某車型遙控鑰匙失效問(wèn)題分析

李宇斌

摘 要：本文對(duì)車輛遙控解鎖失敗的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法發(fā)現(xiàn)AGC回路匹配儲(chǔ)能電容規(guī)格型號(hào)過(guò)小，在高溫、高濕環(huán)境存在漏電風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)改進(jìn)周期和成本進(jìn)行評(píng)估后提出CAGC表面涂覆三防漆，防止其受潮漏電，并改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)大綱的濕度、溫度條件，使得試驗(yàn)更接近實(shí)車使用的環(huán)境場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：遙控鑰匙；DOE；高溫；高濕

中圖分類號(hào)：U463.854 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）05-0092-03

1 背景及問(wèn)題

2018年6月份某車型在青島物流倉(cāng)庫(kù)存放后出現(xiàn)遙控鑰匙失效的現(xiàn)象，故障表現(xiàn)為遙控解鎖失敗，機(jī)械開(kāi)鎖觸發(fā)防盜報(bào)警后，遙控?zé)o法解除報(bào)警，遙控器閉鎖、解鎖功能失效，當(dāng)對(duì)故障車遙控模塊進(jìn)行插拔（重新上電）后，故障消失并無(wú)法立即再現(xiàn)，當(dāng)存放一定時(shí)間后故障又再次發(fā)生。因該問(wèn)題故障現(xiàn)象難以復(fù)現(xiàn)，失效的機(jī)理不明確，為此我們對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)行系統(tǒng)分析，利用DOE正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法確定問(wèn)題的主要原因。

正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法是研究與處理多因素試驗(yàn)的一種科學(xué)方法。它利用一種規(guī)格化的表格——正交表，挑選試驗(yàn)條件，安排試驗(yàn)計(jì)劃和進(jìn)行試驗(yàn)，并通過(guò)較少次數(shù)的試驗(yàn)，找出較好的生產(chǎn)條件，即最優(yōu)或較優(yōu)的試驗(yàn)方案。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)主要用于調(diào)查復(fù)雜系統(tǒng)（產(chǎn)品、過(guò)程）的某些特性或多個(gè)因素對(duì)系統(tǒng)（產(chǎn)品、過(guò)程）某些特性的影響，識(shí)別系統(tǒng)中更有影響的因素、其影響的大小，以及因素間可能存在的相互關(guān)系，以促進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和過(guò)程的優(yōu)化、控制或改進(jìn)現(xiàn)有的產(chǎn)品。

2 故障分析

2.1 故障零件檢查

（1）元器件表面焊接完整，未發(fā)現(xiàn)虛焊和短路，元器件規(guī)格型號(hào)正確。（2）對(duì)故障件連接在測(cè)試工裝上進(jìn)行全功能測(cè)試，經(jīng)測(cè)試各項(xiàng)功能正常。

小結(jié)：經(jīng)檢查故障未再現(xiàn)，初步判斷此問(wèn)題是在特定條件下才能觸發(fā)的現(xiàn)象。

2.2 故障實(shí)車分析

遙控模塊工作原理如圖1所示，信號(hào)從天線進(jìn)入經(jīng)比較、放大、斬波、整形、AGC（自動(dòng)增益控制）等電路，從DATA端口輸出數(shù)據(jù)到MCU芯片，主芯片對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理。

（1）檢測(cè)故障車接收模塊電壓，電源芯片輸出5V電壓正常，解碼芯片3.3V供電電壓正常。（2）檢測(cè)故障車接收模塊晶振兩端波形，發(fā)現(xiàn)晶振兩端波形異常，振蕩電路不起振兩種波形對(duì)比如圖2所示。

小結(jié)：遙控失效直接原因?yàn)榻邮湛刂破鲀?nèi)晶振元件不起振引起圖3所示。

2.3 振蕩電路分析

2.3.1 晶振零件調(diào)查

（1）故障車晶振批次：抽查94臺(tái)故障車發(fā)現(xiàn)晶振批次分布不集中；（2）晶振供貨系統(tǒng)記錄與分供方清單一致；（3）晶振實(shí)物測(cè)試：經(jīng)第三方實(shí)驗(yàn)室測(cè)試分析晶振無(wú)異常。

2.3.2 電容調(diào)查

（1）電容規(guī)格要求10pf/50V，第三方實(shí)驗(yàn)室測(cè)試實(shí)物容值與要求相符；（2）電容供貨系統(tǒng)調(diào)查：電容供貨來(lái)料系統(tǒng)信息與分供方清單一致；（3）實(shí)測(cè)故障件上電容容值符合規(guī)格要求。

小結(jié)：振蕩電路主要零件符合要求，不是主要原因。

2.4 射頻電路分析

2.4.1 原理設(shè)計(jì)

符合芯片廠家技術(shù)要求，各管腳外圍電路與設(shè)計(jì)要求相符，符合原理圖要求，此電路在多款產(chǎn)品上使用，未發(fā)現(xiàn)類似問(wèn)題。

