侯占国
石家庄海山实业发展总公司 河北 石家庄?050208
摘要：通过分析某架飞机在使用过程中出现的灯光告警故障，研究分析氧气少芯片失效的原因，并结合告警系统故障机理分析，机上排查验证情况等，制定出相关改进措施，解决了该故障问题。
关键词：告警；氧气少；故障分析；改进措施
1故障现象
某型飞机在起飞通电检查时，发现告警灯盒内“灯光告警”灯常亮，系统无法正常工作。更换灯光告警计算机后，故障消失。告警计算机进一步检查，确定为“氧气少”故障，通过对相关电路进行检查，最后确定为A板比较器芯片7脚输入异常。此故障现象在该架飞机上曾反复出现过多次，每次均为“氧气少”这一路芯片损坏。
2告警机理分析
2.1灯光告警系统机理分析
灯光告警计算机分为A机和B机，正常情况下A机工作，B机处于热备份状态；当A机发生故障，则B机接替A机工作。计算机设计有BIT功能，当飞机上电后，灯光告警计算机进行BIT检测，当计算机检测内部任一路告警电路故障时，警告灯盒上的“灯光告警”信号灯就会燃亮，表明灯光告警计算机中的A机或B机发生故障。
这就是故障发现的时机每次都是在电源上电时，因为“氧气少”这一路告警相关芯片损坏，计算机上电自检发现故障，就会使“灯光告警”信号灯点亮。
2.2“氧气少”告警机理分析
“氧气少”告警信号为负控信号，即通过氧气继电器盒内各继电器控制该告警线路，当线路接地时，输出“氧气少”告警；当接地均断开时（悬空状态），“氧气少”告警灯熄灭。
2.3灯光告警计算机机理分析
“氧气少”告警原理框图见图1，信号类型为“地/开”开关量信号，地有效，即灯光告警计算机接收到的“氧气少”输入信号电压小于等于基准电压时，为有效状态（告警），大于基准电压时，为无效状态（不告警）；输入端悬空时，内部电路设计有上拉电阻，输入为无效状态。
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图1 “氧气少”告警原理
3故障排查及原因分析
3.1列故障树
依据告警机理和故障件检查情况，造成芯片烧毁失效的可能原因有两个，列故障树见图2，一是机上电路的反电势（正电压）输入；二是机上由于电磁干扰导致的负电压输入。
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图2 故障树
机上“氧气少”告警电路有反电势（正电压）输入，可能会导致芯片烧毁失效，但因为在灯光告警计算机内部“氧气少”这一路告警线路输入端装有整流二极管，故障件分解检查该二极管工作正常，可以排除正电压输入导致。
机上由于电磁干扰导致的负电压输入，当负电压足够大时，可能会导致芯片烧坏失效，为此，进一步在机上进行检查。
3.2机上排查
检查机上“氧气少”告警线路情况和氧气继电器盒负线的安装情况及与机体的接触电阻均符合要求。更换告警计算机，通电用示波器监测：初步得出结论：“氧气少”告警线路确实存在干扰导致的负电压脉冲，该负电压可能导致灯光告警计算机内芯片烧毁失效。
3.3试验验证
进行故障模拟专项试验，对告警计算机内“氧气少”这一路芯片7脚施加负电压，从-3V开始持续施加1min，然后以每0.3V的幅度向下进行调节，当负电压调节到-9.607V时，约2s芯片输出失效。此试验进一步验证了芯片烧毁失效是由于7脚输入负电压信号导致的。
用示波器在机上检测到了最大约-10V的负电压脉冲，与试验做的芯片烧毁失效的电压大致相当。只是机上-10V电压脉冲，时间比较短，为毫秒级，但当不断有大的负电压脉冲出现，对芯片是一种损害，时间长了，就有可能能导致芯片烧毁失效。
另外对比与灯光告警计算机相类似的产品，其“地/开”信号接口板电路设计，均有内部的保护电路和抗干扰措施，即有二极管隔离电路，因此该灯光告警计算机在设计上也存在一定的缺陷。
4解决措施
根据机上排查和试验验证情况，对机上电缆线束可采取增加屏蔽措施，在线路上加装隔离二极管，以减小外界对该告警信号的影响，降低线路上负电压脉冲。具体措施如下：
4.1导线做好屏蔽措施
将氧气继电器盒到灯光告警计算机之间的线缆敷设导线由单端屏蔽接地改为两端屏蔽接地；将氧气继电器盒上的两根负线的屏蔽线由单端屏蔽接地改为两端屏蔽接地。
4.2在线路上加装二极管
在氧气继电器盒到灯光告警计算机之间的线路上增加一个BZ3F二极管，见图3。
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图3 加装二极管电路原理图
上述各项措施落实后，监测“氧气少”告警线路干扰情况，在整个试验过程中，仅出现一次较大的负电压脉冲，幅值在-1V以下。由此可判断采取的措施可行且有效。
结束语
该故障现象反复出现，且在排故过程中故障又不在现，给故障查找和排除带来了很大困难。通过上述故障的机理分析、机上排查，制定出了针对性改进措施，可彻底解决该故障问题的发生。
参考文献
［1］宋梦琴，灯光告警系统［J］.设计所，2011.06版.
［2］张浩田，比较器电路常见故障与分析［J］.航空维修，2015.04.