问题描述
某款SUV车型售后反馈前空调功能异常9例,经初步排查,失效原因均为前空调控制面板失灵,其中仅风量旋钮失效4例,风量旋钮及所有按键失效5例。
故障排查
前空调控制路径如图1所示,通过操作CD机或空调控制面板上的旋钮/按键对空调控制器发出控制命令,空调控制器再根据控制命令对前空调进行控制。为确定前空调功能异常失效部位,我们对故障车进行了控制功能检查,发现虽然前空调控制面板失灵不能实现对前空调的控制,但CD机显示屏上按键可对前空调进行控制。由此可初步判定故障发生在前空调控制面板到空调控制器之间。
进一步,通过对电路连接路径及故障件失效分析发现所有功能失效都是空调控制面板内部的MCU自身部分引脚与地引脚之间被击穿短路造成。疑似MCU电路中窜入了浪涌电压。前空调控制面板到空调控制器之间的电路示意图如图2所示。
同时我们还注意到所有售后失效分布存在共同点,即地域上,所有失效均发生在中国北纬36~49度之间,如仅内蒙古境内失效占比达到33%;时间上,所有失效均发生在1~3月,如仅1月失效占比达到156%。此共同点正好符合了严酷ESD 现象的发生条件。
综合失效机理与失效分布,初步怀疑存在静电浪涌电压串入到MCU端,造成了MCU引脚击穿,从而引发空调功能失效。
为验证失效是否为ESD干扰导致,我们对前空调控制面板进行了人体ESD测试,测试参数如表1所示。
我们选取了故障修复件3件,正常产线件5件作为实验对象,按照表1中参数测试的结果为:两种样件均出现了失效,且失效结果为MCU 内部短路,失效现象与售后产品失效 现象一致。因此可得出前空调控制面板抗ESD能力差,且ESD击穿MCU为前空调功能失效的原因。
失效机理分析
经接口电路审查发现,前空调控制面板接口电路已进行了ESD防护,如电源模块在靠近接插件端并联了TVS管用来抵御浪涌电压,电路示意图见图3。这与前空调控制面板E SD 抗扰能力差存在一定的理论冲突,除非是存在TVS管等ESD 防护元件失效或ESD干扰通过其他途径进入到了前空调控制面板电路中,而非通过接口电路。