聊聊采样板的故障排查与损坏原因

所以一边在努力地寻找原因，一边承受来自领导、客户的压力；解决的办法只有把问题搞定，才能搞定来自各方面的压力与不理解，没有其他的出路（下图来源于网络）。

采样板的概念与定义前面的文章都介绍过，不赘述；它就像最靠近电池的一线战斗人员，最直接感受电池的脾气；如下图，采样板正常的连接顺序是模组的电芯通过采样线束连接到采样板的连接器，然后再经过保护电路、滤波电路之后到AFE；其中，采样板最常见的损坏方式就是AFE的损坏，表现为功能不正常、表面有烧损痕迹，引脚发黑发黄；还有就是采样板上面的滤波电路与均衡电路损坏，例如电容短路、电阻断路、保险开路等。

拿到客户的故障件后，一般不要急于上电检查功能，避免造成二次损伤，先看一下外观，包括壳体、连接器端口等；然后再打开壳体，看一下电路板，一般单板烧毁故障都会有明显的灼烧痕迹，例如电阻发黑，芯片引脚发黄，先锁定一下故障范围区域；然后开始用仪器进行漫长的故障排查工作，测试锁定的区域内器件的导通状态，这个时候就需要静下心来慢慢搞了，注意不要轻易地下任何结论，让单板自己说话，一定要做好故障记录，最好在电路图上标记出来故障点，例如某处均衡电阻断开、引脚短路等状态；如果都排查完了，啥都没发现，此时可以就试试上电测一下功能了，看是否有什么异常；当然，小组内进行讨论可以提高排查效率。

ASIC的损坏一般是由于过电应力（Electrical Over Stress，EOS）造成，是指器件承受了超出其标称范围的电应力（电流或电压），按照应力作用是将的长短可以分为ESD、浪涌、直流应力。ESD一般在1us以内，浪涌在1us以上，直流应力在1s以上。

对于ESD和直流应力很好理解，但对于浪涌却不是很熟悉，浪涌有很多来源，例如雷击感应、电缆放电、热拔插、上下电冲击、感性元件放电、容性元件充放电；但困难点在于怎么测试和验证，怎么制定有效的浪涌参数，还需要进一步去研究；一般厂商会推荐参考的保护电路设计，不过深究的话，里面是有事情需要工程师去挖掘的。

当电路中出现EOS后，大概率会出现一种叫做闩锁（latch-up）的故障，闩锁效应是CMOS工艺所特有的寄生效应，严重会导致电路的失效，甚至烧毁芯片，在闩锁情况下，器件在电源与地之间形成短路，造成大电流、EOS（电过载）和器件损坏。具体原理自行百度，不过确实理解起来好复杂。

除了研究故障现象与失效原理外，还要掌握采样板的运行环境，去识别出EOS出现的原因。环境因素主要指电芯的排布，很多厂家使用同一个AFE去跨接多个模组采样，这种情况是要极力避免的，之前有一篇关于AFE的文章里面详细解释过原因；但不幸的是，这种场景是存在的，如下图所示，在这种场景下，要保证跨接的铜排要可靠连接，阻抗一定要小；甚至有的厂家在跨接处放置熔断器，这是一个风险很高的操作，熔断器的阻抗大于铜排阻抗，而且如果熔断器意外熔断后，AFE一定会被损坏，客户大大要三思啊。

还有就是，跨接模组采样时，在组装模组过程中的接线也是一个值得关注的问题，模组之间接错线的话也很容易损坏AFE；再有建议几个模组要把铜排连接好后，再去连接采采样板线束。

总结：

不管啥时候，出现单板损坏一定会给硬件工程师带来很大的影响，各方面的压力一下子全部集中到此，而且出现问题时的背景往往客户说不清楚，所以我们一般会知道哪里坏了，但是为什么会坏很难一下子找到原因，客户大大一定要理解啊；好了，抱怨完明天继续查找问题去了（5.15半夜）。以上所有，仅供参考。