某惯导系统电源组件故障分析论文_康杰1.2,田晓凤1.2,彭鹏1.2

1石家庄海山实业发展总公司;2石家庄海山航空电子科技有限公司 河北省石家庄市 050000

摘要:某型平台式惯导系统在进行静态阻值测试、单机通电、故检检测时正常,分解后发现电源组件表面有烧焦、烫伤,机箱存在多余物等故障现象,对该故障进行分析和排除。

关键词:平台式惯导系统;电源组件;计电DC/DC变换器

引言

电源部件是整个惯导系统的供电中枢,主要由主整流电源、计电DC/DC变换器、平电DC/DC变换器组成,其中主整流电源板将机上的三相115V/400Hz转换为系统所需的直流28V主电源和加温的115V电源,计电DC/DC变换器将28V主电源转换为系统计算机线路所需的直流稳压电源,平电DC/DC变换器将28V主电源转换为系统平台及平台电子线路所使用的直流稳压电源。

1 故障现象

某型平台式惯导系统分解时发现电源组件中计电DC/DC变换器表面烧焦(见图1),平电DC/DC变换器表面烫伤(见图2),机箱母线板上有一处多余物(见图3),但在分解工序之前,已对其进行静态阻值测试、单机通电、故检等工序检测正常,并未发现异常,对此通过该型电源组件的原理,结合实际测试结果,对该故障进行分析和排除。

图1 图2 图3

2故障原因分析

2.1计电原理框图

计电DC/DC变换器包含三个功能块:电源启动控制电路、计算机电源5V、±15V DC/DC变换器和余度检测电路,电路原理框图(见图4)。

1)电源启动电路接收来自AAP的启动信号,接通(接一次地)启动,启动控制电路按给定逻辑依次接通K2继电器、启动计算机电源、平台电源Ⅰ(±15V、±27VA、27V浮)和平台电源Ⅱ(±27VB)启动控制电路还接收计算机切平、电伺服故障切平电和余检切全机等信号,并给出相应的切断逻辑信号;

2)DC/DC变换器共两块,输入整流28V,输出分别为+5V和±15V;

3)余度检测电路对余度超温信号、伺服回路故障、计算机输出的主故障信号、“看门狗”信号以及计电5V、±15V进行检测,检测从平电Ⅰ启动信号达到开始。

当计算机电源5V或±15V故障时,输出余检切全机信号,低为切。

2.2可能存在的故障原因

可能导致该故障现象的原因有:主变压整流电路;输入滤波电路;外部供电系统。

3故障排除过程

3.1主变压整流电路

主变压整流电路将115V/400Hz C相交流电压经桥式整流滤波变换为直流28V整流电压输出,在开机时将蓄电池24V不间断供电电源接通,并将整流28V电源输出接通,其出现开路或击穿故障都会造成烧毁元件。

1)击穿故障,即内部有一只二级管击穿,变为导体,工作时没有直流输出,

从而不能向惯导系统和蓄电池充电,同时会使蓄电池电流倒流,造成变压器烧坏,测试变压器T1-3对T1-4静态阻值正常,排除该故障。

2)开路故障,即内部有一只二极管或两只二极管出现开路。交流电压半周不能通过,从而达不到整流作用,器输出端元电压,致使蓄电池电压逐渐下降,惯导系统不能正常工作,经单机通电测试正常,排除该故障。

3.2输入滤波电路

此DC/DC变换器的直流输入电压为27V,交流输入电压为115V,同时开关频率较高为20MHz,这样开关的开关速度非常快,因此需要减小开关回路的寄生电感,把电源中高频干扰滤掉。C4瓷介独石电容,能够承受较大的“纹波电流”,作为输入滤波电容,将开关K1产生的“纹波电流”滤掉,同时避免由输入侧的引线电感L2在开关关断时产生电动势将开关击穿,检查K1开关无损伤,排除该故障。

3.3外部供电系统

机上外部供电系统有瞬间大电流也可能导致烧坏元器件。拆下直流发电机后,检查发现发电机转子转轴的固定端产生磨损,导致转轴偏离中心位置,产生摩擦,用示波器的存储功能监测发现180S处瞬间大电流,确定该故障。

4 故障处理

1)平电DC/DC变换器经外观处理后,输入输出阻值和绝缘阻值正常,进行调整率测试、关机延时测试、开机延时测试、切平电延时测试、相位测试、单脉冲延时测试、伺服切平电功能/伺服故障功能、主故障、看门狗故障功能、温控故障功能、计算机切平电功能、计算机切全机功能、余检切全机功能、单机启动测试等功能测试项正常,可以正常使用。

2)计电DC/DC变换器经外观处理和更换C4电容后,对其进行上述功能测试正常,经与设计院所人员进行沟通,可以用作地面测试备份板,但不能上机使用。

3)由于C4烧焦残留物不会导致机箱短路,去除多余物后,对其进行静态阻值测试、单机通电测试、故检正常,可以正常使用。

5 结论

通过上述论述及分析,可以判定C4电容作为滤波电容,在直流电路中起断路作用,用来滤除整流后单向脉动电压中的交流成分,使其成为平滑的直流电源,因机上外部供电系统有瞬间大电流导致其烧焦,并高温烫伤相邻平电DC/DC变换器表面,因此在故检等维修环节没有出现报故等现象。

参考文献:

[1]张建荣,汤秀娟.直流开关电源的软开关设计[M].北京:科学出版社,2001.

[2]张占松,蔡萱三.开关电源的原理与设计[M].北京:电子工业出版社,2005.

[3]徐德鸿,马皓.电子电力装置故障自动诊断[M].北京:科学出版社,2001.

[4]Broxmeyer,致学译.惯性导航系统[M].北京:国防工业出版社,1972.

论文作者:康杰1.2,田晓凤1.2,彭鹏1.2

论文发表刊物:《电力设备》2018年第31期

论文发表时间:2019/4/22

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