红外热像在汽车电子检测方面的应用案例
1、电路板及元器件检测
A 电路板测试
当前,电子设备主要失效形式就是热失效。而汽车作为热能转为动能的系统对电子设备的要求则更高。据统计,电子设备失效有55%是温度超过规定值引起,随着温度增加,电子设备失效率呈指数增长。一般而言电子元器件的工作可靠性对温度极为敏感,器件温度在70-80℃水平上每增加1℃,可靠性就会下降5%。
热像仪能够全面检测电路板上每个元器件的温度,这是其他测温工具所做不到的;把空调器控制板上每个元器件的温度控制在限度范围内,将可以大大提高运行稳定性和产品寿命。
图1:PCB板因功率器件发热传递至背面,局部温度偏高。
图2:功率二极管发热状态,长时间开启最高温度不得超过100℃。
B 汽车电子系统的发热测试
在汽车电子的电路研发过程中,进行负载分析是必须的;热像仪提供了通过温度检测进行负载分析的手段,通过热像图可以很直观的辨识出高功耗部位,为工程师完善电路,提高转换效率、减少功耗、减少电路内部温升提供强有力依据。
图3:电源模块发热测试 图4:电源板变压器,红外热图轻松发现左右两变压器的发热不一致,这是不同变压器所带负载不一致造成的。
图5:散热片散热效果测试(左为红外热图,右为可见光图)
C 汽车电子系统的散热测试
散热片起到为芯片或元器件降温的作用,没有散热片、散热片设计不良或散热片所选材料不当都会严重影响散热效果,导致器件寿命缩短。
研发部门项目组为芯片设计散热片方案,需要兼顾散热效果和尺寸,为此设计6种散热片供研究;见图示,左下、中下、右下、左上、中上、右上,依次散热片面积增大,使用相同芯片、相同输入电压电流、相同时间,观测不同散热片的发热状况,为散热片的设计提供温度依据。
在图中,“中上”的温度为48.1 ℃,与散热片大小的温度趋势不符,正常推算应该在43-44℃间,说明在该处的散热片设计或材料选择中存在问题。该图也可以针对面积大小和温度进行单位面积散热的定量分析计算。
图6:正方形散热片,斜向对角温度的分布
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