【失效分析】汽车应急电源漏电分析

02月,04,2023 | 浏览次数：28263

     什么是汽车应急电源？汽车应急电源是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。

       案件背景：

       优尔鸿信检测接到某公司客户反映，其生产的一批汽车应急电源，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。

       1.故障位置分析

           

       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。

      2.电性量测

      将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：

		原始	持续通电6h	持续通电9h
I	OK  2#	＜10μA	/	/
II	NG  2#	14μA	/	/
	NG  8#	10μA	118μA	75μA
	NG  13#	20μA	/	/
III	NG  3#	525μA	/	/
	NG  14#	440μA	/	/

      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。

       3.Thermal热点侦测

       ①NG 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。
       ②C16、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。
       ③附近C15电容未发现异常。

       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。
       4.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。

	盐水实验前	盐水实验后
电容单体	0.20μA	0.12μA
OK  1#	8.72μA	8.12μA
NG  2#	8.78μA	300-400μA

      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。
      5.切片分析

      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—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。

      6.结论

      

      ①NG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。
      ②Thermal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。

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