某型飞机飞行参数采集器电源板6.3V 输出异常故障分析

2024-02-23陈明新程彦霖王辉

中国设备工程 2024年3期

陈明新，程彦霖，王辉

（国营芜湖机械厂，江苏芜湖 241000）

飞行参数记录系统是飞机上一种重要的机载电子设备，用来采集和记录飞机飞行过程中的重要数据，与飞机的飞行安全密切相关。飞行参数记录系统一般由采集器和记录器组成。某型飞机飞行参数采集器采集飞机航电系统和非航电系统的各个子系统的数据信息，并将这些信息按照规定的格式，通过总线传输至记录器保存，同时采集器电源板输出6.3V 电压供机上传感器使用。由于飞机的差异，使飞机飞行参数记录系统记录的数据产品偏移，直接影响数据的真实性，因此为保证记录数据的准确性，必须对飞行参数进行标定。当传感器6.3V 电压异常时，直接导致传感器输出超差，标定无法进行或标定不准确。

1 故障现象

某型飞机在地面进行飞参标定时，发现过载传感器输出的模拟电压值超下限，经机上测量该过载传感器的供电电压不到6.2V。断开过载传感器机上电源，外接6.3V工作电压，过载传感器输出的模拟电压值在正常范围内，故障定位到过载传感器6.3V 工作电压时导致出现问题。过载传感器的6.3V 工作电压由飞行参数采集器电源板提供，进而开展对该电源板6.3V 电路输出异常的分析。

2 6.3V 生成原理分析

电源板6.3V 电压生成原理如图1 所示。D1 型号为OPA512SM，为高功率运算放大器；R1、R2 阻值为3.83Ω 电阻，为限制电阻；R5 阻值为6.57kΩ，R6 电阻为10.4kΩ，R5 和R6 构成运算放大器的反馈回路，决定运算放大器的放大比例；R3 和R4 的阻值分别为10.42kΩ、6.69kΩ，起到分压的作用；C1 为滤波作用；C2 为负载等效电容。

图1 电源板6.3V 电压生成电路图

D1 由Burr Brown 公司生产，具有输出功率大、失真小和耐持久的特点。该功放管集成电路内置有限压、限流保护电路，即使输入电流高达15A(峰值)的情况下也能正常工作。该器件的输出级工作在甲、乙类状态，失真小、静态电流小。D1 为 6.3V 生成的核心。

从图1 中，可以看出D1 为同相比例放大器的接法，其放大比例K=1+R5/R6, D1 输出电压U=VIN*K。通过计算可得K=1.632、VIN=10*R4/（R3+R4）=3.91V，从理论上可以计算得出D1 的理论输出值为6.35V。

3 6.3V 带载能力分析

电源板6.3V 为传感器供电，传感器为电容和电阻组成的负载。在直流的条件下，电容的大小不会引起负载变化，因此电源板6.3V 的负载可以等效为纯电阻。

通过查阅D1 的器件手册，其最大带载的计算公式为IMAX=((0.65+0.28)*U/(20+RVI))/(R1+0.007)。RVI 为器件输出电阻（引脚1 的对地电阻），通过测量该值为26.448kΩ。可计算出当前设计的最大带载IMAX=0.169A，即从理论上分析可以得出当带载电阻大于37.3Ω，就将满足设计要求。实际飞机上6.3V 负载电阻下限约80Ω，远远大于37.3Ω，说明设计可以保证带载。

在电源板6.3V 输出端负载80Ω 电阻，发现6.3V 输出略有降低，但在合格范围内，说明电源板6.3V 输出在正常带载情况下不会引起过载传感器输出偏低故障。