2.4.2 器件選擇

（1）電感、電容符合高頻電路要求，器件選用高頻電感和高電壓低損耗、溫漂系數(shù)低的電容，晶振與線路板進(jìn)行過(guò)阻抗匹配。（2）器件參數(shù)是產(chǎn)品波特率由芯片廠家推薦以及經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試所確定。

2.4.3 PCB設(shè)計(jì)

（1）電源設(shè)計(jì)合理，采用多電容濾波；（2）地線是單點(diǎn)接地；（3）高頻布線符合高頻布線要求，并遠(yuǎn)離干擾。

小結(jié)：振蕩電路主要零件符合要求，不是主要原因。

2.5 AGC（自動(dòng)增益控制）回路分析

AGC工作原理圖4所示：天線收到射頻信號(hào)電壓與CAGC電壓進(jìn)行比較；上電時(shí)，芯片會(huì)通過(guò)120uA電流對(duì)AGC電容進(jìn)行充電，使其快速達(dá)到1.55V；穩(wěn)定之后，快速充電關(guān)閉，芯片會(huì)每隔160ms通過(guò)1.5uA電流對(duì)CAGC進(jìn)行5ms充電，從而給射頻信號(hào)提供穩(wěn)定的參考點(diǎn)。接收器電路原理符合要求。

但是根據(jù)處理同類問(wèn)題經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為AGC回路匹配儲(chǔ)能電容規(guī)格型號(hào)0603太小，存在高溫高濕漏電風(fēng)險(xiǎn)。AGC潛在失效分析：如果CAGC出現(xiàn)漏電，漏電過(guò)程中遙控失效，待漏電完成后：

（1）當(dāng)VCAGC<1.15V，射頻信號(hào)就無(wú)參考點(diǎn)，信號(hào)不能正確解析，造成芯片無(wú)法喚醒，不給晶振供電而使遙控失效，失效不可修復(fù)。（必須重新拔插電源，芯片會(huì)重新對(duì)CAGC快速充電，使VCAGC達(dá)到1.55V，重新建立參考點(diǎn)而恢復(fù)工作）。（2）當(dāng)1.55V>VCAGC≥1.15V，可通過(guò)1.5uA充電重新建立參考點(diǎn)，失效可修復(fù)。

為此需要對(duì)CAGC回路（自動(dòng)增益控制）做如下高溫高濕DOE試驗(yàn)。

（1）表1所示的DOE試驗(yàn)主要為了查找失效的主要原因。（2）為了進(jìn)一步找到PCBA總成失效的根本原因，將繼續(xù)表2所示的DOE試驗(yàn)方案。（3）將實(shí)驗(yàn)室故障狀態(tài)解碼芯片引腳波形與在青島故障車測(cè)試波形對(duì)比，高溫高濕試驗(yàn)中再現(xiàn)的故障波形與青島故障車一致，是同一故障現(xiàn)象，如圖5所示。（4）故障再現(xiàn)條件與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)試驗(yàn)大綱條件對(duì)比，如表3所示。

3 問(wèn)題分析總結(jié)

（1）確認(rèn)故障件的軟件、硬件符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，元器件符合分供方清單要求；（2）通過(guò)DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)驗(yàn)證，CAGC電路在高溫高濕條件下，PCBA總成的1uf電容在漏電失效是導(dǎo)致遙控接收模塊失效的根本原因，當(dāng)CAGC電路涂覆三防漆后，問(wèn)題得到了解決；（3）故障件及庫(kù)存品按照DV耐濕性試驗(yàn)驗(yàn)證確認(rèn)符合DV試驗(yàn)要求；故障再現(xiàn)試驗(yàn)中的溫濕度比產(chǎn)品開(kāi)發(fā)試驗(yàn)溫濕度更高（根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試，夏天當(dāng)環(huán)境溫度在30℃時(shí)，車內(nèi)溫度會(huì)達(dá)到60-70℃，由于車內(nèi)密封，隨溫度升高，濕度會(huì)更高，所以故障再現(xiàn)試驗(yàn)更接近故障車實(shí)況）故障車的實(shí)況已超過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)驗(yàn)證的條件，這可能是在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)驗(yàn)證中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象的原因。

4 改進(jìn)措施

方案1：更改AGC回路電容封裝，由0603更改為大封裝電容，此更改涉及到PCB設(shè)計(jì)更改以及元器件變更，所以試驗(yàn)需要重新驗(yàn)證，周期長(zhǎng)，風(fēng)險(xiǎn)大。方案2：通過(guò)軟件修改AGC電容充電間隔時(shí)間，由160ms更改為10ms，此更改經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，產(chǎn)品睡眠電流由原來(lái)不到1mA增加為2.2mA，睡眠電流超出技術(shù)要求。方案3：在CAGC表面涂覆三防漆，防止受潮漏電。

綜合考慮時(shí)間經(jīng)濟(jì)成本和可靠性，建議采用方案三進(jìn)行處理CAGC表面涂覆三防漆，防止受潮漏電；改進(jìn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)試驗(yàn)大綱里濕度、溫度的條件，使得試驗(yàn)更接近實(shí)車使用的環(huán)境場(chǎng)景。