空客飛機(jī)窗燈組件4197—20—02/—04故障分析

雷開琰　張麒

摘 要：窗燈組件4197-20-系列的電路板上有一個(gè)微控制器，控制對(duì)燈管的加電，并對(duì)電壓、電流、溫度、燈絲狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，因此修理中相對(duì)以前的窗燈組件較為復(fù)雜。本文簡(jiǎn)要介紹了其功能及工作原理，并結(jié)合實(shí)際修理中遇到的幾例故障，對(duì)其電路進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：微控制器；點(diǎn)火；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.235

1 功能介紹

窗燈組件AIBU工作電源為115Vac/400Hz，并能控制熒光管的亮度。目前空客飛機(jī)上安裝的主要有4197-20-02和4197-20-04。4197-20-04是4197-20-02的升級(jí)件，主要對(duì)電路板上微控制器D803進(jìn)行了更新。

窗燈組件內(nèi)部有BITE功能，對(duì)正常工作和測(cè)試時(shí)的狀態(tài)監(jiān)控。窗燈組件上還可以連接一個(gè)“附加燈（由幾個(gè)LED組成）”。

窗燈組件由兩個(gè)燈座、一個(gè)鎮(zhèn)流器、一個(gè)PCB板組成。鎮(zhèn)流器封閉在一個(gè)方形盒內(nèi)，并集成了一個(gè)保險(xiǎn)，在鎮(zhèn)流器過熱時(shí)中斷電路工作，降溫后功能不會(huì)恢復(fù)。電路板上的變壓器T1上也有一個(gè)保險(xiǎn)，功能與鎮(zhèn)流器的相同。

燈的亮度受Add-On Light、CIDS、離散信號(hào)的控制，當(dāng)所有信號(hào)都未控制時(shí)，AIBU設(shè)置全亮度。

2 操作模式

當(dāng)在600ms時(shí)間內(nèi)沒有CIDS DEUA命令時(shí)、且沒有有效的離散信號(hào)時(shí)，設(shè)置燈到最大亮度。

（1）初始啟動(dòng)：?jiǎn)?dòng)之前，控制器檢查：AC輸入電壓的幅度（當(dāng)電源電壓為115Vac時(shí)，U_LINE信號(hào)=+2.6Vdc）和頻率（LINN-SYNC信號(hào)=400Hz，2.4Vac）是否在允許范圍內(nèi)；溫度是否在允許范圍內(nèi)（+0.86-+0.9Vdc）；燈絲是否OK（+5Vdc）。如果探測(cè)正常，設(shè)置輸出到+5Vdc，打開AC Switch。

（2）如果所有檢查通過：AC Switch和EPS閉合；燈絲加熱約1.5秒；EPS打開，扼流圈產(chǎn)生點(diǎn)火電壓；燈點(diǎn)亮。

3 常見故障

窗燈組件正常啟動(dòng)時(shí)，最初的電流約0.4A，約3秒后，電流降低0.15A，然后迅速穩(wěn)定在約0.25A?？筛鶕?jù)電流判斷微控制器是否閉合了AC Switch V1。

故障一：加電后有最初的0.4A，3秒后電流變?yōu)?A。分析為：微控制器D803工作正常；初始加電條件電源電壓幅度U_LINE、電源頻率LINN-SYNC、燈絲探測(cè)FILAMENT_DETECT、環(huán)境溫度T_AMBIENT均正常。D803為燈管加電后又關(guān)斷AC Switch V1，應(yīng)為正點(diǎn)火電壓U_POS_IGNITION、負(fù)點(diǎn)火電壓 U_NEG_IGNITION、電流頻率信號(hào)COS_PHI、或電流幅度 I_CHOKE探測(cè)異常。用示波器檢查各個(gè)信號(hào)的變化情況：U_POS_IGNITION始終為0V；U_NEG_IGNITION始終為+3.8V；COS_PHI未見到交流頻率信號(hào)；I_CHOKE始終為+2V。即為燈管加電、燈絲加熱后沒有發(fā)生點(diǎn)火動(dòng)作。

在共振電路的L2兩端測(cè)量，一端有115Vac電壓，一端為0，即AC Switch閉合了、且EPS閉合。用萬用表靜態(tài)檢查場(chǎng)效應(yīng)管V10、V11的性能，均正常；用示波器檢查EPS的控制電壓，當(dāng)EPS閉合時(shí)，柵極的控制電壓為+9.8V、打開時(shí)控制電壓為-10V。

