某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒50V過(guò)壓延時(shí)時(shí)間短故障分析

[摘要] 本文主要列舉某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒一起典型故障，通過(guò)對(duì)該產(chǎn)品過(guò)壓保護(hù)電路的原理進(jìn)行分析，研究過(guò)壓保護(hù)故障機(jī)理，提出解決該問(wèn)題方法，為其它類似故障提供了借鑒。

[關(guān)鍵詞] 過(guò)壓保護(hù) ?延時(shí) ?故障分析

某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒與發(fā)電機(jī)配套使用，為飛機(jī)直流電源系統(tǒng)提直流電壓，供機(jī)上直流用電設(shè)備使用。發(fā)電機(jī)控制盒具有電壓調(diào)節(jié)、過(guò)壓保護(hù)及復(fù)位、壓差接通、反流保護(hù)及緊急跳閘、過(guò)壓自檢等功能。發(fā)電機(jī)控制盒作為飛機(jī)的核心元件，對(duì)飛行安全至關(guān)重要，因此，必須要保證該設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。本文以發(fā)電機(jī)控制盒發(fā)生的典型故障為例，研究分析了該起故障的主要原因，從對(duì)產(chǎn)品原理分析到整個(gè)故障排除工作的介紹，為發(fā)電機(jī)控制盒的修理及排故提供指導(dǎo)作用。

一、故障現(xiàn)象

某型機(jī)發(fā)電機(jī)控制盒在試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行過(guò)壓延時(shí)時(shí)間試驗(yàn)時(shí)，偶發(fā)出現(xiàn)50V延時(shí)時(shí)間短（低于0.2s）故障。

二、原理分析

1、工作原理

過(guò)壓保護(hù)電路原理圖如圖1所示，由R201、RP200、R202組成的分壓電路輸出加于積分比較器N200的反相輸入端，V200提供一個(gè)基準(zhǔn)電壓，當(dāng)發(fā)電機(jī)電壓因某種原因超出調(diào)定電壓時(shí)，其分壓電路輸出電壓大于V200提供的基準(zhǔn)電壓，則積分比較器的輸出端電壓下降，從而使N201的輸出電位升高，觸發(fā)V205可控硅，磁保持繼電器Y1-Y2線圈通電動(dòng)作，切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。該過(guò)壓保護(hù)電路有反延時(shí)特性。

過(guò)壓保護(hù)還有另一個(gè)控制電路，觸發(fā)該電路核心元器件由V112、V113二極管和V206三極管組成。進(jìn)行過(guò)壓保護(hù)試驗(yàn)，若誤將電源電壓調(diào)整的過(guò)高（超過(guò)工藝要求允許最大值），電壓會(huì)經(jīng)過(guò)V112二極管，將V113穩(wěn)壓二級(jí)管擊穿，使V206三極管基極有電位，導(dǎo)致V206導(dǎo)通，觸發(fā)V205可控硅，磁保持繼電器Y1-Y2線圈通電動(dòng)作，切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。該過(guò)壓保護(hù)電路瞬間觸發(fā)，無(wú)延時(shí)特性。

在正常發(fā)電情況下，為了檢查保護(hù)電路是否正常，按壓發(fā)電機(jī)控制盒頂部的S開(kāi)關(guān)使R200和R201并聯(lián)，積分比較電路輸出電位降低，從而切斷激磁回路及發(fā)電機(jī)輸出。發(fā)電機(jī)控制盒過(guò)壓保護(hù)后，若要重新工作應(yīng)將發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)扳至“復(fù)位”位置。

在飛行時(shí)遇到發(fā)動(dòng)機(jī)著火或饋線短路時(shí)，接通“電源跳閘”開(kāi)關(guān)，可切斷發(fā)電機(jī)激磁和供電電路。電源電壓使V206導(dǎo)通，KL的Y1-Y2線圈通電，使電源系統(tǒng)跳閘。若要重新使發(fā)電機(jī)建壓供電，也需先復(fù)位。

2、產(chǎn)品構(gòu)造

發(fā)電機(jī)控制盒由底座組件、印刷電路板組件Ⅰ、印刷電路板組件Ⅱ、印刷電路板組件Ⅲ、散熱板組件、外罩組件等組成。

發(fā)電機(jī)控制盒底座組件上裝有功率三極管、磁保持繼電器、插頭座等，并和功率管及續(xù)流二極管的散熱板組件相連接，組成發(fā)電機(jī)控制盒的主體框架。三塊印刷電路板組件上布置小體積的元件，其中印刷電路板組件Ⅰ主要布置了調(diào)壓及過(guò)壓保護(hù)電路的元件，印刷電路板組件Ⅱ主要布置了反流保護(hù)、壓差接通及接觸器控制等電路電路的元器件，印刷電路板組件Ⅲ用于印制電路板組件與底座的電交聯(lián)。發(fā)電機(jī)控制盒的頂部設(shè)有過(guò)壓保護(hù)自檢按鈕和電壓調(diào)節(jié)電位器的孔，供試驗(yàn)和調(diào)節(jié)用，與其它設(shè)備的電連接通過(guò)安裝在端部的插頭座來(lái)完成。

