空客飞机窗灯组件4197—20—02/—04故障分析

雷开琰　张麒

摘 要：窗灯组件4197-20-系列的电路板上有一个微控制器，控制对灯管的加电，并对电压、电流、温度、灯丝状态进行监测，因此修理中相对以前的窗灯组件较为复杂。本文简要介绍了其功能及工作原理，并结合实际修理中遇到的几例故障，对其电路进行分析。

关键词：微控制器；点火；故障分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.23.235

1 功能介绍

窗灯组件AIBU工作电源为115Vac/400Hz，并能控制荧光管的亮度。目前空客飞机上安装的主要有4197-20-02和4197-20-04。4197-20-04是4197-20-02的升级件，主要对电路板上微控制器D803进行了更新。

窗灯组件内部有BITE功能，对正常工作和测试时的状态监控。窗灯组件上还可以连接一个“附加灯（由几个LED组成）”。

窗灯组件由两个灯座、一个镇流器、一个PCB板组成。镇流器封闭在一个方形盒内，并集成了一个保险，在镇流器过热时中断电路工作，降温后功能不会恢复。电路板上的变压器T1上也有一个保险，功能与镇流器的相同。

灯的亮度受Add-On Light、CIDS、离散信号的控制，当所有信号都未控制时，AIBU设置全亮度。

2 操作模式

当在600ms时间内没有CIDS DEUA命令时、且没有有效的离散信号时，设置灯到最大亮度。

（1）初始启动：启动之前，控制器检查：AC输入电压的幅度（当电源电压为115Vac时，U_LINE信号=+2.6Vdc）和频率（LINN-SYNC信号=400Hz，2.4Vac）是否在允许范围内；温度是否在允许范围内（+0.86-+0.9Vdc）；灯丝是否OK（+5Vdc）。如果探测正常，设置输出到+5Vdc，打开AC Switch。

（2）如果所有检查通过：AC Switch和EPS闭合；灯丝加热约1.5秒；EPS打开，扼流圈产生点火电压；灯点亮。

3 常见故障

窗灯组件正常启动时，最初的电流约0.4A，约3秒后，电流降低0.15A，然后迅速稳定在约0.25A。可根据电流判断微控制器是否闭合了AC Switch V1。

故障一：加电后有最初的0.4A，3秒后电流变为0A。分析为：微控制器D803工作正常；初始加电条件电源电压幅度U_LINE、电源频率LINN-SYNC、灯丝探测FILAMENT_DETECT、环境温度T_AMBIENT均正常。D803为灯管加电后又关断AC Switch V1，应为正点火电压U_POS_IGNITION、负点火电压 U_NEG_IGNITION、电流频率信号COS_PHI、或电流幅度 I_CHOKE探测异常。用示波器检查各个信号的变化情况：U_POS_IGNITION始终为0V；U_NEG_IGNITION始终为+3.8V；COS_PHI未见到交流频率信号；I_CHOKE始终为+2V。即为灯管加电、灯丝加热后没有发生点火动作。

在共振电路的L2两端测量，一端有115Vac电压，一端为0，即AC Switch闭合了、且EPS闭合。用万用表静态检查场效应管V10、V11的性能，均正常；用示波器检查EPS的控制电压，当EPS闭合时，栅极的控制电压为+9.8V、打开时控制电压为-10V。

再检查共振电路：扼流圈、电感L2、电容C10、电子R10。扼流圈静态电阻约8.2Ω、电容的值为3.3nF均未见异常。电感L2正常应为2.8Ω，但有些机件有烧糊痕迹、有些阻值很大。更换L2后，机件工作正常。此故障为共振电路中的电感故障，不能起振点火。

故障二：加电后有最初的0.4A，3秒后电流变为0.33A，灯不亮。分析为：微控制器D803工作正常，初始加电条件正常。加电后的电流探测、点火探测等均未见异常。检查EPS开关V10、V11，发现两个场效应管的栅极-源极之间的电阻只有20Ω，正常应不小于10MΩ。分析为：场效应管的击穿造成开关常在闭合状态，不能正常点火。

故障三：加电后有最初的0.4A，3秒后电流变为0A。检查电感L2未见异常。用示波器件号V10、V11的栅极控制电压，控制电压正常，但场效应管的工作电压幅度不够。正常高、低两端的电压差应为21V，实际只有约6V。在整流二极管V30、V31的输出端测量，也是6V，及变压器T1或整流二极管V30、V31故障。检查INTERNAL SUPPLY电压，正常为+14Vdc，实际测量为+9Vdc。检查变压器T1的5、6脚之间电阻，正常位220Ω，实际测量值为227Ω；7、8脚之间电阻，正常位9Ω，实际测量值为9.5Ω；输入端1、3脚之间电阻为1024Ω，正常。取下变压器测量各个整流二极管的性能，未见异常。更换变压器T1，故障排除。分析为：变压器异常，使EPS不能正常开关。

故障四：加电后电流始终为0A。对于4197-20-02的窗灯组件，在微控制器D803上测量各个信号：工作电压VCC为+5Vdc，正常；28、29脚上的4MHz时钟信号正常；各个初始加电探测信号U_LINE、LINN-SYNC、FILAMENT_DETECT、T_AMBIENT均正常；电源中断信号IRQ为0V，正常，但47脚的AC-SWITCH输出信号始终为0V。检查30脚的RESET复位信号，为0V，正常工作时应为+5V。断开电压调节/复位控制芯片N100与D803之间的复位连接，N100工作正常，RESET输出为+5V，即D803内部故障，将该信号拉低到0V。判断为微控制器D803故障。

故障五：加电后电流始终为0A。4197-20-02用的较早的微控制器，共64脚；4197-20-04用的新微控制器，共44脚，并外接的ROM D201，采用I2C通讯。围绕D803检查，各个信号均未见异常，新的D803与D201之间有数据通讯，但AC-SWITCH始终保持低，判断为D803故障。

4 故障总结

（1）窗灯组件修理时，首先检查各个供电电压是否正常。

（2）通断观察加电后的电流变化判断AC-SWITCH是否闭合，是否为灯管提供了电压。

（3）若有初始加电动作随后关断，应检查点火电路。

（4）若加电后始终有电流但灯不亮，应检查V10、V11是否有击穿。

（5）若各个电压正常，AC-SWITCH始终为低，应围绕D803检查各个信号。

参考文献：

[1]部件修理手册CMM33-24-18 DIEHL.

作者简介：雷开琰（1972-），女，四川成都人，大学本科，工程师，研究方向：民航维修。endprint