某型機發(fā)電機控制盒高壓無延時故障分析

摘要：本文主要列舉某型機發(fā)電機控制盒一起典型故障，通過對該產(chǎn)品過壓保護電路的原理進行分析，研究過壓保護故障機理，提出解決該問題方法，為其它類似故障提供了借鑒。

關鍵詞：過壓保護;延時;故障分析

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

一、故障現(xiàn)象

某型機發(fā)電機控制盒在試驗臺上進行過壓延時時間試驗時，出現(xiàn)高電壓無延時時間故障。

二、原理分析

1、工作原理

過壓保護電路原理圖如圖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提供一個基準電壓，當發(fā)電機電壓因某種原因超出調(diào)定電壓時，其分壓電路輸出電壓大于V200提供的基準電壓，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線圈通電動作，切斷激磁回路及發(fā)電機輸出。該過壓保護電路有反延時特性。

過壓保護還有另一個控制電路，觸發(fā)該電路核心元器件由V112、V113二極管和V206三極管組成。進行過壓保護試驗，若誤將電源電壓調(diào)整的過高（超過工藝要求允許最大值），電壓會經(jīng)過V112二極管，將V113穩(wěn)壓二級管擊穿，使V206三極管基極有電位，導致V206導通，觸發(fā)V205可控硅，磁保持繼電器Y1-Y2線圈通電動作，切斷激磁回路及發(fā)電機輸出。該過壓保護電路瞬間觸發(fā)，無延時特性。

在正常發(fā)電情況下，為了檢查保護電路是否正常，按壓發(fā)電機控制盒頂部的S開關使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)電機輸出。發(fā)電機控制盒過壓保護后，若要重新工作應將發(fā)電機開關扳至“復位”位置。

在飛行時遇到發(fā)動機著火或饋線短路時，接通“電源跳閘”開關，可切斷發(fā)電機激磁和供電電路。電源電壓使V206導通，KL的Y1-Y2線圈通電，使電源系統(tǒng)跳閘。若要重新使發(fā)電機建壓供電，也需先復位。

2、產(chǎn)品構造

發(fā)電機控制盒由底座組件、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)壓及過壓保護電路的元件，印刷電路板組件Ⅱ主要布置了反流保護、壓差接通及接觸器控制等電路的元器件，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)電機控制盒的頂部設有過壓保護自檢按鈕和電壓調(diào)節(jié)電位器的孔，供試驗和調(diào)節(jié)用，與其它設備的電連接通過安裝在端部的插頭座來完成。

三、故障分析

針對以上故障信息進行分析，誘發(fā)該故障的可能原因主要有兩個?？赡茉蛞唬河煞e分比較器N200、N201構成的過壓保護電路出現(xiàn)異常情況，使磁保持繼電器提前動作，造成高電壓無延時時間?？赡茉蚨河蒝112、V113二極管和V206三極管構成的過壓保護電路異常投入工作，使磁保持繼電器提前動作，造成高電壓無延時時間。

四、故障排除

對可能原因一進行驗證，首先對RP200可調(diào)電阻器進行調(diào)整，故障仍存在，對積分電路C200電容器進行更換，故障仍存在，V200穩(wěn)壓二極管為運放比較器提供了一個基準電壓，若V200在高壓下出現(xiàn)異常情況，將會導致延時時間異常，但50V情況下延時時間在0.25s左右，時間太短，無法測量V200的穩(wěn)壓值，對其進行更換驗證，經(jīng)通電試驗，故障仍存在。用示波器監(jiān)測N201運算放大器輸出情況，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品保護時，輸出電位并沒有升高，所以判斷并不是該部分電路異常導致故障的出現(xiàn)。

對可能原因二進行驗證，將V112二極管從電路中斷開，進行過壓延時時間檢查，發(fā)現(xiàn)故障消失，判斷故障為該部分電路異常導致。

首先將V113穩(wěn)壓二極管進行更換，更換后故障現(xiàn)象仍在，判斷不是該穩(wěn)壓二極管的問題。用示波器對V206三極管的基極進行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品保護時，該部位確實檢測到電壓信號，因此判斷V206三極管能夠正常工作，沒有故障。通過以上工作分析，故障應該出現(xiàn)在V112二極管前端。

經(jīng)過對電路進行分析，V112二極管的供電來源于三個支路，分別為K繼電器的K1觸點、V108二極管和V106三極管。通電檢查K繼電器的K1觸點，工作狀態(tài)良好，無故障。將V108二極管從電路中斷開，故障現(xiàn)象仍在，將其排除。將V108二極管恢復后，將V106三極管從電路中斷開，故障消失，因此判斷該起故障是V106三極管導致。對V106三極管進行更換，后續(xù)進行多次試驗驗證，過壓延時時間合格，故障排除。

五、故障結(jié)論

由于V106三極管性能下降，基極在無電壓情況下，集電極和發(fā)射極在高電壓作用下出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，觸發(fā)過壓保護電路提前動作，導致該起故障的發(fā)生。

六、啟示及建議

1、對于過壓試驗故障的排除，應盡可能找到故障發(fā)生的規(guī)律，以便盡可能快速的捕捉到故障現(xiàn)象，進行測量，對故障進行快速定位，以免造成次生故障。

2、在進行故障排除過程中，通過斷開部分電路進行驗證故障，應分析透原理，不可在原理未分析透的情況下斷開部分電路，可能對故障判斷造成影響，且易發(fā)生次生故障。

參考文獻：

[1] 《某型飛機電氣設備》

作者簡介：李寶清，工程師，從事航空裝備工程特種設備專業(yè)技術工作。