三、故障分析

針對(duì)以上故障信息進(jìn)行分析，誘發(fā)該故障的可能原因主要有兩個(gè)。可能原因一：由積分比較器N200、N201構(gòu)成的過(guò)壓保護(hù)電路出現(xiàn)異常情況，使磁保持繼電器提前動(dòng)作，造成50V延時(shí)時(shí)間短。可能原因二：由V112、V113二極管和V206三極管構(gòu)成的過(guò)壓保護(hù)電路異常投入工作，使磁保持繼電器提前動(dòng)作，造成50V延時(shí)時(shí)間短。

四、故障排除

從故障排除難易程度進(jìn)行分析，先對(duì)可能原因二進(jìn)行驗(yàn)證，將V112從電路中斷開(kāi)，進(jìn)行過(guò)壓延時(shí)時(shí)間檢查，發(fā)現(xiàn)故障仍偶發(fā)出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)便依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷與該條過(guò)壓保護(hù)電路無(wú)關(guān)系。

對(duì)可能原因一進(jìn)行驗(yàn)證，首先對(duì)RP200可調(diào)電阻器進(jìn)行調(diào)整，故障仍復(fù)現(xiàn)，對(duì)積分電路C200電容器進(jìn)行更換，故障仍復(fù)現(xiàn)，V200穩(wěn)壓二極管為運(yùn)放比較器提供了一個(gè)基準(zhǔn)電壓，若V200在高壓下出現(xiàn)異常情況，將會(huì)導(dǎo)致延時(shí)時(shí)間異常，但50V情況下延時(shí)時(shí)間在0.25s，時(shí)間太短，無(wú)法測(cè)量V200的穩(wěn)壓值，對(duì)其進(jìn)行更換驗(yàn)證，經(jīng)多次通電確認(rèn)故障消失，判斷故障排除。

在后期進(jìn)行通電檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)故障再次偶發(fā)復(fù)現(xiàn)，因此接下來(lái)首先要做的工作，是能將偶發(fā)故障盡可能多的將其復(fù)現(xiàn)并最終定位。經(jīng)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)進(jìn)行31.8V過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)檢查后（延時(shí)時(shí)間在12s左右），直接進(jìn)行50V延時(shí)時(shí)間檢查，故障必定復(fù)現(xiàn)。抓住該規(guī)律后對(duì)于接下來(lái)的故障可能性分析判斷以及故障是否已排除驗(yàn)證工作做好鋪墊。

在進(jìn)行上述試驗(yàn)的同時(shí)，并驗(yàn)證了在進(jìn)行31.8V過(guò)壓保護(hù)點(diǎn)檢查后，直接進(jìn)行45V延時(shí)時(shí)間檢查，故障不復(fù)現(xiàn)，判讀該故障為某個(gè)或某些器件無(wú)法承受50V電源電壓導(dǎo)致的故障，經(jīng)分析驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)前期在進(jìn)行可能原因二驗(yàn)證時(shí)存在漏洞，將V112從電路中斷開(kāi)只是斷開(kāi)了V206三極管的基極，并沒(méi)有將過(guò)壓保護(hù)電路徹底斷開(kāi)，因此試驗(yàn)并沒(méi)有做全。

將V208二極管從電路中斷開(kāi)，即將V206三極管的發(fā)射極斷開(kāi)，該條過(guò)壓保護(hù)電路徹底斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)上述故障驗(yàn)證方法進(jìn)行驗(yàn)證，故障消失，確定了故障發(fā)生的電路，對(duì)V206三極管進(jìn)行更換，后續(xù)進(jìn)多次試驗(yàn)驗(yàn)證，過(guò)壓延時(shí)時(shí)間穩(wěn)定，故障排除。

五、故障結(jié)論

由于V206三極管性能下降，基極在無(wú)電壓情況下，集電極和發(fā)射極偶發(fā)出現(xiàn)誤導(dǎo)通情況，導(dǎo)致該起故障的發(fā)生。

六、啟示及建議

1、對(duì)于偶發(fā)故障的排除，應(yīng)盡可能找到出現(xiàn)故障的規(guī)律，以便盡可能多的捕捉到故障現(xiàn)象，進(jìn)行測(cè)量，對(duì)故障進(jìn)行定位，從而將故障排除。

2、在進(jìn)行故障排除過(guò)程中，通過(guò)斷開(kāi)部分電路進(jìn)行驗(yàn)證故障，應(yīng)分析透原理，不可在原理未分析透的情況下斷開(kāi)部分電路，可能對(duì)故障判斷造成影響，且易發(fā)生次生故障。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 《某型飛機(jī)電氣設(shè)備》

作者簡(jiǎn)介：

遲福海，工程師，從事飛機(jī)特設(shè)專業(yè)技術(shù)工作。