綜顯、發參顯偶發黑屏故障分析

敖文翔，余榮良，吳靈偉

（中國直升機設計研究所，景德鎮，333001）

0 引言

2017年9月，云南駝峰用戶在MTC首次會議上反映某型直升機在執行完電氣設備盒接線更改服務通告后仍存在拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯黑屏現象。經咨詢客戶支援部，發現除云南駝峰外，該型直升機其他用戶在也存在類似現象。

通過查找近些年關于飛機綜顯、發參顯黑屏故障的相關文獻，發現相關文獻較少。文獻[1]根據任務管理系統（MMS）工作原理將黑屏故障定位在三個方面，然后進行逐一分析排除，首先通過耗時三天的故障現象觀察排除任務管理計算機中圖形產生模塊(GGM)故障；然后通過串換顯示器排除綜顯產品質量因素；最后通過對綜顯供電電路進行原理分析，判斷右卸載匯流條電路故障，對電路進行排查后發現卸載開關阻值跳變，更換開關后故障消失；文獻[2]綜顯黑屏故障的原因是接觸器失效；文獻[3]綜顯黑屏故障的原因是接觸器損壞；文獻[4]故障原因跟文獻[1]類似，最終故障定位在供電電路的問題。

而通過對本次故障機進行排查，并未發現ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯硬件存在質量問題，也未發現供電電路中元器件和線路通斷存在問題。根據故障現象，只有在拔出地面電源時才會出現黑屏故障，考慮到DO160E[5]中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求，建立故障樹進行原理分析。

1 系統原理

針對拔出地面電源時ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯黑屏現象，考慮到DO160E中電子元器件抗50ms電源中斷時間的要求，故障原因包括：

（1）供電電路系統設計存在問題，電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求；

（2）電源中斷時間不超過50ms，但ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯無法抗住50ms斷電，不滿足DO160E要求。

根據理論分析建立故障樹，如圖1所示。

通過故障樹分析，ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯黑屏現象有兩個底事件，分別為“B1：電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求”和“B2：綜顯、發參顯無法抗住50ms電源中斷時間，不滿足DO160E要求”。

圖1 綜顯、發參顯黑屏現象故障樹

2 故障分析

■2.1 電源中斷時間測試

2019年8月23日，在呂蒙機場對某架科研樣機電源中斷時間進行測試，測試設備為示波器。試驗在開車狀態下快速拔出地面電源5次，結果如下：

5次測試均未出現黑屏現象，電壓波形基本一致，如圖2所示。拔出地面電源時，電源轉換時間約8ms，電壓最低掉到23.2V左右，已實現不間斷供電。

圖2 電壓波形圖

2019年9月18日，在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試，測試設備為電氣參數綜合測試系統，試驗在未開車狀態下拔出地面電源7次，模擬了各種拔出情況，結果如下：

第1次～第2次測試數據無效，第3次～第7次測試均未出現黑屏現象，電壓波形基本一致，如圖3所示。拔出地面電源時，電源轉換時間為19.58ms，電壓最低掉到18.65V，已實現不間斷供電。

圖3 電壓波形圖

2019年9月20日，在呂蒙機場對和利通航某架機電源中斷時間進行測試，測試設備為電氣參數綜合測試系統，試驗在未開車狀態下拔出地面電源13次，開車狀態下拔出地面電源3次，模擬了各種拔出情況，結果如下：

第7次和第9次地面測試，拔出地面電源時刻意搖晃，右綜顯和發參顯黑屏，左綜顯工作正常，兩次電壓波形基本一致，如圖4所示。

圖4 電壓波形圖

分析波形可知，由于拔出地面電源時刻意搖晃，機上實際共轉電3次，分別為：

（1）地面電源轉至機載電源供電，波形放大后基本與圖3一致，已實現不間斷供電；

（2）機載電源轉至地面電源供電，波形放大后如圖5。電源轉換時間為26.37ms，電壓低于18V的時間約14ms，電壓最低掉到5.53V，右綜顯和發參顯未能抗住本次電源轉換，黑屏重啟；

（3）地面電源轉至機載電源供電，波形放大后基本與圖3一致，已實現不間斷供電。

圖5 電壓波形圖

第1次開車測試，拔出地面電源時刻意搖晃，左綜顯、右綜顯和發參顯均黑屏，電壓波形如圖6。電源轉換時間為35.28ms，電壓低于18V的時間約22ms，電壓最低掉到5.77V，左綜顯、右綜顯和發參顯均未能抗住本次電源轉換，黑屏重啟。

圖6 電壓波形圖

本日其余13次測試均未出現黑屏現象，電壓波形基本與圖3一致。

通過3日，共計28次電源中斷時間測試，發現無論是否出現黑屏現象，電源中斷時間均未超過50ms，因此故障樹“B1：電源中斷時間超過50ms，不滿足DO160E要求”可以排除。

■2.2 綜顯、發參顯50ms電源中斷時間測試

根據綜顯和發參顯手冊相關描述，綜顯和發參顯均滿足DO160E中第16章電源輸入相關要求，如圖7所示。

圖7 綜顯和發參顯手冊相關描述

2019年10月8日，將和利通航某架機左綜顯、右綜顯和發參顯送至301所環境與可靠性試驗研究中心進行第三方測試，其中50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形如圖8所示。

圖8 50ms瞬時電源中斷測試輸入電壓波形

測試結果如下：左綜顯、右綜顯和發參顯在50ms瞬時電源中斷期間均黑屏重啟，重啟后可以正常工作。

測試結果表明，左綜顯、右綜顯和發參顯均不滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求。因此故障樹“B2：綜顯、發參顯無法抗住50ms電源中斷時間，不滿足DO160E要求”無法排除。

3 解決措施

針對ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯無法抗住50ms電源中斷時間，拔出地面電源時黑屏的問題，可通過改進ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯內部相關電路進行糾正。

此項措施需將綜顯和發參顯返給供應商，要求供應商對其內部相關電路進行升級，使其滿足DO160E標準中電源中斷相關要求。

4 結論

拔出地面電源時綜顯、發參顯黑屏現象是由于ICDS-8A型綜顯和ICDS-6A型發參顯自身未能滿足DO160E第16章電源輸入中的直流瞬時電源中斷要求（相關章節號：16.6.1.3），導致拔出地面電源時綜顯、發參顯偶爾有黑屏現象。