Khối nguồn 27V công suất lớn MAA300-1C27CYH trong khối xử lý trung tâm của đài dẫn bay gần 4N

Công nghệ thông tin<br /> <br /> KHỐI NGUỒN 27V CÔNG SUẤT LỚN MAA300-1C27CYH TRONG<br /> KHỐI XỬ LÝ TRUNG TÂM CỦA ĐÀI DẪN BAY GẦN 4N<br /> Vũ Sơn Hà*, NguyễnVăn Thanh, PhạmVăn Hậu<br /> Tóm tắt: Khối nguồn qua tủ điều khiển phân phối và cung cấp nguồn 27V DC<br /> cho các khối thiết bị của đài, đảm bảo cho toàn bộ đài hoạt động, do đó, khối nguồn<br /> 27V do nhóm nghiên cứu của Viện CNTT thiết kế chế tạo là một thành phần vô cùng<br /> quan trọng trong hệ thống cung cấp nguồn của đài RSBN-4N.<br /> Từ khóa: Đài RSBN.<br /> <br /> 1. ĐẶT VẤN ĐỀ<br /> Hệ thống đài rađa RSBN-4N (Radio Navigaton Ground Beacon System) là đài<br /> rađa dẫn đường, hoạt động ở chế độ tích cực (kết hợp với thiết bị trên máy bay), sử<br /> dụng giải tần 873-1001 MHz để xác định phương vị và cự li của máy bay cho cả<br /> trên máy bay và dưới mặt đất. Các hệ thống RSBN-4N được sử dụng phổ biến ở<br /> Nga, các nước Đông Âu (thuộc khối Xã hội chủ nghĩa trước đây) và một số nước<br /> khác. Đài rađa dẫn bay gần RSBN-4N được sử dụng cho không quân ta từ những<br /> năm 80 của thế kỷ trước, ban đầu phục vụ cho hoạt động bay của MIG-21 và SU-<br /> 22. Đài có vai trò rất quan trọng trong việc dẫn đường và theo dõi hoạt động của<br /> các máy bay chiến đấu của ta, đặc biệt là các thế hệ máy bay SU (22, 27 và 30)<br /> thực hiện các nhiệm vụ bay tầm xa trên biển. Hiện nay, Quân chủng PK-KQ đang<br /> khai thác 10 đài RSBN-4N (gồm 8 đài cũ và 2 đài mới trang bị) tại các sân bay<br /> quân sự trên phạm vi toàn quốc. Các đài này nằm trong hệ thống đảm bảo bay của<br /> các trung đoàn bay thuộc ba sư đoàn không quân (370, 371 và 372).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Hệ thống nguồn (MAA300-1C27CYH) 27V DC của đài.<br /> Thực trạng các đài 4N hiện đang sử dụng tại đơn vị đang bị xuống cấp về mặt<br /> chất lượng kỹ thuật một cách nghiêm trọng. Một số khối chức năng sau nhiều năm<br /> khai thác đã xuất hiện hỏng hóc không còn khả năng đảm bảo như Card sửa xung,<br /> khối nguồn 27V DC... Các khối chức năng này đơn vị cũng đã nhiều lần tiến hành<br /> khắc phục hỏng hóc, sửa chữa và thay thế bằng các Zip dự phòng. Tuy nhiên, qua<br /> thời gian dài sử dụng các hỏng hóc này càng nghiêm trọng và các Zip thay thế số<br /> <br /> <br /> 236 V. S. Hà, N. V. Thanh, P. V. Hậu, “Khối nguồn 27V công suất lớn … đài dẫn bay gần 4N.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> lượng hạn chế cũng đã sử dụng hết. Hiện nay tình trạng kỹ thuật xuống cấp và các<br /> Zip dự phòng đã sử dụng hết nên đơn vị đã phải dồn dịch các khối chức năng còn<br /> hoạt động tốt về đài RSBN-4N đặt tại trung đoàn 927 (Kép) để đài này đảm bảo<br /> các chỉ tiêu kỹ thuật duy trì hoạt động của đài. Sau khi dồn dịch thì đài RSBN-4N<br /> tại trung đoàn 923 (Thọ Xuân) không còn đảm bảo về mặt kỹ thuật cho đài hoạt<br /> động vì thiếu bộ nguồn 27V DC, card ổn định xung của khối ổn định và điều khiển<br /> tốc độ quay anten hỏng hóc.