简谈轨道车辆车厢led照明系统故障机理分析

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1、简谈轨道车辆车厢LED照明系统故障机理分析引言　　LED作为高效、环保、节能、抗震的新型光源，已经越来越广泛的应用到国民生活的各个方面。以LED为照明光源的车辆LED照明系统也越来越多的出现在轨道车辆中。基于轨道车辆的特殊性与电气系统的复杂性，提高轨道车辆车厢LED照明系统的可靠性显得尤为重要。轨道车辆车厢LED照明系统一旦发生故障，不仅会造成一节车厢照明系统的瘫痪、整车照明系统的瘫痪，还可能造成其它连带系统的故障，如空调系统、运行控制系统、电气系统等，甚至可能会引发火灾，造成不可预估的损失。及时、准确的确定轨道车辆车厢LED照明系统故障，进行故障诊断与预报，对降低轨道车辆车厢照明系统的维护成

2、本，提高运行效率及可靠性，保证车辆安全运行具有重大意义。　　为了及时、准确的确定并排除轨道车辆车厢LED照明系统的故障，对其常见故障类型做了一个较全面概述，并对其故障机理进行了分析，为故障诊断与预报工作打下了基础。　　1轨道车辆车厢LED照明系统的组成与模版划分　　轨道车辆车厢LED照明系统以工控机为控制核心，通过CAN总线与下位机通信。利用照度传感器采集车厢外部环境的照度值，将照度信息通过CAN总线传输至PC机，然后PC机根据外部环境的光照度值控制开关的开启或关闭，以及向单片机发送指令，控制单片机向LED驱动器发送不同脉宽的P信号，达到调节LED灯输出光通量的目的。　　轨道车辆车厢LED照明

3、系统主要包括以下四个模块:LED控制电路模块、LED驱动电源模块、LED灯板模块和传感器采集模块。整个照明系统电路复杂，电子元器件多，在实际应用中，任何一部分电路或者任何一个元器件出现故障，不能正常工作，都有可能造成局部甚至整车照明系统的瘫痪，影响正常行车安全。　　将轨道车辆车厢LED照明系统以模块为单元，从各模块本身失效形式入手，与轨道车辆的特殊运行条件相结合，深入分析了轨道车辆车厢LED照明系统的故障机理。　　2LED控制电路模块故障机理分析　　LED控制电路模块是整个轨道车辆车厢LED照明系统的控制核心，它与外围电路相接，以IPC为控制核心，CAN总线通信，与LED驱动电源模块相接。在L

4、ED控制电路模块中，除了IPC、CAN总线，还包含很多电子元器件，例如单片机。为了对LED控制电路的故障诊断打下基础，对LED控制电路模块的各个组成单元进行了故障机理分析。　　2.1IPC故障机理分析　　IPC是整个轨道车辆车厢照明系统的大脑，支配着每个单元及模块的活动，如果IPC出现故障，那么整个轨道车辆车厢LED照明系统将不能正常工作。一般情况下，轨道车辆车厢LED照明系统的IPC故障主要包括:连接故障、供电故障、硬件故障和软件故障。在轨道车辆运行中，强振动对IPC的连接问题造成隐患，故障原因主要包括插接线问题、连接线故障、和外接设备故障。供电故障主要是指供给IPC需求的外围电源，这是轨道

5、车辆供电问题，本文不进行详细讨论;硬件故障主要就是指IPC的硬件出现问题，比如CPU、RAM等硬件出现问题，使IPC不能正常工作;软件故障就是指控制轨道车辆车厢LED照明系统的软件及程序出现异常。一般对IPC的故障排除步骤为先检查连接，再检查各个供电电源，检查硬件情况，最后排查软件故障。　　2.2电路板故障机理分析　　电路板是控制电路的载体，是电路的重要组成部分。电路板主要由模拟电路和数字电路组成。一般的数字电路只有0和1两种状态。由于数字电路状态少，所以其受噪音、振动等的影响较小。其工作机理也主要是逻辑运算，没有连续的数学函数，测试也相对准确，所以，故障机理相对简单。模拟电路故障的原因比较复

6、杂，既有元器件在设计制造过程中的缺陷造成的，也有使用时间较长导致的元器件老化或者使用环境较恶劣引起的。同时，模拟电路的故障现象还具有多样性，元器件参数具有离散性及非线性。　　模拟电路的故障可以分为由于一些原因(例如开路、短路等)导致的电路功能不能实现的硬故障和电路的元器件参数由于某些原因产生漂移并且超过了预定容差范围的软故障。其中，硬故障一般不具缓变性。在轨道车辆车厢LED照明系统中，出现更多的就是模拟电路的软故障。软故障对系统造成的破坏是渐变的，难以识别。在轨道车辆车厢LED照明系统中，噪声大、振动强、环境恶劣是轨道车辆经常处于的环境，这些噪声、振动更容易使元器件发生漂移，出现缓变故障。　　

7、电路板中电子元器件较多，在此选择电阻做为研究对象。为了方便实验，对电路中功能相同的电阻在仅有一个R0出现故障时进行故障波形分析。图中波形2表示LED照明系统在正常工作状态下，当电阻R0出现故障时，其波形会有所变化。通过对输出波形的比较分析可以确定电阻R0是否发生故障。　　2.3单片机故障机理分析　　单片机是轨道车辆车厢LED照明系统的微型控制器，在很多环节都起到控制核心的作用。例如，照度传感器采集