Một thiết bị điện tử muốn được lắp lên tàu bay phải chứng minh nó chịu được nguồn điện trên tàu bay, vốn không “sạch” như lưới điện trong nhà xưởng. Tần số có thể là 400 Hz cố định hoặc trôi trong cả dải rộng, điện áp có lúc sụt, có lúc mất trong chốc lát. Tiêu chuẩn mô tả các điều kiện này là RTCA DO-160, và phần dành riêng cho nguồn cấp là DO-160 Section 16 (Power Input).
Bài này giải thích Section 16 đòi hỏi gì, cách xác định thiết bị của bạn thuộc nhóm nào, và vì sao tần số tối đa của nguồn AC là thông số quyết định bạn có tự sàng lọc được hay không. Phần cứng được dùng làm ví dụ là dòng nguồn AC 3 pha Keysight AC6900, dòng mà data sheet của Keysight nêu rõ là phù hợp cho thử nghiệm theo DO-160 và MIL-STD-704.
DO-160 Section 16 là gì?
RTCA DO-160 là bộ điều kiện môi trường và quy trình thử cho thiết bị lắp trên tàu bay. Section 16 là phần về nguồn cấp. Theo hướng dẫn tiền tuân thủ DO-160 của Keysight, Section 16 áp lên thiết bị các điều kiện điện áp bình thường và bất thường, quá áp và thấp áp, mất nguồn chớp nhoáng (gián đoạn nguồn tức thời), quá độ điện áp và gợn sóng trên các bus nguồn tiêu chuẩn.
Các bus tiêu chuẩn gồm 14 Vdc, 28 Vdc, 270 Vdc và 115 Vrms hoặc 230 Vrms xoay chiều, ở 400 Hz danh định hoặc trên một dải tần biến thiên. Đây là điểm khác cơ bản so với thử nghiệm thiết bị dân dụng: một nguồn AC 400 Hz là yêu cầu tối thiểu, và với thiết bị dùng hệ tần số biến thiên, nguồn còn phải phát được tới 650 Hz hoặc 800 Hz.
Ở Việt Nam, chuỗi cung ứng hàng không đang hình thành. Nhà máy Hanwha Aero Engines tại Khu Công nghệ cao Hòa Lạc, khánh thành ngày 6/12/2018 với tổng vốn đầu tư 200 triệu USD, là một ví dụ (Báo Chính phủ). Với các doanh nghiệp điện tử muốn tham gia chuỗi này, hiểu DO-160 từ giai đoạn thiết kế giúp tránh phải làm lại bo mạch sau khi trượt thử nghiệm chính thức.
Thiết bị của bạn thuộc nhóm nào trong Section 16?
Section 16 không áp một bộ thông số chung cho mọi thiết bị. Nó chia thiết bị theo loại bus nguồn mà thiết bị sẽ được cấp. Theo tóm tắt của Applus+ Keystone Compliance, với thiết bị AC có ba nhóm theo tần số:
- A(CF): hệ AC tần số cố định 400 Hz.
- A(NF): hệ AC tần số biến thiên hẹp, 360 tới 650 Hz.
- A(WF): hệ AC tần số biến thiên rộng, 360 tới 800 Hz.
Với thiết bị DC, nhóm A, B và Z dùng bus 28 V (nhóm B gồm cả 14 V), còn nhóm D dùng bus 270 V DC. Nhóm quyết định dải thông số bạn phải thử, nên đây là việc cần chốt với khách hàng hoặc nhà tích hợp ngay khi nhận yêu cầu kỹ thuật.
Vì sao tần số tối đa của nguồn AC quyết định bạn thử được nhóm nào?
Để thử một thiết bị nhóm A(WF), nguồn phải phát được tới 800 Hz, tức tần số cao nhất của bus. Nếu nguồn chỉ lên tới 500 Hz, bạn chỉ thử được một phần dải hoạt động. Phần dải tần còn lại sẽ không được kiểm tra.
So sánh các nguồn AC Keysight mà Techmaster phân phối:
- Dòng AC6800B một pha (AC6801B, AC6803B, AC6804B): tần số tối đa 500 Hz theo thông số trên keysight.com.
