摘 要：电子调节器为某型直升机的电子控制系统，主要由大规模MOS 电路、集成电路及贴装电子器件组成。而大量的统计表明，电子元器件在使用过程中常常会因外界因素的影响出现失效和故障现象，从而影响产品的正常工作。本文简要介绍了电子调节器的功能、组成及工作原理，并通过层层的原理分析对其出现的一个典型故障进行了详细的剖析，并陈述了最终的排故方法及排故总结和防护措施。关键词：电子调节器；故障；故障分析；排除方法

中图分类号：V233.7+9 文献标识码：A

引言

某型发动机附件电子调节器（下称电调）属俄罗斯生产的一代中／大规模集成电路电子产品，其中电调的大部分电路采用了工控一体化,在传统俄罗斯电子产品的基础上进行了大量的改进，主要以XX 系列单片机作为电调的核心器件。自我厂修理电调以来，电调故障件约占其修理数量的40%左右（不含插头损坏的电调）。其中，电调故障灯亮约占故障件总数的80%左右，潜在的软故障（即电调故障灯闪亮）约占故障件总数的 10%左右，性能超差故障约占故障件总数的10%左右。近两年来电调故障呈逐渐上升之势，但似乎与工作时间的长短没有相关性，有好几起电调故障是在产品仅使用几十小时甚至几小时和几年的情况下出现的。从排故的情况来看，引起电调故障的原因很多，但都是电子元器件失效所致，这些失效元器件的类别是离散的，不是集中在特定的某一项或几项元器件，它们有电阻、电容、电感、晶振、继电器、稳压管、集成电路等。

1 故障情况

2024 年9 月30 日，某直升机在试飞时右发电调故障灯亮，交换左右发动机配备的电调后，左发电调故障灯亮，故障转移。拆下右发电调进行地面检查，将其装于专用测试设备上进行通电测试，电调故障灯亮，电调工作不正常，故障现象与试飞时出现的故障吻合，故判定该台电调故障。

2 电子调节器的功能

电子调节器包括一台带有静态时程序的数字式电子计算机及将计算机与传感器和系统作动器连接在一起的设备。电子调节器同发动机的有关调节装置构成了该发动机燃油系统的电子调节系统。电子调节器完成以下对发动机的主要调节功能。

1、感受发动机转速 (n_TK) 、进气温度 (T₀) 和进气压力（P0），对燃油流量调节作动器进行调节。通过调节供油量而调节发动机（即燃气发生器）转速；

2、在需要的时候，产生使发动机进入应急功率状态的指令；

3、对自由涡轮进行防超转保护。当自由涡轮转速（nCT）等于或大于118±2％时，发出使发动机停车指令和自由涡轮超转信号。电子调节器从调节系统的电子部分的传感器获得电子信号，变换电子信号并使其标准化，再根据预选程序产生调节供油量和发动机关闭作动器信号。

3 电子调节器的组成及工作原理

（一）外形结构（二）组成器件

电子调节器由三个功能器件组成：电源；自由涡轮防超转保护装置；燃气发生器转速限制电路。

1、电源。电源为各部件的内部设备、温度（T0）和压力（P0）传感器及R1、R2 调节电阻提供电能；2、自由涡轮防超转保护装置。自由涡轮防超转保护装置做成一块自由涡轮防超转装置—脉冲信号发生器放大器板。在该板上装有自由涡轮防超转装置的数字部分和六个脉冲信号发生器放大器；

fCT1信号的自由涡轮1 脉冲信号发生器放大器；

fCT2信号的自由涡轮2 脉冲信号发生器放大器；

fTK信号的燃气发生器脉冲信号发生器放大器；

fTK偶信号的燃气发生器脉冲信号发生器放大器；

温度传感器信号的温度传感器脉冲信号发生器放大器；

应急功率信号的应急功率脉冲信号发生器放大器。3、燃气发生器电路。燃气发生器电路在结构上被制成像一块集成电路电子计算机板，它包括下列六个部件；

一个输入装置；

一台处理器；

一个永久性存储器；

一个机内存储器；

一个输出装置；

一套自检测系统硬件控制部分。

（三）燃气发生器电路的工作

燃气发生器电路周期性的工作，计算周期持续 40.96 毫秒。输入装置在每一个周期能变换由 nTK 及 T₀ 、P0传感器和R1、R2 调节电阻提供的新信息，并将变换后的信息输入计算机。经过处理机的分析、计算和处理就获得了控制动作编码并将此编码作为一种脉冲控制信号提供给燃油流量调节器的作动器，通过调节供油量，来调节发动机转速（nTK）。同时还产生一个进入加速调节器复位作动器和应急功率开关的指令。

电子调节器和温度调节器控制同一个燃油流量调节器作动器，它们的脉冲信号通过“或”电路进入燃油流量调节器作动器。

（四）自由涡轮防超转保护装置的工作自由涡轮防超转保护装置由两条完全相同的通道和一个测试电路组

防超转保护装置的每一条通道当fCT1 和fCT2 频率超过fCT 极限的允许值时，起到产生控制逻辑信号 CT1（自由涡轮1）超转和CT2（自由涡轮2）超转的作用。两条通道工作相同，下面以一条通道说明其工作。

自由涡轮防超转保护装置通道周期性的工作。周期长短与nCT 成正比，它等于来自自由涡轮转速传感器和 fCT频率信号的两个周期。防超转保护装置将从有关传 息经过分析、计算机处理，从而被转换成自由涡轮转速编码。防超转保护装置的 编 涡轮最大极限转速进行比较。当nCT≥118±2％时，自由涡轮防超转保护装置的两条 指令通过功率放大器作用到nCT 超转作动器上使左（右）发动机停车，同时向左（右）发动机自由 转指示器发出指令。只有一条通道工作时，不产生进入nCT超转作动器信号，只向自由涡轮防超转指示器发出信号。

