某型飛機風擋加溫控制器電磁干擾問題研究

劉斌慧

【摘 要】本文對某型飛機風擋加溫控制器電磁干擾問題進行了分析，提出了一套簡單有效的電磁干擾解決方法。

【關鍵詞】風擋加溫控制器；電磁干擾；霍爾傳感器

【Abstract】This paper analyzed the EMI problem for the windshield heater controller，and put forward a kind of simple and feasible EMI troubleshooting measure.

【Key words】Windshield Heater Controller；EMI；Hall Effect Sensor

0 引言

飛機采用了大量的電子電氣設備，電磁兼容性直接影響到飛機及各系統的功能和性能。在進行風擋加溫系統功能測試時，左側主風擋加溫通道無法正常工作，經排查發現是風擋加溫控制器（WHC）設計不合理，對機上磁場敏感。通過分析電磁環境確定干擾源，分析被干擾設備確定敏感元件，順利地解決了該問題。

1 情況概述

出現問題的風擋加溫系統由風擋加溫控制器、風擋加熱膜、風擋溫度傳感器、線路和控制開關等組成，加熱膜和溫度傳感器嵌入在玻璃內。每架機安裝兩臺風擋加溫控制器，每臺風擋加溫控制器有兩個獨立通道，通道1控制主風擋加溫，通道2控制通風窗加溫。加熱電源為3相115V交流電，主風擋加熱膜采用Δ型連接，通風窗采用Y型連接。如下圖1所示。

在地面進行風擋加溫系統測試時，發現所有風擋加溫控制器安裝在右側時均能正常工作；風擋加溫控制器安裝在左側位置后，主風擋加溫報故，通風窗加溫通道未報故。風擋加溫系統故障與風擋加溫控制器安裝位置密切相關。初步判斷，風擋加溫控制器安裝到左側后，在其安裝位置受到了電磁干擾。

2 分析電磁環境

電磁環境分析的目的是發現可能的干擾源。在飛機上電的情況下，對左、右風擋加溫控制器安裝位置附近電磁場進行了測量，結果（圖2）表明左、右兩側電磁場存在差異。尤其是在400Hz頻段（注：機上交流電為400Hz），左側場強明顯高于右側。

在機上實地檢查發現，左側風擋加溫控制器的安裝位置與電源中心供電電纜距離不足1米，不可避免地產生了干擾磁場。另外，風擋加溫系統自身的交流電纜走向不合理，電纜幾乎與左側風擋加溫控制器貼在一起，而風擋加溫系統正常工作時，加熱電流可達24A，其產生的干擾不能忽略。

3 分析受干擾設備

風擋加溫控制器的功能之一是監控加熱電流。風擋加溫控制器內部加熱電流監控回路的主要元件為霍爾傳感器。霍爾傳感器由霍爾元件（對磁場敏感）與放大器電路、溫度補償電路及穩壓電源電路等集成。如圖1所示，主風擋加熱通道中，加熱電流監控回路對Δ型負載的線電流進行監控，若檢測到系統出現欠電流或過電流，風擋加溫控制器均會切斷加熱回路，并輸出系統故障告警信號。由于告警門檻值設定的太窄，在外界磁場疊加到霍爾傳感器上之后，使得霍爾傳感器檢測到磁通量達到了告警閥值，導致風擋加溫系統無法繼續正常工作。

4 確定解決措施

針對上述分析，可考慮從三個方面解決干擾問題：（1）屏蔽干擾磁場，即減小受干擾設備安裝位置的磁場強度；（2）提高受干擾設備的抗干擾能力；（3）使受干擾設備遠離干擾源。

磁場屏蔽是一個復雜的事情，一般是在干擾源周圍用高磁導率材料（主要是鎳合金）進行磁場屏蔽。采用該方法主要是改變了磁場的方向，采取屏蔽措施后可能會對其他機上設備造成不利影響，且會明顯增加飛機重量。若考慮將風擋加溫控制器安裝在一個磁場屏蔽容器內，勢必不利于風擋加溫控制器的散熱。屏蔽磁場的措施不適合在飛機上實施。

提高磁干擾敏感設備風擋加溫控制器的抗干擾能力。調整霍爾傳感器的參數，在允許的范圍內適當放寬欠電流和過電流報警門檻值，并調整傳感器在風擋加溫控制器內部的布置位置；或選用對外界干擾磁場不敏感的電流監控元件替代霍爾傳感器。

使受干擾設備遠離干擾源。在機上安裝空間允許的情況下，將風擋加溫控制器布置到磁場環境磁場較弱的區域，并合理布置風擋加溫系統自身電纜的走向。

某型飛機對風擋加溫控制器內部設計進行了改進，并調整了風擋加溫控制器在機上的安裝位置，故障已排除。

5 總結

通過解決風擋加溫控制器電磁干擾問題，摸索出了一套簡單有效的電磁干擾問題解決方法，即：分析電磁環境確定干擾源，分析被干擾設備確定敏感元件，圍繞干擾源和敏感元件確定解決措施。

【參考文獻】

[1]劉軍，遲穎君，等.飛機研制生產中抑制電磁干擾的探討[J].飛機設計，2006，6.

[責任編輯：曹明明]