- AC6900 bản L (ví dụ AC6903L): data sheet ghi tần số từ 1 Hz tới 550 Hz cho ngõ ra ba pha.
- AC6900 bản H (ví dụ AC6903H): tần số tới 5 kHz, trong đó 5 kHz là điểm −3 dB.
Đặt các con số này cạnh dải tần của từng nhóm, Techmaster rút ra quy tắc chọn sau: cả ba loại đều bao được 400 Hz của nhóm A(CF), nhưng chỉ AC6900 bản H phát tới 650 Hz và 800 Hz của nhóm A(NF) và A(WF). Đây là cách đọc của chúng tôi từ thông số đã công bố, không phải một tuyên bố của Keysight, và nên được kiểm lại theo đúng bản tiêu chuẩn mà hợp đồng của bạn tham chiếu.
Còn một chi tiết nữa khi thử ở tần số cao. Data sheet AC6900 cho sai số điện áp AC là ±(0,15% + 0,3 V) trong dải 45 tới 500 Hz, nhưng nới ra ±(1% + 0,3 V) ở dải thấp và ±(1% + 0,6 V) ở dải cao khi vượt 500 Hz. Khi thử ở 650 hoặc 800 Hz, hãy đưa con số này vào ngân sách sai số và đo lại điện áp tại đầu vào thiết bị.
Keysight AC6900 làm được gì cho thử nghiệm nguồn cấp thiết bị hàng không?
Data sheet Keysight mô tả dòng AC6900 phù hợp để thử thiết bị ngành hàng không hoạt động ở danh định 400 Hz, 800 Hz hoặc tới 5.000 Hz, nhằm đáp ứng RTCA DO-160 và MIL-STD-704. Với thử nghiệm nguồn cấp thiết bị hàng không, các khả năng đáng chú ý là:
- Mô phỏng nhiễu loạn nguồn dựng sẵn: mất nguồn, quá áp và sụt áp, dùng cho các bài mất nguồn chớp nhoáng. Data sheet nêu trực tiếp ứng dụng “mô phỏng mất nguồn trên thiết bị điện tử buồng lái”.
- Bộ tạo chuỗi (sequencer): tạo quá độ điện áp và tần số theo thời gian, dùng cho các chuỗi bước bất thường.
- Đo và phân tích hài: biên độ và pha tới bậc 50, THD, hệ số công suất và công suất thực, biểu kiến, phản kháng. Đây là chức năng đo, giúp bớt một máy phân tích công suất trên bàn thử.
- Ngõ ra DC ±226 V / ±452 V: dải cao được bảo đảm từ 2,8 V tới 452 V DC, bao được bus 270 Vdc của nhóm D.
- Linh hoạt pha và công suất: chuyển được giữa một pha, một pha ba dây và ba pha bốn dây; bốn mức 3, 6, 12 và 18 kVA; ghép song song tối đa bốn máy (trừ AC6903L/H).
- Phần mềm: PathWave BenchVue BV0028B là gói thử theo tiêu chuẩn hàng không cho nguồn AC, bên cạnh BV0026B để điều khiển và BV0030B để thử tiền tuân thủ.
Chọn AC6900 bản L hay bản H, và khi nào AC6800B là đủ?
Nếu thiết bị chỉ thuộc nhóm A(CF) 400 Hz và là tải một pha công suất nhỏ, dòng AC6800B có thể đủ cho sàng lọc ban đầu. Bài so sánh hai dải làm việc của AC6803B giải thích cách chọn dải điện áp và dòng.
Nếu thiết bị dùng bus ba pha, cần công suất vài kVA, hoặc cần thêm ngõ ra DC cao áp, chuyển sang AC6900. Trong dòng này, hãy chọn theo nhóm thiết bị:
- Chỉ có nhóm A(CF): bản L như AC6903L đã phát tới 400 Hz.
- Có nhóm A(NF) hoặc A(WF), hoặc chưa chắc tàu bay đích dùng hệ nào: chọn bản H như AC6903H, AC6912H hoặc AC6918H tùy công suất.
