浅谈VI 曲线测试仪在汽车电脑板维修中的应用

2022-11-07许星

汽车电器 2022年9期

许星

（广东省东莞市商业学校，广东东莞 523107）

2021年7月17日，河南省郑州、漯河、开封、新乡、鹤壁、安阳等地暴发持续性强降水天气，致使许多水泡车的产生（图1），为了给广大水泡车车主节省费用，汽车维修市场一般都采用“能修不换，维修之本”的原则。因此，这些泡水车的电脑板成为维修的重点对象（图2）。在维修汽车电脑板的过程中，除了传统的万用表、示波器以外，其实VI曲线测试仪也是一种非常快速而准确的测量工具（图3）。下文为读者介绍VI曲线测试仪的使用。

图1 河南洪灾中的水泡车

图2 雪佛兰科鲁兹发动机电脑板

图3 VI曲线测试仪

1 什么是VI曲线？

在电路不加电的情况下，VI曲线是一种独特的元器件故障诊断技术。这种技术采用交流正弦激励，测试元器件在断电状态下其电流对应于电压的特性曲线，并且能将其显示于显示器或者示波器上，每种元器件有其对应的特定曲线，当元件有故障时，该曲线也会发生改变。因此，通过分析元器件曲线，能简捷而快速地检测元器件的好坏。对于未知元器件曲线特性的情况，只要把好的元件与被测元件进行曲线比较，就能马上得出结论，这点特别适合汽车电脑板中通病的维修。

2 VI曲线测试仪的测试原理

VI曲线测试仪内部产生高精度交流正弦波，正弦波的频率、幅值、内阻可以在一定范围内随意设置，由测试仪测试表笔插孔中引出测试表笔，把测试波形加到待测试元器件或者电路板上，并在其屏幕上显示出电流、电压及相应的合成图像。在显示中，回路电流产生一个垂直轨迹变化，并在测试元件两端的电压产生一个水平轨迹变化，最终形成有效V-I特性图。

3 VI曲线测试仪的功能

1）离线测试电子元器件，测量快捷、准确度高、显示直观。

2）在线测量电容、电阻、电感、二极管和三极管等元器件。

3）定性分析损坏元器件特性。

4）在线对比2个相同的电脑板（可以是2块相同的电脑板或者同一个电脑板上结构相同的不同部位），测试相同关键点的VI曲线，分析曲线区别，找出损坏的电子元器件。

5）集成电路端口特性分析。当诊断一块电脑板故障时，VI曲线测试仪上的合成曲线是由电脑板上节点之间各种电子元器件曲线组成，通过了解不同曲线的含义，能确定电子元器件的具体故障位置。

4 VI曲线测试仪测试汽车电脑板

1）汽车电脑板上电阻的测量

因为流过电阻的电流与其两端的电压是线性关系，这样电阻的VI特性曲线就是一条斜方向直线。如果电阻的阻值越大，VI曲线更加趋向水平方向发展；反之，如果电阻的阻值越小，曲线趋向垂直方向发展。极端情况：如图4中左面的曲线是汽车电脑板中特殊电阻-0电阻的VI曲线，这条曲线趋向于一条垂直线，这个图形是正常的。相反，如果汽车电脑板中的电阻阻值大于一个固定值，比如1MΩ，VI曲线上的曲线将趋向于水平线，这个图形也是正常的。

图4 汽车电脑板上电阻的测量

2）汽车电脑板上电容的测量（图5）

图5 电容的VI曲线

因为流过电容电流与其两端电压的关系是非线性的，电流波形提前于电压的波形90°角，所以电容的VI曲线是圆形或者椭圆形。特别注意：在测量电容时，首先应该给被测量电容放电，调整VI曲线测试仪的频率到高频时测量。电容是汽车电脑板上的易损件。

常见电容故障曲线分析：汽车电脑板上电容的常见故障是电介质泄漏，容量减小。观察其VI曲线，如果容量减小，曲线会从常规电容椭圆曲线水平方向拉宽，拉得越宽，容量缺失越多。

3）汽车电脑板上二极管的测量

如图6所示，二极管曲线是半导体PN结特性曲线，二极管开始正向导通时，电流有一个临界电压（大约0.5V左右），如果在阳极与阴极之间的电压差小于临界电压，二极管处于断路状态或者没有电流通过。一旦阳极与阴极之间的电压超过临界电压，二极管导通，一旦电流流过二极管，在二极管两端电压增加较少，而电流高速增长。在VI曲线分析时，把这种PN结特性曲线称为“屈膝”。特别注意：对于齐纳二极管而言，VI曲线是像“椅子”方式，也就是两个“屈膝”。二极管也是汽车电脑板中的易损件。

图6 二极管曲线

4）汽车电脑板上场效应管（点火驱动管）的测量

如图7所示，对于汽车发动机电脑板中的点火驱动管（场效应管），为了保护该管，在点火驱动管（场效应管）的漏极和源极上并联一个续流二极管，利用VI曲线测试仪自带的5V电源（图7中的蓝色测试表笔）加在点火驱动管的栅极后，VI曲线由二极管曲线变成一条垂直的曲线（表示点火驱动管导通）。由于发动机电脑板中的点火驱动管是易损件，所以我们可以采用这种方法判断点火驱动管的好坏。