JJD150間歇刮水繼電器故障分析和改進

陶軍來

摘 要：文章為JJD150間歇刮水繼電器的故障分析。文章主要針對該產品在改進過程中出現(xiàn)的一些主要問題，然后對間歇刮水繼電器故障進行分析，最后提出故障解決措施，并引出對前期策劃的思考。

關鍵詞：繼電器；間歇刮水；助焊劑；PCB

中圖分類號：U463.855 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）08-0076-02

JJD150間歇刮水繼電器為一款汽車上實現(xiàn)刮水電機間歇刮水以及在洗滌器噴水后延時刮水功能的應用類繼電器。2014年8月該產品在隨整車上市后出現(xiàn)大量的質量問題，給客戶和公司造成了巨大損失。

1 JJD150間歇刮水繼電器

JJD150間歇刮水繼電器及工作波形如圖1所示，其功能為打開ACC開關，且打開間歇刮水開關后，控制刮水電機以3-6S的周期低速檔工作，直至關閉間歇刮水開關。

2 間歇刮水繼電器原理分析

整車刮水系統(tǒng)原理如圖2所示。

電源經D2、Q1發(fā)射極、R4、R5、R8接負極，Q1導通，繼電器線圈得電，常開觸點與動觸點接通，刮水電動機低速繞組經繼電器常開觸點接負極，開始轉動，當刮水電動機自停觸點與內部的搭鐵銅環(huán)接觸時，電源經Q2發(fā)射極、R7、R6、D3接負極，Q2導通，從而導致Q1截止，繼電器已閉合的常開觸點釋放，刮水電動機低速繞組經繼電器常閉觸點接負極，繼續(xù)轉動。與此同時，電源經C4、R6、D3接負極，給C4充電，當刮水電動機自停觸點與刮水電動機內部接正極的銅環(huán)接觸時，低速繞組兩端短接，刮水電動機停止運轉，這時C4兩端的電壓維持Q2導通，使Q1繼續(xù)截止，刮水電動機保持靜止，從而形成一個停息時間（間歇時間），其時長由C4、R7的時間常數決定。開關打到間歇檔，電容C2充電，三極管T2導通，繼電器J1吸合。電源經繼電器J1常開觸點給雨刮電機低速檔供電。

3 間歇刮水繼電器故障分析

正常零件上臺架通電，雨刮開關打到OFF或者INT，雨刮電機分別是不轉和以3～6 s間歇低速轉動，但是售后返回的故障件上臺架一通電，雨刮開關無論打到OFF或者INT，雨刮電機均以低速檔常轉。

根據經驗補焊間歇刮水繼電器三極管T2三個管腳，故障未消失，把T2焊下來，萬用表檢測三極管功能正常，重新把三極管焊到PCB板上，間歇刮水繼電器故障消失，如圖3所示。

為了了解故障件內部工作過程與正常件的差異，重新找來問題件，用示波器抓取4個關鍵點的波形，如圖4所示。

正常件間歇刮水開關接通時，工作于間歇刮水功能，測試點1電壓在12 V左右波動，測試點2電壓0.7 V，測試點3電壓1.5 V，測試點4電壓1.2 V左右，符合前面原理圖介紹的階段2開始時的波形特征，如圖5所示。

故障件測試點4電壓始終無法升到12 V，如圖6所示，繼電器J1始終處于得電吸合狀態(tài)，電源經繼電器J1常開觸點持續(xù)給雨刮電機供電，然而繼電器J1經檢測功能正常，由此判斷三極管T2集電極C與發(fā)射極E之間短路。

進一步調查三極管T2常導通原因發(fā)現(xiàn)，三極管管腳殘留助焊劑，每塊PCB板過波峰焊前設備自動先噴一層助焊劑（目視不可見），波峰焊后線路板沒清洗殘留助焊劑，長時間吸水漏電導致三極管T2管腳間漏電，如圖7所示。

此外，發(fā)現(xiàn)三極管T2的三個焊盤過近，加大了助焊劑使管腳間漏電的風險，如圖8所示。

PCB波峰焊后未清洗殘留的助焊劑，三極管T2三個焊盤距離過近，間歇刮水繼電器長時間高溫高濕環(huán)境下助焊劑吸水致B、C極漏電，相當于在三極管T2的B、C間接一個上拉電阻，三極管會偏置導通，繼電器吸合，造成刮水電機常轉，如圖9所示。

前期分析三包件把三極管T2從線路板上焊接下來，再焊上去零件恢復正常，正是因為焊接時此處線路板受熱，助焊劑揮發(fā)，T2管腳間恢復正常絕緣狀態(tài)，零件故障消失。由此可得出造成故障是間歇刮水繼電器三極管T2管腳殘留助焊劑及PCB焊盤距離過近所致。

4 故障解決措施及成效

根據故障分析得出根本原因，得出兩項解決措施，即：①線路板焊接后PCB超聲波清洗機自動清洗助焊劑并吹干；②優(yōu)化PCB板的布局：把三極管T2和電阻R5引腳焊盤拉開0.5 mm以上。通過對產品的改進，跟蹤產品在市場上的表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)該產品經改進后在市場抱怨和索賠數量急劇減少，收到了很好的成效，每千臺發(fā)生故障的比例逐漸下降比例如圖10所示。

5 結 語

通過對JJD150間歇刮水繼電器故障問題的分析，可以看到，如果我們在產品開發(fā)時多了解助焊劑的特性，考慮到PCB焊盤間距要求，在早期進行充分的策劃，大量的問題可以避免，這不僅可以節(jié)約大量成本，更可以大量的降低損失。雖然最后這些都問題得到了解決，而且成效非常明顯，但回頭分析這些問題時，都可以發(fā)現(xiàn)或多或少都是前期工作中的疏忽或失誤。所以我們應明白先期策劃的重要性，這也是我們以后應該思考的問題。

參考文獻：

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