某型飞机风挡加温控制器电磁干扰问题研究

刘斌慧

【摘 要】本文对某型飞机风挡加温控制器电磁干扰问题进行了分析，提出了一套简单有效的电磁干扰解决方法。

【关键词】风挡加温控制器；电磁干扰；霍尔传感器

【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

飞机采用了大量的电子电气设备，电磁兼容性直接影响到飞机及各系统的功能和性能。在进行风挡加温系统功能测试时，左侧主风挡加温通道无法正常工作，经排查发现是风挡加温控制器（WHC）设计不合理，对机上磁场敏感。通过分析电磁环境确定干扰源，分析被干扰设备确定敏感元件，顺利地解决了该问题。

1 情况概述

出现问题的风挡加温系统由风挡加温控制器、风挡加热膜、风挡温度传感器、线路和控制开关等组成，加热膜和温度传感器嵌入在玻璃内。每架机安装两台风挡加温控制器，每台风挡加温控制器有两个独立通道，通道1控制主风挡加温，通道2控制通风窗加温。加热电源为3相115V交流电，主风挡加热膜采用Δ型连接，通风窗采用Y型连接。如下图1所示。

在地面进行风挡加温系统测试时，发现所有风挡加温控制器安装在右侧时均能正常工作；风挡加温控制器安装在左侧位置后，主风挡加温报故，通风窗加温通道未报故。风挡加温系统故障与风挡加温控制器安装位置密切相关。初步判断，风挡加温控制器安装到左侧后，在其安装位置受到了电磁干扰。

2 分析电磁环境

电磁环境分析的目的是发现可能的干扰源。在飞机上电的情况下，对左、右风挡加温控制器安装位置附近电磁场进行了测量，结果（图2）表明左、右两侧电磁场存在差异。尤其是在400Hz频段（注：机上交流电为400Hz），左侧场强明显高于右侧。

在机上实地检查发现，左侧风挡加温控制器的安装位置与电源中心供电电缆距离不足1米，不可避免地产生了干扰磁场。另外，风挡加温系统自身的交流电缆走向不合理，电缆几乎与左侧风挡加温控制器贴在一起，而风挡加温系统正常工作时，加热电流可达24A，其产生的干扰不能忽略。

3 分析受干扰设备

风挡加温控制器的功能之一是监控加热电流。风挡加温控制器内部加热电流监控回路的主要元件为霍尔传感器。霍尔传感器由霍尔元件（对磁场敏感）与放大器电路、温度补偿电路及稳压电源电路等集成。如图1所示，主风挡加热通道中，加热电流监控回路对Δ型负载的线电流进行监控，若检测到系统出现欠电流或过电流，风挡加温控制器均会切断加热回路，并输出系统故障告警信号。由于告警门槛值设定的太窄，在外界磁场叠加到霍尔传感器上之后，使得霍尔传感器检测到磁通量达到了告警阀值，导致风挡加温系统无法继续正常工作。

4 确定解决措施

针对上述分析，可考虑从三个方面解决干扰问题：（1）屏蔽干扰磁场，即减小受干扰设备安装位置的磁场强度；（2）提高受干扰设备的抗干扰能力；（3）使受干扰设备远离干扰源。

磁场屏蔽是一个复杂的事情，一般是在干扰源周围用高磁导率材料（主要是镍合金）进行磁场屏蔽。采用该方法主要是改变了磁场的方向，采取屏蔽措施后可能会对其他机上设备造成不利影响，且会明显增加飞机重量。若考虑将风挡加温控制器安装在一个磁场屏蔽容器内，势必不利于风挡加温控制器的散热。屏蔽磁场的措施不适合在飞机上实施。

提高磁干扰敏感设备风挡加温控制器的抗干扰能力。调整霍尔传感器的参数，在允许的范围内适当放宽欠电流和过电流报警门槛值，并调整传感器在风挡加温控制器内部的布置位置；或选用对外界干扰磁场不敏感的电流监控元件替代霍尔传感器。

使受干扰设备远离干扰源。在机上安装空间允许的情况下，将风挡加温控制器布置到磁场环境磁场较弱的区域，并合理布置风挡加温系统自身电缆的走向。

某型飞机对风挡加温控制器内部设计进行了改进，并调整了风挡加温控制器在机上的安装位置，故障已排除。

5 总结

通过解决风挡加温控制器电磁干扰问题，摸索出了一套简单有效的电磁干扰问题解决方法，即：分析电磁环境确定干扰源，分析被干扰设备确定敏感元件，围绕干扰源和敏感元件确定解决措施。

【参考文献】

[1]刘军，迟颖君，等.飞机研制生产中抑制电磁干扰的探讨[J].飞机设计，2006，6.

[责任编辑：曹明明]