恒流调光器是机场助航灯光系统中的主要控制器件。该类装置除用于开启和关闭助航灯外，主要功能是保持灯路电流值恒定，并监测和诊断灯管的运行状态和故障情况。系统。作为电源，它与升压变压器、隔离变压器和助航灯一起组成机场助航照明系统，用于视觉引导飞机的进近。

因此，基于调光器的重要功能，一旦出现故障，将直接影响助航照明系统的正常工作。如果故障严重，照明系统甚至可能达不到行业最低运行标准，从而导致机场关闭。糟糕的政治和经济后果。因此，恒流调光器是否正常是保证航灯正常运行的关键，也是保障机场正常运行和飞行安全的重要环节。

本文以生产的HCR型晶闸管恒流调光器实际故障的诊断和排除为例，重点介绍了该类设备的故障机理和故障排除过程。

机场助航灯光调光系统的主要部件是恒流调光器、单相升压变压器、隔离变压器和灯具。

图0-1 导航照明系统示意图

恒流调光器是一个恒值自调节系统。它的主要作用是根据不同的天气条件控制照明电路的输出电流保持稳定。需要引导飞机。

1. 西安飞宝HCR型航标恒流调光器（以下简称HCR调光器）的组成及工作原理

1.1HCR调光器组成

该款调光器除了主电路和集成电源外，主要由三块电路板组成：

(1）主电路：断路器、快速熔断器、晶闸管模块、交流接触器、升压变压器。

（2）MCU控制电路板（主控板）：安装系统控制核心部件。

（3）绝缘检测板：将照明电路的绝缘电阻放大、隔离并传输到主控板。

(4）触发板：触发信号隔离与传输。

(5）：过滤和减少对外部干扰信号的干扰。

主电路是调光器的强电流部分，其他四部分由弱电流器件组成，起到检测和控制的作用。

图1-1a 主控板部分

图 1-1b 主控板以外的部件

图 1-1c 调光器后视图

1.2HCR调光器功能及基本原理

1.2.1 调光器各部分的功能

结合图1-1、图1-3，为了完成照明电路的电流控制，系统各部分的主要功能如下：

（1）调光器主电路主要完成晶闸管的相控调压，控制升压变压器的输出电流。

主电路包括反并联晶闸管、升压变压器和保护开关。其本质是由晶闸管组成的单相调压器，负载是升压变压器的初级线圈。主电路的稳压机制是在弱电流控制部分的作用下，以380V市电作为输入电源，结合电源电压的正负循环，双反并联晶闸管模块分别导通，晶闸管由升压变压器转换。将调整后的电压升压，以满足重载照明电路所需的电压。

(2）触发板：接收并处理主控板集成触发电路发出的触发信号，触发晶闸管模块。

（3）绝缘检测板：对照明电路电缆的绝缘电阻采样信号（H11、H12输入）进行放大，隔离后传输至主控板（JYCK、JY+、JY-输出） .

（4）主控板：微机控制系统基于C8051单片机，主要功能如下：

一种。接收并处理从电压传感器TV到主电路工作电源的检测信号U1（通常为线电压值，通过连接器TVG、TVVZ、TV+E输入到主控板），当电视机出现故障或主电路电源异常，微机控制系统立即报警，并控制接触器切断主电路。

湾。接收并处理同步变压器T2采集的与主电路电压同步的电压信号U2。U2反映电源电压的正弦波过零点的瞬间（通过H23、H24端子输入到主控板），主控板内置的过零检测装置发现主电路电压正负半周的过零点通过U2发出脉冲信号Ut，由微机控制系统根据系统预设的晶闸管触发时间和相位控制与犹他州的关系。触发电路通过XS7 CF输出端向触发板发送触发脉冲，经过处理后，

图 1-2 同步电路及波形

同步电路在半个周期内完成的移相控制必须有一个参考点。通常将过零点用作参考点。同步电路的作用是给出参考点（Ut），以便单片机进行移相控制。

C。可控硅触发脉冲形成。HCR调光器主控板中的触发脉冲电路采用全数字化设计。微机系统通过同步过零检测电路输出触发脉冲方波，经光电隔离后送至触发板。

d。将回路电流传感器TA采集的回路电流信号通过连接器TAVZ、TAG、TA+E输入到主控板中的电流调节电路，完成电流信号的缓冲和AC-DC转换，然后输入作为反馈信号给微机控制系统处理。微机系统将预设电流值与回路电流反馈信号进行比较，将回路电流调整在两个偏差的允许范围内，使电流稳定在预设值的允许偏差内。