4 故障分析

导致电调故障灯亮的故障原因有很多，总体上可以分为外部原因故障和电调故障两大类。

（一）外部原因故障

电调能够感受安装于发动机上的压力、温度、转速等传感器信号，当传感器信号超范围、传感器短路或断路时，电调故障灯亮。

（二）电调故障

电调主要由硬件和软件两大部分组成。

硬件部分包括电源电路（板3）、信号形成放大电路（板6）、控制电路（盒5）、计算机电路（板7）等。其核心为计算机电路，主要由 XX 微处理器、XX 输入输出（I/O）口、XX 只读存储器（ROM）、XX 随机存储器（RAM）及各种逻辑电路等组成。

软件分为主程序和中断服务程序两大部分，主程序包括电源检测、数值处理、异常处理三个部分；中断服务程序主要负责接收传感器信息并将其写入内存中，以便主程序对这些数据进行处理。

电调在工作时，读取ROM 中的程序，并及时获取RAM 中的数据，再进行运算处理，最后根据运算处理的结果输出相应的控制信号。

当电调内部计算机板电路故障或电源板电路故障时可能导致电调故障灯亮。

1、计算机板故障

当故障发生在电调的计算机板上时，由电调内部处理器发现故障并主动点亮故障灯。

2、电源板故障

当故障发生在电调的电源板上时，经过电源板转换得到的电压无法达到电调工作的标准电压范围，这时计算机板会收到一个电源板工作不正常的信号（НП1-В），且电调故障灯亮。统计以往的电调修理情况，出现故障灯亮的电调，其故障点在计算机板上的概率远高于在电源板上。

5 故障排除方法

针对此次电调故障灯亮这一现象，依据经验初步怀疑为计算机板故障，更换无故障的计算机板，电调故障灯灭，电调能正常工作，故判定为计算机板故障。

从故障逻辑电路进行分析，对计算机板上的“与门”D14、D5 进行检测。“与门”D5 有两个输入端，一个输出端，输出端是逻辑故障灯，一个输入端接逻辑故障电路，另一个输入端接 XX 输入输出（I/O）口，根据检测情况排除逻辑电路故障，那么继续对XX 输入输出（I/O）口各个输出引脚精确检测，发现其时序有异常。所以依次检测其各个输入输出信号，发现所有输入均不正常，再检测与其输入相关的580ВМ80 微处理器（CPU）时，发现XX 微处理器（CPU）的输出异常，其中CPU 的输出 19 脚同步到时钟电路的输入，该两引脚波形同时不正常，断开CPU 的输出19 脚，测得两处的波形仍然不正常，于是判断XX 微处理器（CPU）故障，更换后，CPU的输出 19 脚同步到时钟电路的输入波形正常，时钟电路的输出仍不正常，断开其输出到CPU 的引

脚，波形仍不正常，于是判断时钟电路同样故障，更换后，电调正常工作，故障排除。

XX 微处理器（CPU）的主要作用是负责控制、指挥和调度整个单元系统协调工作，完成运算和控制输入或输出功能等操作。时钟电路用于产生整个单片机运行的脉冲时序。如果当电源板外接电源出现浪涌电压时，可能导致大电压叠加到计算机板，从而使元器件因为过流而损坏。对于该类故障，在以后的工作中应注意，不要带电插拔插头；注意接通和断开电源开关时，间隔时间不应太短。

6 故障灯亮排故总结（1）故障分析

1）计算机板故障

当故障发生在电调的计算机板上时，由电调内部处理器发现故障并主动点亮故障灯，从排故的情况来看，引起该故障的原因多是元器件失效或电流、电压过大所致，其中由电路板7 上的XX 微处理器（CPU）导致的故障约占该故障的 25.7% ，逻辑电路DA7 导致的故障约占该故障的 11% ，集成块 XX 输入输出（I/O）口及逻辑电路DA1、DA2、DA6 各约占该故障的 8.6% ，其他元器件的故障率是离散的，它们有电阻、电容、电感、集成电路等。

总结故障率较高的 XX 微处理器（CPU）的故障情况，它的故障率通常出现在使用前期和后期，如果 X 轴是时间，Y 轴是失效率，那么这个曲线的形状像一个浴盆，两头高，中间低，第一个阶段比较高的失效率为早期失效期，第二阶段比较低的失效率为偶然失效期，最后的越来越高的失效率为耗损失效期。常见的故障有接触不良、温度过高、断裂、烧毁。

2）电源板故障

当故障发生在电调的电源板上时，经过电源板转换得到的电压无法达到电调工作的标准电压范围，这时计算机板会收到一个电源板工作不正常的信号（НП1-В），且电调故障灯亮。

（2）故障排除方法

根据故障现象，首先判断是故障是由计算机板还是电源板引起（统计以往的电调修理情况，出现故障灯亮的电调，其故障点在计算机板上的概率 板上）。找到故障板后，先目视检查各个电子元器件、连接线有没有烧焦痕迹、断裂或发烫现象，然后根据故障逻辑电路对故障进行检测、分析、确定故障点，将故障排除。

7 总结

电子调节器主要由大规模MOS 电路、集成电路及贴装电子器件组成。电子元器件在使用过程中常常会受外界因素的影响出现失效和故障现象，从而影响正常的工作。为了降低故障率，在日常使用及修理过程中要建立完善的防护体系。例如，进行人体防静电控制，设备防静电控制，环境防静电控制，包装及周转材料防静电控制，设置好合理的静电泄入通道，防静电标识等。将外界因素对电子调节器的危害降到最低限度。

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作者简介：

刘兵(1985—)，女，学士学位，工程师，研究方向：机上电子调节器故障灯亮的分析与排除。