某型飛機(jī)風(fēng)擋加溫控制器電磁干擾問(wèn)題研究

劉斌慧

【摘 要】本文對(duì)某型飛機(jī)風(fēng)擋加溫控制器電磁干擾問(wèn)題進(jìn)行了分析，提出了一套簡(jiǎn)單有效的電磁干擾解決方法。

【關(guān)鍵詞】風(fēng)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(jī)采用了大量的電子電氣設(shè)備，電磁兼容性直接影響到飛機(jī)及各系統(tǒng)的功能和性能。在進(jìn)行風(fēng)擋加溫系統(tǒng)功能測(cè)試時(shí)，左側(cè)主風(fēng)擋加溫通道無(wú)法正常工作，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)是風(fēng)擋加溫控制器（WHC）設(shè)計(jì)不合理，對(duì)機(jī)上磁場(chǎng)敏感。通過(guò)分析電磁環(huán)境確定干擾源，分析被干擾設(shè)備確定敏感元件，順利地解決了該問(wèn)題。

1 情況概述

出現(xiàn)問(wèn)題的風(fēng)擋加溫系統(tǒng)由風(fēng)擋加溫控制器、風(fēng)擋加熱膜、風(fēng)擋溫度傳感器、線路和控制開(kāi)關(guān)等組成，加熱膜和溫度傳感器嵌入在玻璃內(nèi)。每架機(jī)安裝兩臺(tái)風(fēng)擋加溫控制器，每臺(tái)風(fēng)擋加溫控制器有兩個(gè)獨(dú)立通道，通道1控制主風(fēng)擋加溫，通道2控制通風(fēng)窗加溫。加熱電源為3相115V交流電，主風(fēng)擋加熱膜采用Δ型連接，通風(fēng)窗采用Y型連接。如下圖1所示。

在地面進(jìn)行風(fēng)擋加溫系統(tǒng)測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)所有風(fēng)擋加溫控制器安裝在右側(cè)時(shí)均能正常工作；風(fēng)擋加溫控制器安裝在左側(cè)位置后，主風(fēng)擋加溫報(bào)故，通風(fēng)窗加溫通道未報(bào)故。風(fēng)擋加溫系統(tǒng)故障與風(fēng)擋加溫控制器安裝位置密切相關(guān)。初步判斷，風(fēng)擋加溫控制器安裝到左側(cè)后，在其安裝位置受到了電磁干擾。

2 分析電磁環(huán)境

電磁環(huán)境分析的目的是發(fā)現(xiàn)可能的干擾源。在飛機(jī)上電的情況下，對(duì)左、右風(fēng)擋加溫控制器安裝位置附近電磁場(chǎng)進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果（圖2）表明左、右兩側(cè)電磁場(chǎng)存在差異。尤其是在400Hz頻段（注：機(jī)上交流電為400Hz），左側(cè)場(chǎng)強(qiáng)明顯高于右側(cè)。

在機(jī)上實(shí)地檢查發(fā)現(xiàn)，左側(cè)風(fēng)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(chǎn)生了干擾磁場(chǎng)。另外，風(fēng)擋加溫系統(tǒng)自身的交流電纜走向不合理，電纜幾乎與左側(cè)風(fēng)擋加溫控制器貼在一起，而風(fēng)擋加溫系統(tǒng)正常工作時(shí)，加熱電流可達(dá)24A，其產(chǎn)生的干擾不能忽略。

3 分析受干擾設(shè)備

風(fēng)擋加溫控制器的功能之一是監(jiān)控加熱電流。風(fēng)擋加溫控制器內(nèi)部加熱電流監(jiān)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(duì)磁場(chǎng)敏感）與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源電路等集成。如圖1所示，主風(fēng)擋加熱通道中，加熱電流監(jiān)控回路對(duì)Δ型負(fù)載的線電流進(jìn)行監(jiān)控，若檢測(cè)到系統(tǒng)出現(xiàn)欠電流或過(guò)電流，風(fēng)擋加溫控制器均會(huì)切斷加熱回路，并輸出系統(tǒng)故障告警信號(hào)。由于告警門(mén)檻值設(shè)定的太窄，在外界磁場(chǎng)疊加到霍爾傳感器上之后，使得霍爾傳感器檢測(cè)到磁通量達(dá)到了告警閥值，導(dǎo)致風(fēng)擋加溫系統(tǒng)無(wú)法繼續(xù)正常工作。

4 確定解決措施

針對(duì)上述分析，可考慮從三個(gè)方面解決干擾問(wèn)題：（1）屏蔽干擾磁場(chǎng)，即減小受干擾設(shè)備安裝位置的磁場(chǎng)強(qiáng)度；（2）提高受干擾設(shè)備的抗干擾能力；（3）使受干擾設(shè)備遠(yuǎn)離干擾源。

磁場(chǎng)屏蔽是一個(gè)復(fù)雜的事情，一般是在干擾源周?chē)酶叽艑?dǎo)率材料（主要是鎳合金）進(jìn)行磁場(chǎng)屏蔽。采用該方法主要是改變了磁場(chǎng)的方向，采取屏蔽措施后可能會(huì)對(duì)其他機(jī)上設(shè)備造成不利影響，且會(huì)明顯增加飛機(jī)重量。若考慮將風(fēng)擋加溫控制器安裝在一個(gè)磁場(chǎng)屏蔽容器內(nèi)，勢(shì)必不利于風(fēng)擋加溫控制器的散熱。屏蔽磁場(chǎng)的措施不適合在飛機(jī)上實(shí)施。

提高磁干擾敏感設(shè)備風(fēng)擋加溫控制器的抗干擾能力。調(diào)整霍爾傳感器的參數(shù)，在允許的范圍內(nèi)適當(dāng)放寬欠電流和過(guò)電流報(bào)警門(mén)檻值，并調(diào)整傳感器在風(fēng)擋加溫控制器內(nèi)部的布置位置；或選用對(duì)外界干擾磁場(chǎng)不敏感的電流監(jiān)控元件替代霍爾傳感器。

使受干擾設(shè)備遠(yuǎn)離干擾源。在機(jī)上安裝空間允許的情況下，將風(fēng)擋加溫控制器布置到磁場(chǎng)環(huán)境磁場(chǎng)較弱的區(qū)域，并合理布置風(fēng)擋加溫系統(tǒng)自身電纜的走向。

某型飛機(jī)對(duì)風(fēng)擋加溫控制器內(nèi)部設(shè)計(jì)進(jìn)行了改進(jìn)，并調(diào)整了風(fēng)擋加溫控制器在機(jī)上的安裝位置，故障已排除。

5 總結(jié)

通過(guò)解決風(fēng)擋加溫控制器電磁干擾問(wèn)題，摸索出了一套簡(jiǎn)單有效的電磁干擾問(wèn)題解決方法，即：分析電磁環(huán)境確定干擾源，分析被干擾設(shè)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(xiàn)】

[1]劉軍，遲穎君，等.飛機(jī)研制生產(chǎn)中抑制電磁干擾的探討[J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2006，6.

[責(zé)任編輯：曹明明]