当回路电流异常（如开路、电流变化过大）或电流传感器故障导致主控板检测到的反馈电流与预设值偏差过大时，会发出报警信号，必要时关闭主电路。

e. 分析判断键盘操作指令，完成相应操作。

F。检测并处理各种故障现象，并发出警报。

G。完成电压、电流、亮度等参数的显示。

（5）开关电源为整个系统提供DC 5V、12V的工作电源。

1.2.2 调光器工作

HCR型调光器属于晶闸管恒流调光器，整体可分为测量检测部分、控制部分和执行部分。

图1-3 HCR调光器电气原理图

检测部分包括升压变压器输出电路中的电流互感器TA、主电路中的电压传感器TV、同步变压器T2；控制部分如图标注（集成在主控箱内）；执行部分包括反并联可控硅模块VT（可视为调光系统的功率放大器）、交流接触器KM、中间继电器（图中未标注）升压变压器TM。

调光器的工作电路可分为以下几个主要电路：

（1）主电路：将输入电压转换为调光器所需的输出电压。

（2）同步电路：过零检测电路给出与主电路工作电压一致的基准电压作为移相基准。

（3）触发电路：放大、隔离、触发晶闸管开启相移脉冲。

（4）信号采样电路：完成电流或电压信号的高低压转换、高低压隔离和AC/DC转换，变成相当于稳压电的直流电压。

(5）恒​​流调节电路：完成给定电流与输出电流的比较，满足一定精度和速度的恒流调节。

图1-4 调光器基本电路组成

图1-5 调光系统原理框图

调光器的工作原理可以概括为恒流原理。升压变压器的二次侧电流由电流传感器采样作为反馈电流调光器，经过幅值和波形变换，经A/D转换后输入控制计算机。一个周期内具有一定相位关系的触发脉冲控制晶闸管的导通，通过控制回路电压来调节回路电流。

主控板上的触发电路对C8051单片机输出的移相脉冲进行放大隔离，经过触发板后输入晶闸管。微机控制系统根据反馈信号进行恒流控制，当状态异常时报警并采取保护措施。其中央控制单片机C8051是整个闭环自动控制系统的关键，主要执行控制主电路电流、电压、回路参数检测和故障处理等功能。

调光器的任何工作环节（图1-3、4、5）问题都会使控制电路无法及时获取信号或获取的电参数超过预设的正常值系统报警并采取措施关闭设备。

2. HCR调光器故障示例1

2.1 失败进程

2010年1月22日7时51分，塔台管制员通知开启“跑道边灯两次”的调光器。服务员按提示按下启动按钮，发现调光器显示面板显示升压变压器原边电压为0，调光器主电路未通电。该状态持续约1秒，调光器蜂鸣器报警，并显示“前级开路”（即主电路开路）。如果设备无法运行，请关闭调光器并将灯电路切换到备用设备。

2.2 故障分析与处理

飞行结束后立即开始故障排除。

2.2.1检查调光器主电路

根据图1-3可以看出，HCR调光器“前级”的元件为380V输入电源Lb、La、断路器QF、150A快速熔断器FU1、双向反并联晶闸管模块VT , AC 触点 变压器 KM，升压变压器的初级，以及连接各部分的导线。

首先，关闭断路器 QF，并检查整个设备的外观。没有烧焦、碳化的部分，眼睛和鼻子也没有烧焦的气味。用手轻轻摇动接线柱，发现主电路各部分的导线连接紧密。坚硬的。

测量电源端子XT1的Lb和La线电压为400V，合上断路器，测量插座A、B之间的电压，也为400V，说明调光器输入电源正常。

用万用表测量快速熔断器FU1和升压变压器初级A、X导通的状态。重新测量交流接触器线圈的电阻（额定电压220V）约为69Ω，关闭断路器，用螺丝刀人为闭合接触器，测量输入输出端子的导通性，说明交流接触器状况良好。

拆下晶闸管模块，将万用表置于R×1k档，分别测量A1和K1、A2和K2、A1和G1、A2和G2的正反方向分别的电阻都超出范围；当仪表置于开关档时，测得G1到K1、G2到K2的电阻小于40Ω，证明模块处于良好状态。

图 2-1 双向反并联晶闸管模块

位于交流接触器下方的MY2NJ（24VDC）中间继电器的常开触点（连接器H01、H10）与接触器线圈串联，其自身线圈电源从主控制板 H13、H14 的 24VDC 插座如图 2-2 所示。

图 2-2

正常情况下，调光器开启时，继电器线圈通过主控板接入24V直流电源，其常开触点K1-1闭合，交流接触器线圈接入220V交流电源使接触器吸合并导通。主电路。

本次调光器开启时，观察继电器线圈通电指示灯亮，说明继电器已通电，但接触器未吸合。继电器线圈通电后，其常开触点K1-1应闭合，接触器线圈得电。因为已经证明接触器没有问题，只能说明接触器线圈没有通电，也就是K1-1没有闭合。测量H01点供电侧相电压为0，说明H01线头供电无效。

