电流，会给某些电路或元件带来意想不到的损害。因此维修进口汽车电器时，必须借助些仪表和工具，按一定的方法进行。 e.防止电流过载。不允许使用欧姆表及万用表的Rx100以下低阻欧姆档检测小功率晶体管，以免使之电流过载而损坏。 f.当心静电击穿三极管。更换三极管时，应首先接入基极;拆卸时，则应最后拆卸基极。对于金属氧化物半导体管，则应当心静电击穿。焊接时，应从电源上拔下烙铁插头。防止烙铁烫坏元件。拆卸和安装元件时，应切断电源。如无特殊说明，元件引脚距焊点应在10mm以上，以免烙铁烫坏元件，应使用恒温或功率小于75W的电烙铁。 现代汽车电控系统与其他总成、部件一样处在复杂多变的条件下工作，加之设计制造方面的原因，在经过一定的行驶里程之后，必然会出现这样或那样的毛病，即电路故障导致其局部或整体丧失工作能力。在汽车电气设备修理工艺中，决定电器设备是否可以再次应用，以及决定选择哪一种故障排除方法，应以电气设备损坏的性能和损坏程度的大小为基础。按电气设备修理的工艺路线在工厂进行修复时，对修理方法的选择以及对修理工序的确定起重要影响的是形成修理路线的各种故障的总体。因此，不仅应研究电器设备损坏的分布情况，而且要搞清楚形成各种故障实际组合的统计规律，按照一定原则来编制电气设备的修理工艺路线。 电器设备修复的主要任务，是利用电器设备的剩余耐用性，保证达到经济上有效地修复汽车电器及恢复其使用的可靠性。电器设备技术状况相差悬殊，所以电器修复开支也是不同的，此时可能出现这种情况，即修复个别故障组合时，在经济上不合算。所以电器修复的经济合理性，是电器状况集合划分到各修理工艺路线的主要特征。待修零件分类的目的，是形成不论是工艺问题，还是在其解决方法上有共同特点的电器修复路线。因此，与描述电器状况的特征一起，还要引用能把全部故障及其组合区分到工艺相似类别里的特征。这种区分，既要按照修理的主要工序的共同性，又要按照所用电器设备的共同性。鉴定零件时，要考虑其修复的合理性，就会使检验分类工段的工作趋于复杂化。因为检验人员不但必须记住全部故障组合，而且不能忘掉电器设备报废的价格标准。在按修复路线划分故障组合类别时，应引用各种故障间最有明显区分的特征。从工艺规程组织电器设备修复的观点出发，有助于将已发现的五花八门的故障组合归并到为数不多的典型工艺路线的类别里，这就极大地简化了挑选工艺路线的最佳方案、路线的内容。应当依据一定的原则，将故障组合的全体划分成合理的类别，选用最佳方案，才能获得电器设备修复的最大效益。 电路故障按发生时间的长短可以分为渐发性故障和突发性故障。渐发性故障所发生的周期较长，故障程度有从轻到重、从弱到强的过程，它们多是由于零件运行中的摩擦和磨损引起的，如点火断电器凸轮磨损引起某缸缺火、启动机扫膛等。突发性故障多由电路的短路或断路所引起，如前照灯突然不亮、发动机突然熄火。电路故障按其对机器功能影响的程度，可分为破坏性故障与功能性故障。破坏性故障是电器总成或部件因故障而完全丧失工作能力、不更换或大修不能继续工作，如灯泡灯丝烧断、集成电路调节器击穿、发电机定子线圈烧焦等。功能性故障是指电器总成功能降低但未完全丧失工作能力，属于非破坏性故障，经过调整或局部检修可恢复其功能，如点火断电器触点烧蚀、间隙过大或过小等。 机械在正常运转中的摩擦、磨损或疲劳。如启动机转子轴与轴套采用润滑脂润滑，常因磨损使驱动小齿轮与飞轮齿圈不能正确啮合而顶齿打齿，电路上产生短路或断路、接触不良或漏电。如发电机过载引起整流二极管短路;过电压引起调压器开关管击穿断路，触点烧蚀而不导电;电容器击穿而不能储存电荷等。电路中的电器元件是依托在机械结构上的，由于机械磨损、松旷或弹簧弹力不足而导致电路接触不良。