王鵬 郝田義 尚浩 管強 許克勤/中國飛行試驗研究院

光電探測設備利用目標飛行中的蒙皮加熱以及尾噴口發(fā)熱等紅外輻射特性進行目標紅外輻射探測，確定目標的方位角和俯仰角信息，并在截獲跟蹤后發(fā)射激光脈沖命中目標，接收激光回波進行目標距離測算，從而完成目標的定位。

1 故障現象

某型飛機在進行機務準備檢查時，發(fā)現光電探測設備上電后頭罩偏轉至關閉限位后未回轉至正常關閉位置。打開光電探測設備蓋板進行檢查，發(fā)現溫補調焦功放板連接器WXP1 和對接連接器線纜WBP1 出現燒蝕現象，該連接器附近電路板發(fā)生了部分燒蝕。如圖1 所示。

2 組成及原理

光電探測設備內部溫補調焦功放板（以下簡稱功放板）根據控制板的控制信號驅動電機工作，實現頭罩機構的打開、關閉功能。功放板的電源輸入、頭罩功放輸出通過連接器WXP1 和WBP1與電源組件、頭罩電機電氣連接，如圖2 所示。

3 故障原因分析

將故障光電探測設備拆下進行檢查，溫補調焦控制板工作正常，橋接電纜正常，頭罩電機工作正常，而電源輸入連接器WXP1 及對接線纜WBP1 有過流現象，導線絕緣層脫落，金屬線絲外露，且在連接器附近電路板有燒蝕痕跡。經分析，故障發(fā)生的可能原因為功放板或連接器短路。

針對功放板燒蝕故障現象，對可能原因進行分析，形成故障樹，如圖3所示。

3.1 功放板故障

圖1 溫補調焦功放板連接器WXP1和對接連接器線纜WBP1燒蝕

對功放板檢查發(fā)現：電源（+5V、+15V、+24V 及+28V）短路、頭罩功放輸出短路。為了進一步確定短路點，逐步分解器件。

1）將頭罩功放芯片從印制板上拆下，測量頭罩功放芯片輸出，未發(fā)生短路，但輸出正-負管腳間電阻異常（約44kΩ，正常應為1.2MΩ 以上），功放芯片已經損壞。

2）拆下功放板連接器WXP1 測量，發(fā)現頭罩功放輸出PCB 線路不再短路，+5V 電源不再短路，其他三路電源（+24V、+28V、+15V）仍然短路。

3）將其他元器件從故障板上取下，焊在新印制板上通電進行檢查，檢查結果為接口電路和控制電路均工作正常。

4）對故障印制板進行檢查，三路電源（+24V、+28V、+15V）仍然短路。

通過檢查，可以確定電源輸入連接器WXP1 內頭罩功放輸出線短路，造成頭罩芯片輸出過載，芯片損壞，功放板其他電路工作正常，因此，排除功放板故障引起功放板燒蝕故障的可能。三路電源短路故障需要進一步進行分析。

圖2 功放板交聯(lián)框圖

3.2 連接器WXP1 及對接線纜WBP1 短路故障

功放板安裝于光機組件內，有蓋板進行遮蓋密封，故障發(fā)生位置位于功放板左側電源輸入連接器WXP1和WBP1處。

1）功放板連接器WXP1 燒蝕區(qū)域檢查

整個燒蝕區(qū)域以連接器為中心向四周擴散，連接器內芯熔毀，管腳焊錫熔化，連接器處印制板出現彎曲，針腳焊盤銅皮發(fā)生移位，其他位置焊盤正常，如圖4 所示。

2）電纜連接器WBP1 燒蝕檢查

電纜連接器WBP1 通過過渡電纜連接至電源組件和頭罩電機。檢查發(fā)現，電纜連接器WBP1 內芯絕緣層熔毀，金屬線芯裸露，燒蝕區(qū)域從連接器本體延伸至過渡導線焊點處。

通過上述檢查可以確定功放板連接器WXP1 和WBP1 處溫度最高，熱量最為集中，為短路中心點，連接器處先發(fā)生短路故障，其他電路區(qū)域的燒蝕也是由此處引起的。

通過對故障現象的分析可以得到以下可能：連接器WXP1 和WBP1 的某根或數根線發(fā)生故障后，產生的高溫致使連接器絕緣層熔毀，裸露的金屬線芯相互搭接，引起各電源發(fā)生連鎖短路現象，溫度持續(xù)升高致連接器附近印制板發(fā)生燒蝕現象。

引起連接器短路故障可能原因有兩種：導電多余物引發(fā)故障和導線部分線芯因擠壓彎折斷裂引發(fā)故障。

1）導電多余物引發(fā)故障

功放板在光機組件中是豎直安裝的，連接器WXP1 處于安裝位置的左上角，左側和上部光機殼體都是密封的，多余物不會落在連接器處，且連接器WXP1 屬于表貼器件，經過“三防”處理后連接器絕緣性能較好，不會發(fā)生連接器引腳短路故障，連接器的引線端經過灌膠密封，也不會發(fā)生短路故障。因此，可以排除導電多余物引發(fā)故障的可能。

2）導線部分線芯因擠壓彎折斷裂引發(fā)故障

功放板上部為密封蓋板，對接連接器出線端距上蓋板距離較近，出線端彎折角度較大。電源輸入連接器WXP1 單根導線線徑較細，連接器線束在反復拆裝以及蓋板擠壓過程中，可能出現部分線芯或線絲斷裂，導致連接器其他導線載流增加。當通過額定工作電流時，由于導線截面積變小、體電阻增大，易造成導線溫度的升高，進而使導線絕緣層損傷，發(fā)生連鎖短路現象，最終造成連接器附近印制板和對接連接器的線纜燒蝕。因此，導線部分線芯擠壓彎折斷裂是造成產品連接器短路故障的原因。

圖4 連接器燒蝕區(qū)域以及焊接面印制板彎曲

4 總結及建議

從連接器和信號線纜的燒蝕現象來看，故障原因是連接器和電纜的電氣特性發(fā)生改變（部分線芯損傷），電源輸入及對接連接器局部導線溫度升高，損壞絕緣層，致使其他線纜短路，引發(fā)連鎖反應，最終連接器附近印制板和對接連接器線纜出現燒蝕，導致光電探測設備上電后頭罩偏轉至關閉限位后無法回轉至正常關閉位置。

通過對故障現象的分析，對廠家提出如下建議：

1）優(yōu)化線束布局。為保證產品可靠性，對線束走線中因空間狹小彎折角度過大而引發(fā)的線芯斷裂問題，優(yōu)化功放板走線布局，減小連接器導線的彎折角度和對線束的擠壓強度，降低導線因彎折和擠壓發(fā)生斷裂的可能性。

2）更換連接器?，F有功放板和控制板采用的高密度連接器雖然滿足產品使用需求，但單根額定通過電流較小，通過大電流信號時需要多根并線焊接，工藝操作性差。為提高功放板和控制板連接器的可靠性，應對連接器進行更換。