经过这一步检查，故障原因已基本查明：调光器启动后，由于交流接触器KM的线圈未能正常通电，接触器无法正常吸合，接触器的状态无法拉入被阻塞。主控板中的单片机检测到KM吸合上电信号没有输入到单片机。经过一段预设时间后（实际开机到故障报警的时间约为1秒），微机控制系统发出闭锁信号，关断可控硅的触发脉冲，实现晶闸管的在线关断，同时时，发出“前级开路”报警。

图 2-3

所以故障出在调光器的控制电路上。经检查，接触器KM的H01端子引入的线圈电源来自调光器输入电源LA的XT1接线端子。

2.2.2检查调光接线端子XT1

LA输入电源已被证明是正常的。用手轻轻戳H01端子后，发现这里的螺丝很松。用万用表测量H01的上接头和下接头之间的电阻为无穷大调光器，证明电路是开路的。用螺丝刀重新拧紧接线端子螺丝，然后测试两端的状态为“on”。开启调光器，中间继电器线圈 图2-3 输入电源接线端子XT1 得电，接触器吸合，灯路运行正常，故障排除。

2.3 故障排除总结

故障反映以下两点：

（1）调光器的控制部分含有大量弱电装置，导线接点多，弱点多，值班人员需要加强设备的日常维护。

（2）以往使用的同型号HCR调光器的开路故障多表现为FU1（150A）快速熔断器熔断，导致主电路开路。虽然这个故障是由接线松动引起的，也证明该设备自2007年底开始运行以来，未出现任何部件质量问题。

3. HCR 调光器故障示例 2

3.1 失败进程

2009年9月6日7时10分，值班人员接到塔台管制员的通知，要求开启“21#坡灯”调光器。设备的开关一闭合，接触器就吸合。此时显示屏的电压电流值（升压变压器的输入电压和输出电流）出现波动。大约过了不到1秒，调光器突然蜂鸣报警，显示屏显示“过流”故障，接触器跳闸，电路无法正常打开。

关闭调光器，10秒后再次开启设备，此时设备上电直接报警，接触器不吸合，并显示“过流”，关闭设备，确认故障已经发生了。

为了不耽误开灯，照明电路迅速切换到备用机。备用机开机运行正常，证明原来的调光器有故障。

3.2 故障排除

根据设备手册，调光器故障显示“过流”是指升压变压器的输出回路电流超过额定电流的5%。从图1-3可以看出，调光器的输出回路电流由TA采集并输入到主控板，然后主控板发出触发脉冲，由触发板处理触发晶闸管打开。所以有以下几种可能：

(1）TA故障，传给主控板的电流测量值错误。(2）主控板故障，不能正常发送触发信号。(3）触发板故障，不能导通触发信号。(4）晶闸管模块故障，不能按正常导通角导通，导致升压变压器输入功率过大。更换TA和主控板转，开机测试故障依旧；更换触发板，开机测试正常，故障排除。

3.3 故障机制

触发板的作用是对主控板发出的晶闸管触发脉冲进行处理后，直接触发晶闸管模块接入主电路。是触发晶闸管导通的最后一个环节，也是最后一个执行环节。为了更好地了解这种故障的机理，有必要分析HCR调光器触发晶闸管导通的工作过程。

图 3-1a 主控板触发脉冲放大电路

图 3-1b 触发板

图 3-1c 触发板电路

图 3-1d /211 内部接线

如图3-1所示，C8051发出的触发脉冲经达林顿管隔离放大，再经三极管、电阻、电容组成的共集电极电路放大，通过XS7接口发送到触发板。送至触发板的脉冲信号经脉冲变压器隔离，再经D1、D2整流，经R1、R2限流，经电容滤波后形成最终的触发信号。

观察故障触发板后，发现板内阻容元件外观没有明显碳化痕迹，拆下元件后测量正常。将脉冲变压器焊好，用万用表测试1-6、2-3、4-5三对都连接好，可以推断故障点最有可能发生在整流二极管中。分别测量四个二极管的通断，发现D3的反向电阻为0，已经击穿。更换与D3同型号的二极管后，将板子重新接上调光器，试机运行正常。

分析电路后得出结论，D3管击穿导致触发脉冲通过D1管直接流回变压器，使SCR1晶闸管短路，无法获得触发信号。主控板检测到晶闸管模块无法触发后，会关闭并报警。

4.结束语

晶闸管恒流调光器是国内机场普及率较高的调光装置。具有强电、弱器的特点。虽然制造商不同，但设备的组成和工作原理是相似的。类型也类似。只有在全面准确掌握设备情况的基础上，理论联系实际，才能保证助航设备的正常运行。

（编自《电气技术》，作者胡一柱。）