青島市運輸事業發展中心 郭廣沛
故障現象一輛2008款謳歌MDX車,儀表時而工作,時而不工作(只有兩三個指示燈亮著,儀表指針回到零位),主修技師判斷是儀表自身故障,需要更換儀表總成,但詢價得知該車儀表總成單價近9 000元后,為給老客戶節省費用,該汽修廠向筆者求助,為該車故障進行診斷與排除。
故障診斷筆者接車后首先試車驗證故障,剛開始儀表工作正常,但幾分鐘后儀表照明燈全都熄滅,儀表指針有的回到零位,有的停在某一個位置就不動了,只有3個指示燈點亮。由于該車的防盜系統沒有設置在儀表里,因此車輛只要不熄火便可以繼續行駛。為了進一步診斷該車故障是線路問題還是儀表自身問題,筆者把儀表總成從車上拆下來,根據儀表電路,給儀表接上電源,儀表可以正常點亮,但大約5 min后儀表上就只剩下幾個指示燈亮了,液晶屏也滅掉了(圖1),再過一會兒,就只有3個指示燈點亮,故障重現。斷電后再接通電源進行重復試驗,結果儀表指示燈開始還是全部亮起,幾分鐘后滅掉,故障重現且時間間隔變短。根據上述試驗結果,可以診斷為儀表電路板電路問題。筆者雖然之前沒有維修過這款車的儀表,但根據故障現象和以往儀表電路維修的經驗推測,該故障應是儀表總成的電路板某處“虛焊”了,認為應該對電源芯片處進行重點檢測。

圖1 重現儀表故障
在儀表工作正常時,用萬用表對儀表的供電進行測量,圖2中從右向左30號、15號電經過二極管輸入,7805芯片將12 V變為5 V輸出給CPU(沒有查到該型號單片機的技術資料),為CPU提供電源,由于該芯片只有在30號常電時才工作,也就是說斷開點火開關,儀表進入休眠時的電源也是由7805芯片提供的。CPU的左下角處有一個標有C510的電容,在儀表正常工作時有5 V電壓,故障出現時該處的電壓為0 V,沒找到單獨為此處供電的電源芯片,這就會有兩種可能性,一是該處的5 V電壓來自某一個單獨的電源芯片,當該電源芯片出現問題時,沒有5 V電壓輸出時,CPU便停止工作,故障現象便出現;二是該處的5 V電壓是CPU通過某一個器件控制接通的,因其他問題引發CPU停止工作,從而導致故障出現時該處的5 V電壓也沒有了。左側裝有大散熱片的A1741芯片(PNP三極管、基極有二極管和電阻組成分壓電路),經測量輸入為12 V、輸出為10 V,應該是一個恒流源,用于為LED燈珠提供電源。

圖2 檢測儀表電路板
“虛焊處”沒找到并重新補焊,筆者接下來的一個錯誤操作導致“白內障變瞎眼”!因在測試過程中發現,故障出現時CPU左下角的電容沒有5 V電壓了,便想給這個電容人為提供5 V電壓試驗一下。設想是從7805芯片的3號針腳接線,結果自己腦袋偶然先“短路”了,錯將測試線接到7805芯片的12 V輸入針腳上了,只聽到“啪”的一聲,儀表瞬間徹底不亮了!心想這下惹出大麻煩了,肯定有元器件燒壞了,這要如何找出到底是哪些元器件被燒壞了呢?
冷靜梳理一下,筆者決定先畫出儀表電路板草圖來幫助進行邏輯分析測試。對照已損壞的電路板,經過近5 h梳理,終于繪制完成了一張儀表內部供電電路(圖3和圖4)。
由圖3可知,儀表的30號常電經過二極管、濾波電容管給7805芯片的1號針腳提供12 V的電,7805芯片的2號針腳搭鐵,3號針腳輸出5 V電壓給CPU、93C76外接存儲器、D3741故障燈閃爍芯片、HC74Q觸發器、75557D通用時鐘芯片、MSA282芯片供電。也就是說,CPU在儀表接上30號常電和搭鐵線后便進入待機狀態(或叫休眠狀態)。

圖3 儀表內部30號供電電路
由圖4可知,接通點火開關,儀表的15號電通過2個電阻和1個穩壓二極管輸送到一個三極管的基極,三極管的集電極與CPU的一個IO口連接,三極管的發射極搭鐵,15號電通過2個電阻降壓后形成基極電流,三極管導通,CPU的IO口通過三極管集電極到發射極導通到搭鐵,從高電平變為低電平,CPU被喚醒開始工作。這與8051單片機的上電復位有點不同,因為車上的很多電路板都工作在待機休眠狀態,是通過15號電或是CAN總線、LIN總線來喚醒的。常見的還有音響主機里面的MCU喚醒方式,也是這樣的。

圖4 儀表內部15號供電電路
再來找一下CPU左下角那顆標有C510電容處的5 V電壓到底來自何處?經過一番檢測發現,是CPU控制一個場管的通斷,把7805芯片的5 V電壓經過這顆P溝道COMS場管送到液晶屏、3個上拉排阻、TJA1050CAN總線收發器芯片、4個6C596G4移位寄存器(在該電路板中控制各個LED指示燈),也就是說只有CPU被喚醒以后該部分電路才會有5 V電壓,圖3中的C510電容就是這段電路供電的濾波電容。
分析到此,筆者決定測量一下這一路供電所有芯片是否被燒掉了,結果檢測到TJA1050CAN總線收發器芯片的針腳8(CAN總線收發器芯片的TXD引腳)與搭鐵短路,4個6C596G4移位寄存器都已燒壞,并且可以斷定這都是筆者前面試驗接錯線導致的。在網上購買了4個同型號的6C596G4移位寄存器,焊接到線路板上,首先完成了“誤傷”芯片更換,通電后儀表故障又當然表現出最初始故障狀況。
后筆者反復思索,終于回想起那個75557D通用時鐘芯片極有可能是故障所在,因為這種功能的芯片在儀表電路板上一般起伺服作用。
故障排除用熱風槍對75557D通用時鐘芯片進行補焊后裝復試車,儀表故障果然得到排除。
故障總結檢修電路板應注意以下事項。
(1)測量線路通斷時要斷電。
(2)對部分帶有大電容的電路應先放電。
(3)必須要給電路板通電測電壓時,電路板周圍金屬工具等應予以清理。
(4)選用特尖形的萬用表筆進行測量時,應盡量保持表筆垂直測量。
(5)若無可查閱資料且電路分支太多,應繪制必要電路圖。
(6)掌握一定的電子電路知識,練就焊接不同型號和不同封裝芯片的技能是“基本功”。