某型机发电机控制盒高压无延时故障分析

摘要：本文主要列举某型机发电机控制盒一起典型故障，通过对该产品过压保护电路的原理进行分析，研究过压保护故障机理，提出解决该问题方法，为其它类似故障提供了借鉴。

关键词：过压保护;延时;故障分析

某型机发电机控制盒与发电机配套使用，为飞机直流电源系统提直流电源，供机上直流用电设备使用。发电机控制盒具有电压调节、过压保护、复位、压差接通、反流保护、紧急跳闸及过压自检等功能。发电机控制盒作为飞机的核心元件，对飞行安全至关重要，因此，必须要保证该设备处于良好的工作状态。本文以发电机控制盒发生的典型故障为例，研究分析了该起故障的主要原因，从对产品原理分析到整个故障排除工作的介绍，为发电机控制盒的修理及排故提供指导作用。

一、故障现象

某型機发电机控制盒在试验台上进行过压延时时间试验时，出现高电压无延时时间故障。

二、原理分析

1、工作原理

过压保护电路原理图如图1所示，由R201、RP200、R202组成的分压电路输出加于积分比较器N200的反相输入端，V200提供一个基准电压，当发电机电压因某种原因超出调定电压时，其分压电路输出电压大于V200提供的基准电压，则积分比较器的输出端电压下降，从而使N201的输出电位升高，触发V205可控硅，磁保持继电器Y1-Y2线圈通电动作，切断激磁回路及发电机输出。该过压保护电路有反延时特性。

过压保护还有另一个控制电路，触发该电路核心元器件由V112、V113二极管和V206三极管组成。进行过压保护试验，若误将电源电压调整的过高（超过工艺要求允许最大值），电压会经过V112二极管，将V113稳压二级管击穿，使V206三极管基极有电位，导致V206导通，触发V205可控硅，磁保持继电器Y1-Y2线圈通电动作，切断激磁回路及发电机输出。该过压保护电路瞬间触发，无延时特性。

在正常发电情况下，为了检查保护电路是否正常，按压发电机控制盒顶部的S开关使R200和R201并联，积分比较电路输出电位降低，从而切断激磁回路及发电机输出。发电机控制盒过压保护后，若要重新工作应将发电机开关扳至“复位”位置。

在飞行时遇到发动机着火或馈线短路时，接通“电源跳闸”开关，可切断发电机激磁和供电电路。电源电压使V206导通，KL的Y1-Y2线圈通电，使电源系统跳闸。若要重新使发电机建压供电，也需先复位。

2、产品构造

发电机控制盒由底座组件、印刷电路板组件Ⅰ、印刷电路板组件Ⅱ、印刷电路板组件Ⅲ、散热板组件、外罩组件等组成。

发电机控制盒底座组件上装有功率三极管、磁保持继电器、插头座等，并和功率管及续流二极管的散热板组件相连接，组成发电机控制盒的主体框架。三块印刷电路板组件上布置小体积的元件，其中印刷电路板组件Ⅰ主要布置了调压及过压保护电路的元件，印刷电路板组件Ⅱ主要布置了反流保护、压差接通及接触器控制等电路的元器件，印刷电路板组件Ⅲ用于印制电路板组件与底座的电交联。发电机控制盒的顶部设有过压保护自检按钮和电压调节电位器的孔，供试验和调节用，与其它设备的电连接通过安装在端部的插头座来完成。

三、故障分析

针对以上故障信息进行分析，诱发该故障的可能原因主要有两个。可能原因一：由积分比较器N200、N201构成的过压保护电路出现异常情况，使磁保持继电器提前动作，造成高电压无延时时间。可能原因二：由V112、V113二极管和V206三极管构成的过压保护电路异常投入工作，使磁保持继电器提前动作，造成高电压无延时时间。

四、故障排除

对可能原因一进行验证，首先对RP200可调电阻器进行调整，故障仍存在，对积分电路C200电容器进行更换，故障仍存在，V200稳压二极管为运放比较器提供了一个基准电压，若V200在高压下出现异常情况，将会导致延时时间异常，但50V情况下延时时间在0.25s左右，时间太短，无法测量V200的稳压值，对其进行更换验证，经通电试验，故障仍存在。用示波器监测N201运算放大器输出情况，发现在产品保护时，输出电位并没有升高，所以判断并不是该部分电路异常导致故障的出现。

对可能原因二进行验证，将V112二极管从电路中断开，进行过压延时时间检查，发现故障消失，判断故障为该部分电路异常导致。

首先将V113稳压二极管进行更换，更换后故障现象仍在，判断不是该稳压二极管的问题。用示波器对V206三极管的基极进行监控，发现在产品保护时，该部位确实检测到电压信号，因此判断V206三极管能够正常工作，没有故障。通过以上工作分析，故障应该出现在V112二极管前端。

经过对电路进行分析，V112二极管的供电来源于三个支路，分别为K继电器的K1触点、V108二极管和V106三极管。通电检查K继电器的K1触点，工作状态良好，无故障。将V108二极管从电路中断开，故障现象仍在，将其排除。将V108二极管恢复后，将V106三极管从电路中断开，故障消失，因此判断该起故障是V106三极管导致。对V106三极管进行更换，后续进行多次试验验证，过压延时时间合格，故障排除。

五、故障结论

由于V106三极管性能下降，基极在无电压情况下，集电极和发射极在高电压作用下出现击穿现象，触发过压保护电路提前动作，导致该起故障的发生。

六、启示及建议

1、对于过压试验故障的排除，应尽可能找到故障发生的规律，以便尽可能快速的捕捉到故障现象，进行测量，对故障进行快速定位，以免造成次生故障。

2、在进行故障排除过程中，通过断开部分电路进行验证故障，应分析透原理，不可在原理未分析透的情况下断开部分电路，可能对故障判断造成影响，且易发生次生故障。

参考文献：

[1] 《某型飞机电气设备》

作者简介：李宝清，工程师，从事航空装备工程特种设备专业技术工作。