汽车在不同地区、气候、地形条件下使用，常会发生各种不同故障。如：低温下润滑油粘度增加、启动阻力加大，都会引起蓄电池早期损坏;汽车电器会因高温而出现塑料件和绝缘材料老化;酸雨会使汽车零部件腐蚀。违章驾驶操作不按要求维护、清洁和调整而造成机件磨损;机件设计不合理，制造低劣、装配不良都会导致电路元件的故障。 线路故障的种类和现象虽然多种多样，但其实质可以分为机械性故障、电器性故障、机电综合故障。这三类故障互有区别又互相联系，不能孤立地去看。如，轴承磨损引起发电机、启动机扫膛;开关不能定位、弹簧失效，引起触点接触不良;轴类弯曲，引起跳动量过大等。机械性故障持续到一定时间便会引起电器故障，如扫膛引起电动机电枢线圈短路，触点间隙过大而使点火初级电路不能接通等。 电器性故障主要是电路上产生了短路、断路、接触不良或漏电。例如，发电机过载引起整流二极管短路，过电压引起调压器末级开关管击穿断路，触点烧蚀而不导电，电容器击穿而不能储存电荷，电感线圈匝间或层间短路或与机体搭铁，高压绝缘元件击穿漏电，蓄电池极桩松动或腐蚀引起不导电，电源电压过高过低，磁性元件的磁通量削弱或增强，电路参数如频率、相位发生变异。由机械原因导致电路接触不良的故障解决的根本办法是恢复机械结构的完整性。在判断电路故障时，人们有时光着眼于电路或电路图是不够的，单纯重视电路而忽视机械结构，导致处理不当，都会重新发生机械性和电器性综合故障。为了提高判断线路故障的准确性，缩短查找线路的时间，防止增添新的故障，不论是靠人工感觉去判断还是借助仪表测灯、仪器去检测，应遵循下列原则：根据电路原理图联系实际;查清症状，仔细分析;从简到繁，由表及里;探明构造，结合原理;按系分段，替代对比。只要做到这些，故障便可逐一排除。 对于难以诊断且涉及面大的故障，可利用更换机件对比的方法，通过新旧对比、安装方向对比、磨损的程度对比等，来判定故障的原因及部位，以确定或缩小故障范围。如高压火花弱，若怀疑是电容器故障时，可换用合格的电容器进行试火，若火花变强，说明原电容器损坏，否则应继续查找。用查看高压电火花的方法，来判断点火系统工作状况。当发动机工作不良或少数汽缸不工作时，可将高压分缸线火花塞端取下，距离火花塞5～7mm试火。若发动机工况好转，表明该缸工作失常。在试火过程中，还可以通过观察高压火花的强、弱、无火等现象来判断点火系统的工作是否正常。用点火系统的高压电检验某些电气零件是否损坏，称为高压电检验法。例如，检查分火头时，可将其平放在汽缸盖上，用高压总火线头对准分火头孔底约5mm，然后接通点火开关，拨动断电触点，查看分火头孔内是否跳火。若不跳火，表明分火头绝缘良好，否则为击穿损坏窜电。利用仪器仪表对汽车电器和电路，尽可能不拆卸其元件地检测技术状况，从而进行科学的判断或根据症状来确定毛病。对现代汽车上越来越多的电子设备来说，仪表检测法有省时、省力和诊断准确的优点，但要求操作者必须具备熟练应用仪器仪表的操作技能，以及对汽车电器元件的原理、标准数据能准确地把握。 LLC电路的基本结构和工作原理 图1和图2分别给出了LLC谐振变换器的典型线路和工作波形。如图1所示LLC转换器包括两个功率MOSFET（Q1和Q2），其占空比都为0．5；谐振电容Cr，副边匝数相等的中心抽头变压器Tr，等效电感Lr，励磁电感Lm，全波整流二极管D1和D2以及输出电容Co。
图1 LLC谐振变换器的典型线路
图2 LLC谐振变换器的工作波形 而LLC有两个谐振频率，Cr， Lr 决定谐振频率fr1； 而Lm， Lr， Cr决定谐振频率fr2。
系统的负载变化时会造成系统工作频率的变化，当负载增加时， MOSFET开关频率减小， 当负载减小时，开关频率增大。 |
