某型电源盒发控线路故障分析

某型电源盒发控线路故障分析

高路

中国人民解放军第五三一一工厂，江苏南京 211100

摘要：某型装备在外场地面准备使用过程中出现“意外来电”故障，通过现场确认、故障定位、原理分析和验证，对故障进行剖析，探寻故障产生的根源、提出改进措施，并在实际应用中验证了措施的有效性。

关键词：电源盒；意外来电；发射脉冲；继电器粘连

一、故障现象

某型装备在地面准备时出现火发器“意外来电”故障，该故障涉及产品较多，且部分产品拆装困难，故障定位较为困难，同时存在较大的安全风险。本文梳理故障排除经验，研究了通过预防性更换元器件和升级检测设备等手段减少同类故障再次发生。

二、故障定位

针对该类型故障，开展了以下检查工作：

1.根据装备故障情况，结合产品原理，初步推测U10/8模块中的K16继电器常开端发生了粘连，导致发射脉冲信号（28V）一直存在。现场使用接口单元检测设备对控制盒进行通电检测，累计执行20余次检测，产品各项功能指标均符合要求，涉及挂点的发射脉冲信号的功能指标“挂点发射脉冲”检测合格，外场故障现象未复现。

2.对产品进行高、低温和振动工作试验，功能均正常。

3将电源盒和接口单元进行联调联试，功能正常。

4.使用万用表对K16继电器的常开端进行导通测试，导通电阻无穷大，未发现异常情况。

5.搭建外围电路（通过外接开关控制）分别对K16继电器进行多次手动开合测试，未发现异常情况。产品在正常检测、高低温工作试验、振动工作试验，故障均未复现。

6.产品在通电验证，在执行挂点7发齐射后故障复现，但故障现象不稳定。故障复现后，发射脉冲信号持续输出+28V，取消发射条件后，该脉冲信号消失，再次使用发射条件，该脉冲信号重新出现，根据产品工作原理，可确定K16继电器内部常开端发生粘连。因故障现象偶发出现，说明该继电器未完全失效。

7.更换产品K16继电器，地面检查功能正常，空中使用正常，故障排除。

三、原理分析

根据产品工作原理，以挂点发射功能为例进行分析，“挂点发射脉冲”信号由电源盒中U10/8(K)模块的K16、K17和K41继电器控制输出。根据发射流程，满足发射条件时，接口单元输出的“投放允许信号”给电源盒，控制K41和K17继电器相继吸合。按压发射按钮后，接口单元输出“发射脉冲控制信号”给电源盒，控制K16继电器吸合，输出发射脉冲信号，经吸合的K17继电器输出至火发器或模拟器。

在发射的整个过程中，接口单元中的K22继电器及电源盒中的K16继电器分别用于产生串行发射控制脉冲及发射脉冲，工作频率和次数远高于周围同类继电器，易发生故障。结合继电器特点及产品故障现象，推断K16继电器发生粘连是本次故障产生的原因。

报故时对XS2-15插头R孔发射脉冲信号进行测量，显示存在稳定28V，检测XS2-14插头22针采集发射脉冲控制信号为低电平0V，测试XS2-14插头32针投放允许信号为28V。断开“隔离”开关，测试XS2-15插头R孔发射脉冲信号为低电平0V，测试XS2-14插头32针投放允许信号为低电平0V。说明K41和K17继电器受控，工作正常。XS2-15插头R孔输出的28V电平来自于K16继电器，判定为K16继电器故障，为内部粘连。根据出现故障现象，说明继电器内部未完全失效，偶发粘连。

四、风险分析

在执行发射任务时，K16继电器进行高速开合控制输出串行火箭发射脉冲，经K17继电器到挂点，火发器控制盒通过检测串行脉冲的个数，经过功率放大后按顺序依次分配给1-7号发射管。火发器控制盒检测到脉冲上升沿且脉宽大于4ms时判为有效发射信号，不判断最大脉宽条件。

K17继电器通过投放允许信号控制，当主方式开关在“空面”位置，控制板“实战”、“隔离”电门接通，起落架收起时投放允许信号有效，K17继电器吸合。

当发射之前，K16继电器发生稳定粘连，发射脉冲控制信号持续输出高电平（+28V），当投放允许信号接通时（主方式开关在“空面”位置，控制板“实战”、“隔离”电门接通，起落架收起），K17继电器吸合一次，电源盒将输出意外发射信号并保持在高电平（+28V），火发器控制盒会将其判为有效脉冲并分配给第一个发射管发射。空中使用时，操作员一接通相关武器电门，不扣动发射扳机，就会意外发射。

当发射过程中，K16继电器发生稳定粘连，发射脉冲控制信号持续输出高电平（+28V），当投放允许信号断开再接通时，即主方式开关、武器控制板“实战”电门、“隔离”电门、起落架收起重新接通一次，K17继电器重新开合一次，电源盒将输出意外发射信号并保持在高电平（+28V），火发器控制盒会将其判为有效脉冲并分配给下一个发射管发射。空中使用时，完成一次攻击后一般会将主方式开关恢复到“导航”状态，再次进入攻击航线时打到“空面”，K17继电器在投放允许信号控制下从断开再次接通，输出发射脉冲，导致在攻击航线上意外发射。

五、问题复现

厂内搭建K16继电器简易通电电路，模拟齐射控制流程。在继电器控制端模拟输出控制脉冲，脉冲周期60ms，其中+28V脉宽40ms，在多次连续给出7组控制脉冲后，在继电器输出端监测到异常+28V电压输出，该异常电压会导致检查仪1号位检查灯直接燃亮，故障现象与外场反馈情况一致。

六、失效分析结论

工业和信息化部电子第五研究所的分析结论为失效样品的常开触点发生烧蚀熔融引起偶发粘连，导致样品的常开触点偶发不断开而失效。

7. 纠正措施

一是对外场所有电源盒中的K16继电器继续更换。二是以问题函的形式告知各相关用户，传递地面维护及空中使用注意事项，规避K16继电器偶发粘连后因投放允许信号变化产生意外发射脉冲导致意外发射风险。三是携带故障的K16继电器赴广五所开展失效分析，了解该型继电器失效机理。四是对综合检测仪和接口单元检测设备进行升级，增加齐射检测功能。五是根据设备升级情况，同步修订完善修理技术文件。六是对相关修理技术人员进行培训。七是完成对纠正措施的有效性进行验证。

八、结论

此次电源盒外场故障的主要原因是对产品性能和工作原理没有完全理解，维护过程中没有根据产品技术特性开展针对性的修理和检测设备上的升级，从而造成了上述问题的出现。通过分析及对电源盒的深入研究，制定相应措施可有效杜绝意外来电故障。

参考文献：

[1]《电子元器件失效分析技术》，恩云飞、来萍、李少平编著，中国工信出版集团。

[2]《电子元器件的可靠性》，王守国编著，机械工业出版社。

[3]《武器装备试验理论与检测方法》，郭齐胜、罗小明、潘高田编著，国防工业出版社。

—5—