【Pico汽車示波器診斷】汽車靜止寄生漏電電流檢測方式

作者: Steve Smith-Pico technology

顧客經常對電池問題產生抱怨,尤其在冬季時的抱怨最多。這些人評論說他們的車輛在停駐了幾天後就無法起動,因此必須對寄生漏電電流加以重視。

電池評估通常會考慮使用自動化設備或者更好的設備,在PicoDiagnostics 的蓄電池測試程式中,我們不僅需要測試電池,還需要測試起動和充電系統。一旦上述情況得以確認,我們必須將我們的注意力集中在電池消耗和寄生電流消耗上。

這項測試雖然經常被忽視,但還是應該對客戶關於電池放電導致的無法啟動的抱怨做出總結。傳統上來說,我們能夠實際迅速的評估一個電池的起動和充電系統,但寄生漏電電流需要進行長時間的測試(對現代車輛來說用30分鐘的時間來關閉車輛並使其進入睡眠模式是很平常的。)

對於這些具有電池放電過程的車輛,你可以選擇用整晚甚至很多天來監控寄生漏電電流。這對於電流鉗來說是一個挑戰。

我們的Pico電流鉗通過內部電池供電,內部電池(安裝的新電池)可持續運行14到16小時,在長期的寄生測試中,我們肯定具有運行錯誤結果的風險(更不必說客戶的車無法上路的時間)。

我認為這裡值得一提的是,怎樣將我們在螢幕範圍內捕捉到的值與電流鉗的操作連接起來。

通過導體的電流能夠產生一個關於導體的磁場。通過閉合電流鉗繞在導體上的鉗口,可以對磁場產生影響,並且轉換成電壓直接與磁場的強度成正比。電壓被發送到示波器並以電流值的形式在螢幕上顯示出來。在將電流鉗連接繞在導體上之前,需要對電流鉗進行歸零,以保證電流值的準確性,和一個真正的零點參考。歸零操作可以通過直接按壓電流鉗上的歸零按鈕,它可以操作電流鉗刪除任何直流偏置值。

以下磁場中的TA018電流鉗具有100mV/A轉換因數

為了在長期的寄生漏電電流測試中獲得準確的讀數,我們必須瞭解感應型電流鉗的操作特性。我這裡指的是漂移。

當我們在進行任何測量之前都要確保把電流鉗歸零,長期的測量將會加重漂移的影響,我們的讀數會漂移遠離實際測量值。

比如,我們在晚上20:00點測量的讀數為0 A,在第二天早上8點測量的讀數為80 mA。當測量寄生漏電電流時,80mA的誤差決定了技術人員是徒勞無功還是有所收穫。任何測量只有使用精確的設備才會得到有效的結果。所以關注下面的提示將會減少漂移對我們的結果產生的影響。

  1. 當我們涉及漂移時,溫度和環境條件是最大的問題。儲存電流鉗所在的位置,該位置將被用來進行測量。而不是電流鉗現在處於一個溫暖的辦公室中隨後被拿到寒冷的車間裡進行使用(讓你的電流鉗適應測試環境)。
  2. 確保使用的電流鉗遠離環境噪音源。
  3. 注意電流鉗的最低操作溫度(0℃)。
  4. 確保電流鉗的內部電池可以進行一整夜的測試——這可能需要新的電池。
  5. 打開電流鉗,並將設備進行預熱(大概10分鐘)。
  6. 電流鉗能夠被安裝到電池的正極或負極導線上,但是要確保夾口的方向正確(電流鉗夾口上的箭頭表明了電流的方向)。
  7. 確保車輛是上鎖的,並且所有鑰匙都在遙控鑰匙或智慧輸入系統探測範圍以外。客戶的鑰匙處於車輛的探測範圍內,這將會阻止車輛網路的完全關閉。
  8. 使用電流鉗上的歸零功能對於一個精確的測試來說是必要的;然而,對於整夜的測試你可能會選擇以下的技巧:


注意:我們的30A電流鉗(型號TA234)專用於檢測漏電電流(休眠電流),TA234精度更高,測試資料更加穩定,更適合於長時間監控漏電電流。

電流鉗歸零的原則是依賴於設備內的電容充電來消除任何直流偏置值。電容有可能整夜的放電從而導致不切實際的測量值。這裡關於PicoScope的一個選擇是打開你的電流鉗並且等待10分鐘使內部預熱消退(不要對電流鉗進行歸零)。

將電流鉗連接到PicoScope上,從通道選項功能表選擇相關的探頭設置(60A電流鉗[20A 檔)。依據車輛類型選擇相關的輸入範圍。一旦車輛完成了鎖門或安全階段,對大多數測量來說,±1A是合適的。

查看螢幕上的波形你會發現電流值不是0 A,因為我們沒有對電流鉗進行歸零(出於選擇)。在這裡我們能夠利用PicoScope軟體通過點擊通道選擇按鈕和選擇零點偏置進行零點偏移過程。PicoScope會要求將你選擇的通道的BNC埠進行短路(這通常是一個×1測試引線)。

此時,在零點偏移對話方塊中點擊OK,示波器就會調整電流鉗的輸出值到0。在這裡我們使用另一種方法來使用電流鉗的歸零功能,所以在進行一整夜的測試時可以避開電流鉗的電容放電問題。

記住,完成一整夜的測試後,選擇通道設置按鈕,並從零點偏置功能表中選擇清除按鈕。這將會根據零點偏置將你的示波器通道恢復為出廠設置。

將你準備好的電流鉗連接在電池引線上,開始整夜監控車輛的寄生漏電電流。從下面我們可以看到在車輛關閉階段,有超過23分鐘時間的寄生漏電電流在規格外(對現代車輛來說是典型的)。

最後的寄生漏電電流證明車輛在47mA有超過8小時處於規範的睡眠模式(80mA可能是推薦的最大值)

當監控寄生漏電電流時,我們只是尋找極低電流值(低於80mA)的平均值。這樣低的值容易受到雜訊的影響,因此你可以發現低通濾波對於我們關注的平均值的測量是很有必要的。在寄生漏電電流測試期間週期峰值明顯,可歸因於安全的LED操作或遙控鑰匙進入系統尋找車輛配電板。

同時它們是可見的,它們趨向於快速間隔的脈衝(高頻),推斷出這些脈衝的峰值,發現它們對寄生漏電電流的作用微不足道。製造商為了在長時間的車輛靜止狀態下(例如機場停車)保護車輛電池而設置了深度睡眠模式,這些脈衝會停止並成為深度睡眠模式的一部分。

為捕捉到這樣高頻的峰值,你需要設置一個高的取樣速率,長時間幀會導致檔非常大。

作為一個經驗法則:取樣速率等於螢幕上的採樣數或螢幕上的時間跨度:

為了查看取樣速率和採集範圍相關的其他屬性,選擇視圖視圖屬性。屬性框會在螢幕右邊顯示,強調範圍設置的相關資訊。調整採樣數和時基將會在屬性面板顯示取樣速率。這也能夠使你確保設置的取樣速率對於捕捉是合適的,從而保證不會錯過,同時為你提供一個包含你感興趣的資料的管理檔。

總而言之:寄生漏電電流測試是不容忽視的,在處理電池漏電投訴時必須總結我們的測試流程。儘管測試流程會延長它的診斷時間,但這對客戶或修理廠來說是值得的,因為這避免了靠猜測而賣給客戶一個電池依然要返修的尷尬。