<br /> Trước thực trạng kỹ thuật nêu trên, để đảm bảo điều kiện hoạt động cho các<br /> trang thiết bị, khí tài cho công tác đảm bảo bay của các sân bay. Đoàn công tác<br /> mạnh dạn đặt vấn đề nghiên cứu về các nội dung: “Nghiên cứu khảo sát khối ổn<br /> định xung 468353-004 và khối nguồn MAA300-1C27CYH của đài dẫn bay gần<br /> 4N tại Trung đoàn 923 QC PK-KQ phục vụ sửa chữa, thiết kế chế tạo”. Làm tốt<br /> nội dung nghiên cứu này sẽ có ý nghĩa to lớn trong việc bảo đảm kỹ thuật cho đài<br /> dẫn bay gần 4N, làm chủ công nghệ chế tạo thiết bị, linh kiện hiện đại, tăng khả<br /> năng sẵn sàng chiến đấu của đơn vị. Do đó, việc nghiên cứu, thiết kế, chế tạo làm<br /> chủ khối nguồn MAA300-1C27CYH của đài dẫn bay gần 4N nhằm khai thác và<br /> làm chủ công nghệ phục vụ công tác đảm bảo kỹ thuật.<br /> 2. NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA ĐÀI RSBN-4N<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Sơ đồ nguyên lý khối của đài RSBN-4N.<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2017 237<br />  Công nghệ thông tin<br /> <br /> Việc đo cự ly trên máy bay được thực hiện nhờ thiết bị đo cự ly vô tuyến - xung,<br /> làm việc theo nguyên tắc hỏi-trả lời. Cự ly được xác định bằng cách đo khoảng<br /> thời gian truyền của tín hiệu hỏi từ máy bay tới đài và ngược lại. Khoảng thời gian<br /> này được biến đổi thành khoảng cách từ máy bay tới đài với độ chính xác đảm bảo.<br /> Trên máy bay, phương vị được xác định bằng cách đo khoảng thời gian giữa<br /> điểm “ban đầu”, được xác định bởi tín hiệu “Trùng hướng Bắc” như nhau đối với<br /> tất cả máy bay nằm trong vùng hoạt động của đài và thời điểm thu được tín hiệu<br /> phương vị của từng máy bay. Trên mặt đất, tín hiệu trả lời “180” (Tín hiệu điểm<br /> dấu của máy bay) được máy thu (19) thu nhận, được giải mã rồi mã hóa thiết bị<br /> dẫn đường xung kênh cự ly (20), sau đó được phát xạ bằng máy phát cự ly (21)<br /> qua anten (13). Tín hiệu điểm dấu máy bay do đài chuyển tiếp được máy thu<br /> BИКО (15) thu nhận và tạo ra điểm dấu sáng của máy bay trên BИКО.<br /> 3. NGUỒN CUNG CẤP CHO ĐÀI<br /> Các thiết bị chính của đài làm việc từ nguồn cấp 3 pha 220V 400Hz. Hệ thống<br /> sưởi, thiết bị nạp acquy và chiếu sáng có thể làm việc từ nguồn 3 pha 220/380V và<br /> tần số 50/400Hz. Trong thành phần đồng bộ của đài có tăng tần dùng để biến đổi<br /> điện lưới 3 pha 220v hay 380V 50Hz thành nguồn 3 pha 220V 400Hz và máy phát<br /> điện diezel dùng để cấp nguồn 220v 400Hz cho Đài khi không có điện lưới. Ngoài<br /> ra, đài còn sử dụng các bộ biến áp biến đổi dòng xoay chiều thành các thành phần<br /> một chiều 27V, 55V cung cấp cho các khối thiết bị của đài. Đài sử dụng các bộ<br /> biến áp biến đổi dòng xoay chiều thành các thành phần một chiều 27V, 55V cung<br /> cấp cho các khối thiết bị của đài.