淺談VI 曲線測試儀在汽車電腦板維修中的應用

許 星

（廣東省東莞市商業(yè)學校，廣東 東莞 523107）

2021年7月17日，河南省鄭州、漯河、開封、新鄉(xiāng)、鶴壁、安陽等地暴發(fā)持續(xù)性強降水天氣，致使許多水泡車的產(chǎn)生（圖1），為了給廣大水泡車車主節(jié)省費用，汽車維修市場一般都采用“能修不換，維修之本”的原則。因此，這些泡水車的電腦板成為維修的重點對象（圖2）。在維修汽車電腦板的過程中，除了傳統(tǒng)的萬用表、示波器以外，其實VI曲線測試儀也是一種非?？焖俣鴾蚀_的測量工具（圖3）。下文為讀者介紹VI曲線測試儀的使用。

圖1 河南洪災中的水泡車

圖2 雪佛蘭科魯茲發(fā)動機電腦板

圖3 VI曲線測試儀

1 什么是VI曲線？

在電路不加電的情況下，VI曲線是一種獨特的元器件故障診斷技術。這種技術采用交流正弦激勵，測試元器件在斷電狀態(tài)下其電流對應于電壓的特性曲線，并且能將其顯示于顯示器或者示波器上，每種元器件有其對應的特定曲線，當元件有故障時，該曲線也會發(fā)生改變。因此，通過分析元器件曲線，能簡捷而快速地檢測元器件的好壞。對于未知元器件曲線特性的情況，只要把好的元件與被測元件進行曲線比較，就能馬上得出結論，這點特別適合汽車電腦板中通病的維修。

2 VI曲線測試儀的測試原理

VI曲線測試儀內(nèi)部產(chǎn)生高精度交流正弦波，正弦波的頻率、幅值、內(nèi)阻可以在一定范圍內(nèi)隨意設置，由測試儀測試表筆插孔中引出測試表筆，把測試波形加到待測試元器件或者電路板上，并在其屏幕上顯示出電流、電壓及相應的合成圖像。在顯示中，回路電流產(chǎn)生一個垂直軌跡變化，并在測試元件兩端的電壓產(chǎn)生一個水平軌跡變化，最終形成有效V-I特性圖。

3 VI曲線測試儀的功能

1）離線測試電子元器件，測量快捷、準確度高、顯示直觀。

2）在線測量電容、電阻、電感、二極管和三極管等元器件。

3）定性分析損壞元器件特性。

4）在線對比2個相同的電腦板（可以是2塊相同的電腦板或者同一個電腦板上結構相同的不同部位），測試相同關鍵點的VI曲線，分析曲線區(qū)別，找出損壞的電子元器件。

5）集成電路端口特性分析。當診斷一塊電腦板故障時，VI曲線測試儀上的合成曲線是由電腦板上節(jié)點之間各種電子元器件曲線組成，通過了解不同曲線的含義，能確定電子元器件的具體故障位置。

4 VI曲線測試儀測試汽車電腦板

1）汽車電腦板上電阻的測量

因為流過電阻的電流與其兩端的電壓是線性關系，這樣電阻的VI特性曲線就是一條斜方向直線。如果電阻的阻值越大，VI曲線更加趨向水平方向發(fā)展；反之，如果電阻的阻值越小，曲線趨向垂直方向發(fā)展。極端情況：如圖4中左面的曲線是汽車電腦板中特殊電阻-0電阻的VI曲線，這條曲線趨向于一條垂直線，這個圖形是正常的。相反，如果汽車電腦板中的電阻阻值大于一個固定值，比如1MΩ，VI曲線上的曲線將趨向于水平線，這個圖形也是正常的。

圖4 汽車電腦板上電阻的測量

2）汽車電腦板上電容的測量（圖5）

圖5 電容的VI曲線

因為流過電容電流與其兩端電壓的關系是非線性的，電流波形提前于電壓的波形90°角，所以電容的VI曲線是圓形或者橢圓形。特別注意：在測量電容時，首先應該給被測量電容放電，調(diào)整VI曲線測試儀的頻率到高頻時測量。電容是汽車電腦板上的易損件。

常見電容故障曲線分析：汽車電腦板上電容的常見故障是電介質(zhì)泄漏，容量減小。觀察其VI曲線，如果容量減小，曲線會從常規(guī)電容橢圓曲線水平方向拉寬，拉得越寬，容量缺失越多。

3）汽車電腦板上二極管的測量

如圖6所示，二極管曲線是半導體PN結特性曲線，二極管開始正向導通時，電流有一個臨界電壓（大約0.5V左右），如果在陽極與陰極之間的電壓差小于臨界電壓，二極管處于斷路狀態(tài)或者沒有電流通過。一旦陽極與陰極之間的電壓超過臨界電壓，二極管導通，一旦電流流過二極管，在二極管兩端電壓增加較少，而電流高速增長。在VI曲線分析時，把這種PN結特性曲線稱為“屈膝”。特別注意：對于齊納二極管而言，VI曲線是像“椅子”方式，也就是兩個“屈膝”。二極管也是汽車電腦板中的易損件。

圖6 二極管曲線

4）汽車電腦板上場效應管（點火驅動管）的測量

如圖7所示，對于汽車發(fā)動機電腦板中的點火驅動管（場效應管），為了保護該管，在點火驅動管（場效應管）的漏極和源極上并聯(lián)一個續(xù)流二極管，利用VI曲線測試儀自帶的5V電源（圖7中的藍色測試表筆）加在點火驅動管的柵極后，VI曲線由二極管曲線變成一條垂直的曲線（表示點火驅動管導通）。由于發(fā)動機電腦板中的點火驅動管是易損件，所以我們可以采用這種方法判斷點火驅動管的好壞。

圖7 汽車電腦板上場效應管（點火驅動管）的測量

5 結語

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，新能源汽車中的電腦板維修將來也是汽車電子維修的趨勢，VI可以在測量新能源汽車車載充電機、DCDC、電機控制器等部件中的光耦、變壓器、IGBT、可控硅等電工電子元器件測量中發(fā)揮重要的作用。