红外热像检测：严格把关汽车可靠性

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

　　2、汽车车灯检测

　　A. LED灯具温度检测

　　从人身安全和LED质量考虑，LED灯具表面的最高温度一般要求在65℃以下；温度过高容易造成灯珠死灯、光衰严重，甚至达不到亮度指标。

　　LED照明灯具由数十至数百个LED灯珠组成，各灯珠间的质量有可能不同、或因设计原因造成部分位置的灯珠散热不良，直接导致的后果是光照度不均匀，甚至会因少数灯珠的问题而影响到整个LED灯具的整体寿命；但因每个的灯珠的光辐射角度有叠加，直接从可见光检测是哪些灯珠发生问题很困难，而热像仪通过红外辐射检测灯具中温度分布的不同来确认问题灯珠的位置，或修正设计中的散热问题。

　　图7：（左图）国产LED白色照明阵列，中间偏右部分明显比左侧温度高近2℃，说明灯珠的一致性不佳，可见光图中（右图）可以隐约看出左侧的照明亮度有缺损（黑圈处），但可见光图不能说明是哪些灯珠发生了质量偏差。

　　B 汽车灯罩温度检测

　　随着车灯的功率不断提高，灯具的灯罩表面温度也逐步升高，而灯罩地材料通常是PC、PMMA、等，故灯罩表面不能承受太高的温度，否则会影响灯罩地结构强度；此外，灯罩表面的温度分布也反映出灯具内部的发热状态，以及可以对散热系统的设计的优劣程度进行评估。

　　图8：通过红外热图轻松查看汽车灯罩的表面温度分布，以分析灯具内部发热状态。

　　C 趋势分析软件的应用

　　汽车电子的研发和品质管理通常需要连续监测，通过福禄克定制分析软件，可将连续视频信号中的高低温自动捕捉点和中心点温度进行数字化保存，保存的内容为温度值和时间，并建立趋势分析曲线图：横坐标为时间、纵坐标为温度的曲线图，见下图。

　　趋势分析软件结合各型配件可对检测目标进行连续拍摄、温度分析，并通过各种附件和软件实现小目标检测、实时温度记录和曲线图等功能，方便现场拍摄、记录和分析，为完成研究和开发工作提供关键依据。

　　综上所述，红外热像仪因其采用探测器接收红外辐射的非接触测温方式，故具有不受现场光线干扰、反应快速、图像可分析等优点，广泛应用于各项研究和新技术、新产品的开发中，为研发人员提供重要的温度数据，提高汽车电子可靠性。
　　本文选自电子发烧友网7月《汽车电子特刊》Change The World栏目，转载请注明出处！