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3. Sơ đồ biến đổi nguồn 1 chiều 27V cung cấp cho đài.<br /> Như ta thấy, trên đài RSBN-4N sử dụng 3 bộ biến đổi nguồn 1 chiều 27V đấu<br /> nối với cơ cấu ghép nối trước khi cấp vào bộ điều khiển phân phối nguồn 27V DC<br /> cho các khối thiết bị của đài. Ba bộ nguồn 27V DC này hoạt động độc lập đảm bảo<br /> độ tin cậy và dự phòng cao. Chỉ cần còn 1 trong 3 bộ nguồn 27V DC này còn hoạt<br /> động thì vẫn đảm bảo duy trì nguồn 27V DC cho toàn bộ đài hoạt động. Bộ nguồn<br /> 27V DC qua tủ điều khiển cung cấp nguồn tới các khối chức năng như: Thiết bị<br /> dẫn đường – xung; Thiết bị thu; Thiết bị đo kiểm tra cự ly và phương vị; Đo công<br /> suất... Chính vì vậy mà bộ biến đổi nguồn 27V DC là một thành phần vô cùng<br /> quan trọng trong hệ thống cấp nguồn của đài RSBN-4N. Không phải ngẫu nhiên<br /> <br /> <br /> 238 V. S. Hà, N. V. Thanh, P. V. Hậu, “Khối nguồn 27V công suất lớn … đài dẫn bay gần 4N.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> mà bộ biến đổi nguồn này lại được thiết lập cơ chế hoạt động với độ dự phòng<br /> 300% như đã nêu ở trên.<br /> Trên cơ sở đó, nhóm nghiên cứu đã phân tích thiết kế và chế tạo khối nguồn<br /> 27V công suất lớn MAA300-1C27CYH trong khối xử lý trung tâm của đài dẫn<br /> bay gần 4N.<br /> Sơ đồ khối khối nguồn 27V:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4. Sơ đồ khối khối nguồn 27V.<br /> Phân tích hoạt động:<br /> + Mạch lọc nhiễu: có tác dụng lọc bỏ nhiễu trước khi vào mạch chỉnh lưu.<br /> + Mạch chỉnh xung: có chức năng biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp một<br /> chiều. Điện áp thu được ở sau bộ lọc nhiễu vào khoảng 300V. Điện áp một chiều<br /> này cấp thẳng vào đầu vào của biến áp xung và cấp cho mạch chỉnh xung.<br /> + IC tạo dao động có nhiệm vụ:<br /> - Tạo xung và điều khiển độ rộng xung (cơ chế Pulse Wide Modulation) dùng<br /> để điều khiển khối công suất đầu vào.<br /> - Nhận điện áp hồi tiếp từ mạch so quang, tính toán và điều chỉnh độ rộng xung<br /> để ổn định điện áp đầu ra.<br /> - Thực hiện chức năng bảo vệ nguồn khi bị sụt áp hoặc quá áp.<br /> + Khối công suất: Sử dụng 2 mosfet IRFP460 (Q1,Q6), đóng mở theo sự điều<br /> khiển của IC tạo dao động xung. Khi mosfet đóng mở tạo ra dòng điện biến thiên<br /> qua cuộn sơ cấp của biến áp xung và cảm ứng sang cuộn thứ cấp tạo điện áp biến<br /> thiên đầu ra. Tại đây, điện áp đầu ra được chỉnh lưu và cấp ra tải.<br /> + Mạch hồi tiếp so quang: gồm các thành phần:<br /> - Mạch lấy mẫu: Là mạch phân áp bằng điện trở, trích một phần điện áp đầu ra<br /> gọi là điện áp lấy mẫu. Trong sơ đồ nguyên lý là tổ hợp R15, R16 và biến trở<br /> ADJ. Điệp áp mẫu có thể điều chỉnh thông qua biến trở ADJ để điều chỉnh<br /> đầu ra theo mong muốn.<br /> - Mạch khuyết đại ( OP Amply): Là mạch khuyết đại sự biến thiến của điện áp<br /> mẫu. Do điện áp mẫu biến thiên nhỏ khi có sự thay đổi của điện áp đầu ra, do<br /> đó cần đưa qua bộ khuyếch đại để tăng độ nhạy của mạch hồi tiếp.