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

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