再檢查共振電路：扼流圈、電感L2、電容C10、電子R10。扼流圈靜態(tài)電阻約8.2Ω、電容的值為3.3nF均未見異常。電感L2正常應(yīng)為2.8Ω，但有些機(jī)件有燒糊痕跡、有些阻值很大。更換L2后，機(jī)件工作正常。此故障為共振電路中的電感故障，不能起振點(diǎn)火。

故障二：加電后有最初的0.4A，3秒后電流變?yōu)?.33A，燈不亮。分析為：微控制器D803工作正常，初始加電條件正常。加電后的電流探測(cè)、點(diǎn)火探測(cè)等均未見異常。檢查EPS開關(guān)V10、V11，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管的柵極-源極之間的電阻只有20Ω，正常應(yīng)不小于10MΩ。分析為：場(chǎng)效應(yīng)管的擊穿造成開關(guān)常在閉合狀態(tài)，不能正常點(diǎn)火。

故障三：加電后有最初的0.4A，3秒后電流變?yōu)?A。檢查電感L2未見異常。用示波器件號(hào)V10、V11的柵極控制電壓，控制電壓正常，但場(chǎng)效應(yīng)管的工作電壓幅度不夠。正常高、低兩端的電壓差應(yīng)為21V，實(shí)際只有約6V。在整流二極管V30、V31的輸出端測(cè)量，也是6V，及變壓器T1或整流二極管V30、V31故障。檢查INTERNAL SUPPLY電壓，正常為+14Vdc，實(shí)際測(cè)量為+9Vdc。檢查變壓器T1的5、6腳之間電阻，正常位220Ω，實(shí)際測(cè)量值為227Ω；7、8腳之間電阻，正常位9Ω，實(shí)際測(cè)量值為9.5Ω；輸入端1、3腳之間電阻為1024Ω，正常。取下變壓器測(cè)量各個(gè)整流二極管的性能，未見異常。更換變壓器T1，故障排除。分析為：變壓器異常，使EPS不能正常開關(guān)。

故障四：加電后電流始終為0A。對(duì)于4197-20-02的窗燈組件，在微控制器D803上測(cè)量各個(gè)信號(hào)：工作電壓VCC為+5Vdc，正常；28、29腳上的4MHz時(shí)鐘信號(hào)正常；各個(gè)初始加電探測(cè)信號(hào)U_LINE、LINN-SYNC、FILAMENT_DETECT、T_AMBIENT均正常；電源中斷信號(hào)IRQ為0V，正常，但47腳的AC-SWITCH輸出信號(hào)始終為0V。檢查30腳的RESET復(fù)位信號(hào)，為0V，正常工作時(shí)應(yīng)為+5V。斷開電壓調(diào)節(jié)/復(fù)位控制芯片N100與D803之間的復(fù)位連接，N100工作正常，RESET輸出為+5V，即D803內(nèi)部故障，將該信號(hào)拉低到0V。判斷為微控制器D803故障。

故障五：加電后電流始終為0A。4197-20-02用的較早的微控制器，共64腳；4197-20-04用的新微控制器，共44腳，并外接的ROM D201，采用I2C通訊。圍繞D803檢查，各個(gè)信號(hào)均未見異常，新的D803與D201之間有數(shù)據(jù)通訊，但AC-SWITCH始終保持低，判斷為D803故障。

4 故障總結(jié)

（1）窗燈組件修理時(shí)，首先檢查各個(gè)供電電壓是否正常。

（2）通斷觀察加電后的電流變化判斷AC-SWITCH是否閉合，是否為燈管提供了電壓。

（3）若有初始加電動(dòng)作隨后關(guān)斷，應(yīng)檢查點(diǎn)火電路。

（4）若加電后始終有電流但燈不亮，應(yīng)檢查V10、V11是否有擊穿。

（5）若各個(gè)電壓正常，AC-SWITCH始終為低，應(yīng)圍繞D803檢查各個(gè)信號(hào)。

參考文獻(xiàn)：

[1]部件修理手冊(cè)CMM33-24-18 DIEHL.

作者簡(jiǎn)介：雷開琰（1972-），女，四川成都人，大學(xué)本科，工程師，研究方向：民航維修。endprint