李宇斌

摘 要：本文對車輛遙控解鎖失敗的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，利用正交試驗設(shè)計的方法發(fā)現(xiàn)AGC回路匹配儲能電容規(guī)格型號過小，在高溫、高濕環(huán)境存在漏電風(fēng)險。對改進(jìn)周期和成本進(jìn)行評估后提出CAGC表面涂覆三防漆，防止其受潮漏電，并改進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)試驗大綱的濕度、溫度條件，使得試驗更接近實車使用的環(huán)境場景。

關(guān)鍵詞：遙控鑰匙；DOE；高溫；高濕

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

1 背景及問題

2018年6月份某車型在青島物流倉庫存放后出現(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)械開鎖觸發(fā)防盜報警后，遙控?zé)o法解除報警，遙控器閉鎖、解鎖功能失效，當(dāng)對故障車遙控模塊進(jìn)行插拔（重新上電）后，故障消失并無法立即再現(xiàn)，當(dāng)存放一定時間后故障又再次發(fā)生。因該問題故障現(xiàn)象難以復(fù)現(xiàn)，失效的機(jī)理不明確，為此我們對該問題進(jìn)行進(jìn)行系統(tǒng)分析，利用DOE正交試驗設(shè)計的方法確定問題的主要原因。

正交試驗設(shè)計法是研究與處理多因素試驗的一種科學(xué)方法。它利用一種規(guī)格化的表格——正交表，挑選試驗條件，安排試驗計劃和進(jìn)行試驗，并通過較少次數(shù)的試驗，找出較好的生產(chǎn)條件，即最優(yōu)或較優(yōu)的試驗方案。正交試驗設(shè)計主要用于調(diào)查復(fù)雜系統(tǒng)（產(chǎn)品、過程）的某些特性或多個因素對系統(tǒng)（產(chǎn)品、過程）某些特性的影響，識別系統(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)計開發(fā)和過程的優(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)格型號正確。（2）對故障件連接在測試工裝上進(jìn)行全功能測試，經(jīng)測試各項功能正常。

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

2.2 故障實車分析

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

（1）檢測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比如圖2所示。

小結(jié)：遙控失效直接原因為接收控制器內(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）晶振實物測試：經(jīng)第三方實驗室測試分析晶振無異常。

2.3.2 電容調(diào)查

（1）電容規(guī)格要求10pf/50V，第三方實驗室測試實物容值與要求相符；（2）電容供貨系統(tǒng)調(diào)查：電容供貨來料系統(tǒng)信息與分供方清單一致；（3）實測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

符合芯片廠家技術(shù)要求，各管腳外圍電路與設(shè)計要求相符，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)實驗測試所確定。

2.4.3 PCB設(shè)計

（1）電源設(shè)計合理，采用多電容濾波；（2）地線是單點接地；（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：天線收到射頻信號電壓與CAGC電壓進(jìn)行比較；上電時，芯片會通過120uA電流對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，芯片會每隔160ms通過1.5uA電流對CAGC進(jìn)行5ms充電，從而給射頻信號提供穩(wěn)定的參考點。接收器電路原理符合要求。

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

（1）當(dāng)VCAGC<1.15V，射頻信號就無參考點，信號不能正確解析，造成芯片無法喚醒，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，芯片會重新對CAGC快速充電，使VCAGC達(dá)到1.55V，重新建立參考點而恢復(fù)工作）。（2）當(dāng)1.55V>VCAGC≥1.15V，可通過1.5uA充電重新建立參考點，失效可修復(fù)。

為此需要對CAGC回路（自動增益控制）做如下高溫高濕DOE試驗。

（1）表1所示的DOE試驗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試驗方案。（3）將實驗室故障狀態(tài)解碼芯片引腳波形與在青島故障車測試波形對比，高溫高濕試驗中再現(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)品開發(fā)時試驗大綱條件對比，如表3所示。

3 問題分析總結(jié)

（1）確認(rèn)故障件的軟件、硬件符合產(chǎn)品設(shè)計要求，元器件符合分供方清單要求；（2）通過DOE試驗設(shè)計驗證，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，問題得到了解決；（3）故障件及庫存品按照DV耐濕性試驗驗證確認(rèn)符合DV試驗要求；故障再現(xiàn)試驗中的溫濕度比產(chǎn)品開發(fā)試驗溫濕度更高（根據(jù)以往經(jīng)驗和測試，夏天當(dāng)環(huán)境溫度在30℃時，車內(nèi)溫度會達(dá)到60-70℃，由于車內(nèi)密封，隨溫度升高，濕度會更高，所以故障再現(xiàn)試驗更接近故障車實況）故障車的實況已超過產(chǎn)品開發(fā)驗證的條件，這可能是在產(chǎn)品開發(fā)驗證中沒有發(fā)現(xiàn)這個現(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)計更改以及元器件變更，所以試驗需要重新驗證，周期長，風(fēng)險大。方案2：通過軟件修改AGC電容充電間隔時間，由160ms更改為10ms，此更改經(jīng)測試驗證，產(chǎn)品睡眠電流由原來不到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)品開發(fā)時試驗大綱里濕度、溫度的條件，使得試驗更接近實車使用的環(huán)境場景。