空客飛機窗燈組件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微控制器，控制對燈管的加電，并對電壓、電流、溫度、燈絲狀態進行監測，因此修理中相對以前的窗燈組件較為復雜。本文簡要介紹了其功能及工作原理，并結合實際修理中遇到的幾例故障，對其電路進行分析。

關鍵詞：微控制器；點火；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。目前空客飛機上安裝的主要有4197-20-02和4197-20-04。4197-20-04是4197-20-02的升級件，主要對電路板上微控制器D803進行了更新。

窗燈組件內部有BITE功能，對正常工作和測試時的狀態監控。窗燈組件上還可以連接一個“附加燈（由幾個LED組成）”。

窗燈組件由兩個燈座、一個鎮流器、一個PCB板組成。鎮流器封閉在一個方形盒內，并集成了一個保險，在鎮流器過熱時中斷電路工作，降溫后功能不會恢復。電路板上的變壓器T1上也有一個保險，功能與鎮流器的相同。

燈的亮度受Add-On Light、CIDS、離散信號的控制，當所有信號都未控制時，AIBU設置全亮度。

2 操作模式

當在600ms時間內沒有CIDS DEUA命令時、且沒有有效的離散信號時，設置燈到最大亮度。

（1）初始啟動：啟動之前，控制器檢查：AC輸入電壓的幅度（當電源電壓為115Vac時，U_LINE信號=+2.6Vdc）和頻率（LINN-SYNC信號=400Hz，2.4Vac）是否在允許范圍內；溫度是否在允許范圍內（+0.86-+0.9Vdc）；燈絲是否OK（+5Vdc）。如果探測正常，設置輸出到+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，扼流圈產生點火電壓；燈點亮。

3 常見故障

窗燈組件正常啟動時，最初的電流約0.4A，約3秒后，電流降低0.15A，然后迅速穩定在約0.25A。可根據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秒后電流變為0A。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FILAMENT_DETECT、環境溫度T_AMBIENT均正常。D803為燈管加電后又關斷AC Switch V1，應為正點火電壓U_POS_IGNITION、負點火電壓 U_NEG_IGNITION、電流頻率信號COS_PHI、或電流幅度 I_CHOKE探測異常。用示波器檢查各個信號的變化情況：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；I_CHOKE始終為+2V。即為燈管加電、燈絲加熱后沒有發生點火動作。

在共振電路的L2兩端測量，一端有115Vac電壓，一端為0，即AC Switch閉合了、且EPS閉合。用萬用表靜態檢查場效應管V10、V11的性能，均正常；用示波器檢查EPS的控制電壓，當EPS閉合時，柵極的控制電壓為+9.8V、打開時控制電壓為-10V。

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

故障二：加電后有最初的0.4A，3秒后電流變為0.33A，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、點火探測等均未見異常。檢查EPS開關V10、V11，發現兩個場效應管的柵極-源極之間的電阻只有20Ω，正常應不小于10MΩ。分析為：場效應管的擊穿造成開關常在閉合狀態，不能正常點火。

故障三：加電后有最初的0.4A，3秒后電流變為0A。檢查電感L2未見異常。用示波器件號V10、V11的柵極控制電壓，控制電壓正常，但場效應管的工作電壓幅度不夠。正常高、低兩端的電壓差應為21V，實際只有約6V。在整流二極管V30、V31的輸出端測量，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，實際測量為+9Vdc。檢查變壓器T1的5、6腳之間電阻，正常位220Ω，實際測量值為227Ω；7、8腳之間電阻，正常位9Ω，實際測量值為9.5Ω；輸入端1、3腳之間電阻為1024Ω，正常。取下變壓器測量各個整流二極管的性能，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。

故障四：加電后電流始終為0A。對于4197-20-02的窗燈組件，在微控制器D803上測量各個信號：工作電壓VCC為+5Vdc，正常；28、29腳上的4MHz時鐘信號正常；各個初始加電探測信號U_LINE、LINN-SYNC、FILAMENT_DETECT、T_AMBIENT均正常；電源中斷信號IRQ為0V，正常，但47腳的AC-SWITCH輸出信號始終為0V。檢查30腳的RESET復位信號，為0V，正常工作時應為+5V。斷開電壓調節/復位控制芯片N100與D803之間的復位連接，N100工作正常，RESET輸出為+5V，即D803內部故障，將該信號拉低到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，各個信號均未見異常，新的D803與D201之間有數據通訊，但AC-SWITCH始終保持低，判斷為D803故障。

4 故障總結

（1）窗燈組件修理時，首先檢查各個供電電壓是否正常。

（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）若有初始加電動作隨后關斷，應檢查點火電路。

（4）若加電后始終有電流但燈不亮，應檢查V10、V11是否有擊穿。

（5）若各個電壓正常，AC-SWITCH始終為低，應圍繞D803檢查各個信號。

參考文獻：

[1]部件修理手冊CMM33-24-18 DIEHL.

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