1.故障现象

飞机维修人员在给后舱照明控制盒通电检测过程中发现，当按照工艺要求将检测方式拨到自动，打开设备115V和+28V电源，后舱照明控制盒上电启动自检，在点阵式LED显示屏上报自检故障“ERRC”。

2.产品介绍

飞机后舱照明为驾驶员提供良好的视觉环境，舒适可靠的照明环境能够调节驾驶员视觉疲劳，保障飞行安全。而后舱照明控制盒是飞机后舱照明系统的核心部件，与后舱分布的光敏传感器、操纵台导光板、仪表板导光板及泛光灯共同组成了后舱照明子系统^[1]。

某型后舱照明控制盒属于数字式后舱照明电源控制器，内部具有输入输出模块、CPU模块、导光控制模块、电源模块、模板模块等复杂电路板组件，以微处理器为核心，采用数字化电路，具有上电BIT 自检和12 路输出电源微调显示功能，实现了后舱照明电源的集中变换、调节、控制和保护功能。后舱照明控制盒通过输入模块接收来自交流电源系统的115V/400Hz 交流信号和直流电源系统的28V直流信号，通过CPU 模块进行电源调节控制和逻辑判断，由输出模块控制照明电源信号输出至飞机后舱相应的仪表板、操纵台、泛光灯等照明设备。

3.故障分析和排除过程

3.1 故障原理分析

该产品由电源板、数字处理板、显示板、底板、输入输出模块等五部分组成，首先根据故障现象判断显示板正常，采用数字万用表测试电源板+28V、+15V、+5V、+3.3V等电压输出，电压正常，最后通过更换数字处理板串板定位到数字处理板故障。对数字处理板进行原理分析后梳理组成和信号流向形成原理框图如图1所示。

图1 数字处理板原理框图

后舱照明控制盒的数字处理板主要实现对产品整体的控制，板件内双DSP处理器TMS320LF2407A通过串口芯片ADM101E后经插头与其他部件进行数据交换。两个DSP之间通过CAN外设芯片和数字IO相互通信，DSP通过SPI总线发送串码数据到数模转换芯片AD5390完成数字信号与模拟信号的转换，模拟信号经过放大器输出到插头或输出经16选1模拟开关DG406到DSP的ADC接口完成模数转换。

板件上电自检时，首先DSP处理器进行复位，而后DSP1通过数字IO发出控制信号1-IOPA5和IOPC1，两者经与非门输出低电平使能电平转换电路，而后DSP1与DA模块通过SPI总线完成数据交互，控制AD5390输出模拟电平，模拟电平通过16选1模拟开关DG406选通到DSP的ADCIN7通道进行模拟采样，根据采样数据与DSP本身发送的数据进行对比，判断电路自检是否正常。

3.2 故障排除过程

根据信号流向分析该故障可能存在多种原因。使用故障树分析法可以快速演绎故障发生的机理，自检故障树如图2所示^[2]。

图2 自检故障树

由图2可以明显看出在板件自检通路的任意一部分故障都会导致自检报故，再观察自检信号流程图可以发现，板件自检时信号走向较为明了，可以使用示波器或数字万用表逐步进行信号测试。

首先，使用示波器测试DSP的SPI总线数据是否输出异常，测试发现DSP1和DSP2均有正常SPI总线数据经驱动芯片送到DA转换芯片中。

其次，使用数字万用表测试测试DA芯片AD5390的12路模拟量输出是否与SPI总线数据相对应，经查询芯片datasheet后得知换算公式，将数据带入得出理论模拟量数据和实测数据相差较小，符合要求，公式如下。

然后测试模拟开关输出信号，由于12路模拟信号切换迅速，采用好坏板信号测试诊断法进行故障定位，测试发现好板的两个DSP控制的12路模拟量信号之间没有间隔，在下降的瞬间就上拉，而坏板却是延迟了大约10ms后再上拉。继续测试模拟开关控制信号SA0，好坏板对比发现，坏板控制信号也延迟了10ms。

此时基本定位故障模块，根据电路分析可知两个DSP工作切换由驱动电路使能信号决定，如图3所示。继续测试板件初上电1-IOPA5输出低电平，BIO/IOPC1输出高电平，经与非门后驱动电路片选信号G和/G电位相反，首先DSP1工作，然后BIO/IOPC1电位变为低电平，/G变为低电平，DSP2工作。该板件自检报故原因在于DSP1切换DSP2工作时延迟了10ms导致程序判断采样错误，报ERRC自检故障。最后测试门电路U8输入电平变换时输出延迟异常导致自检故障，更换与非门芯片U8后故障排除。

图3 驱动电路使能电路

4.结语

本文通过故障树和信号流图分析法对后舱照明控制盒自检故障进行故障分析，以控制和自检报故为顶事件，确定完整的边界条件，通过下行法进行分析得到底事件，结合系统原理和信号测试最终定位故障点。

目前来说航空产品部附件种类繁多，各种类型的产品故障现象不一而足，排除产品故障的方式方法也种类繁多。我们可以选择第一时间更换板件进而确定故障板，而后直接采用以换代修的方式，将可能存在故障的集成电路芯片或者分立器件一一进行焊接拆焊，进而定位到故障点，也可以选择对板件芯片逐一进行功能分析，形成板件原理信号图协助排故，最终利用测试仪器逐步测试电路信号排除故障。两种方式皆有优缺点所在，当事情紧急，产品排故时间紧迫时，也许采用拆焊器件方法排故更加迅速直接，但是缺点十分明显，一是知其然不知其所以然，下次遇到故障依旧一头雾水，二是存在损伤焊盘和器件的可能，造成二次故障。另一种排故方法优点是对产品原理分析透彻，根据故障现象，分析可能故障出现的原因，梳理出故障树和信号流程图，逐级测试电路，分析故障信号，最终判断故障。下次遇到同样的故障板时，根据故障现象实现快速定位故障点，减少拆焊工作量，降低对板件焊盘的损伤的效果。作为一名技术人员，首要就是对所负责的产品原理了解清楚，这需要我们平时工作和日常学习中仔细发现、学习和积累，最终形成高超的排故技能。

 参考文献

[1] 叶成世.某型后舱照明控制盒测试系统设计研究[J].中国设备工程，2021.07:239-240

[2] 刘夏芃. 基于故障树的飞机驾驶舱照明控制盒故障分析方法研究 [J].航空标准化与质量，2023.08:18-21