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2017 239<br />  Công nghệ thông tin<br /> <br /> - Mạch so quang: Có nhiệm vụ truyền sự biến đổi điện áp mẫu về chân hồi tiếp<br /> F/B của mạch tạo dao động, đồng thời cách ly giữa đầu vào và đầu ra theo cơ<br /> chế cách ly quang.<br /> + Mạch bảo vệ: Thực hiện ngắt nguồn dao động khi điện áp bị chập.<br /> + Mạch điều khiển tắt mở: Là mạch điều khiển tắt mở giữa hai chế độ ON và<br /> Standby. Tín hiệu điều hiển do vi xử lý bên ngoài tạo ra đi qua mạch so quang vào<br /> chân Z/C của IC tạo dao động. Trường hợp nguồn hoạt động độc lập thì mặc định<br /> của mạch là luôn ở chế độ ON khi cấp nguồn AC ở đầu vào.<br /> Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 27V:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5. Sơ đồ nguyên lý khối nguồn 27V.<br /> Trên cơ sở nghiên cứu, thiết kế, làm chủ khối nguồn MAA300-1C27CYH của<br /> đài dẫn bay gần4N, nhóm nghiên cứu đã chế tạo ra khối nguồn 27V DC mới đáp<br /> ứng các yêu cầu kỹ thuật của đài 4N như ảnh sau:<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 240 V. S. Hà, N. V. Thanh, P. V. Hậu, “Khối nguồn 27V công suất lớn … đài dẫn bay gần 4N.”<br /> Thông tin khoa học công nghệ<br /> <br /> 4. KẾT LUẬN<br /> Bài báo nghiên cứu và mô tả chi tiết khối nguồn MAA300-1C27CYH của đài<br /> dẫn bay gần 4N tại Trung đoàn 923 QC PK-KQ, qua đó, làm chủ về mặt kỹ thuật<br /> và đã thiết kế chế tạo ra khối nguồn 27V DC mới phục vụ cho công tác bảo đảm kỹ<br /> thuật tại đơn vị. Nội dung nghiên cứu này sẽ có ý nghĩa to lớn trong việc bảo đảm<br /> kỹ thuật cho đài dẫn bay gần 4N, làm chủ công nghệ chế tạo thiết bị, linh kiện hiện<br /> đại, tăng khả năng sẵn sàng chiến đấu của đơn vị.<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Thuyết minh kỹ thật đài dẫn bay gần RSBN-4N.<br /> [2]. Báo cáo tổng kết đề tài: “Hoàn thiện giải pháp số hóa tín hiệu thị tần đài rađa<br /> dẫn bay gần RSBN-4N, tích hợp thông tin trên mạng phục vụ cho chỉ huy, quản<br /> lý máy bay SU”.<br /> [3]. Báo cáo khảo sát đài dẫn bay gần 4N tại trung đoàn 923 và 927.<br /> ABSTRACT<br /> THE 27V HIGH CAPACITY POWER SUPPLY BLOCK(MAA300-1C27CYH)<br /> IN THE CENTRAL PROCESSING UNIT OF THE SHORT-RANGE RADIO<br /> NAVIGATION SYSTEM<br /> The power supply unit distributes and supplies 27V DC power to the<br /> equipment blocks of the station through the control panel, ensuring operation<br /> of the entire station, therefore, the 27V DC converter is an extremely<br /> important component in the power supply system of the RSBN-4N station.<br /> Keywords: RBSN-4N.<br /> <br /> Nhận bài ngày 16 tháng 8 năm 2017<br /> Hoàn thiện ngày 26 tháng 11 năm 2017<br /> Chấp nhận đăng ngày 28 tháng 11 năm 2017<br /> <br /> Địa chỉ: Viện Công nghệ thông tin – Viện KH-CN quân sự.<br /> *<br /> Email: vusonha76@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số Đặc san CNTT, 12 - 2017 241<br />