Một ràng buộc dễ bị bỏ qua: theo danh mục phụ kiện trong data sheet, cáp song song AC69PAR1 và cáp đồng bộ AC69SYN1 không áp dụng cho AC6903L/H. Nếu dự kiến ghép máy để tăng công suất sau này, hãy bắt đầu từ AC6906 trở lên.
Section 17 và phép đo đi kèm cần những gì?
Section 17 (Voltage Spike) là bài thử xung điện áp nhanh, khoảng 10 µs qua trở kháng nguồn 50 Ω; nhóm A dùng xung 600 V. Đây là bài của bộ phát xung chuyên dụng, không phải việc của nguồn AC. Với cả Section 16 và 17, hướng dẫn của Keysight khuyên dùng máy hiện sóng để quan sát đáp ứng của thiết bị trong khi thử. Xem thêm bài đo điện áp cao bằng đầu dò vi sai Keysight N2790A.
Nếu cần nền tảng về nguồn AC lập trình nói chung, hai bài chọn nguồn xoay chiều cho thử nghiệm điện tử và mô phỏng lưới điện và thử nghiệm sụt áp đi vào chi tiết. Nhiễu dẫn và nhiễu bức xạ là một nhóm bài khác; tham khảo đo EMI EMC theo CISPR để làm quen phương pháp đo.
Doanh nghiệp cần chuẩn bị gì trước khi gửi phòng thử nghiệm?
AC6900 là công cụ sàng lọc tiền tuân thủ, đúng như data sheet mô tả. Kết quả chính thức vẫn do phòng thử nghiệm được công nhận thực hiện. Mục tiêu của sàng lọc tại chỗ là để thiết bị đến lab với xác suất đạt cao nhất. Một quy trình gọn gồm:
- Chốt nhóm thiết bị (A(CF), A(NF), A(WF) hoặc nhóm DC) và phiên bản DO-160 mà hợp đồng yêu cầu.
- Chọn nguồn phát được tới tần số cao nhất của nhóm, và đủ công suất cho dòng khởi động của thiết bị.
- Dựng các chuỗi bước bằng sequencer và nhiễu loạn nguồn dựng sẵn, ghi lại dạng sóng bằng máy hiện sóng.
- Hiệu chuẩn nguồn và thiết bị đo trước chiến dịch thử; xem dịch vụ hiệu chuẩn cho ngành bảo dưỡng tàu bay của Techmaster.
Câu hỏi thường gặp
DO-160 Section 16 kiểm tra những gì?
Section 16 kiểm tra khả năng của thiết bị lắp trên tàu bay khi chịu các điều kiện của bus nguồn: điện áp bình thường và bất thường, quá áp và thấp áp, mất nguồn chớp nhoáng, quá độ điện áp và gợn sóng, trên các bus 14, 28, 270 Vdc và 115 hoặc 230 Vrms.
Nhóm A(CF), A(NF) và A(WF) khác nhau thế nào?
Cả ba là nhóm thiết bị AC. A(CF) dùng hệ tần số cố định 400 Hz, A(NF) dùng hệ tần số biến thiên hẹp 360 tới 650 Hz, còn A(WF) dùng hệ tần số biến thiên rộng 360 tới 800 Hz.
Nguồn AC 400 Hz nào thử được nhóm tần số biến thiên?
Nguồn phải phát tới tần số cao nhất của nhóm: 650 Hz cho A(NF) và 800 Hz cho A(WF). Trong các nguồn Keysight mà Techmaster phân phối, AC6900 bản H (tới 5 kHz) đáp ứng điều này; AC6800B (500 Hz) và AC6900 bản L (550 Hz cho ngõ ra ba pha) chỉ bao được 400 Hz.
Dùng Keysight AC6900 có thay được thử nghiệm chính thức không?
Không. Keysight định vị AC6900 cho thử nghiệm tiền tuân thủ theo DO-160 và MIL-STD-704. Nó giúp phát hiện lỗi sớm tại lab của bạn, còn kết quả đánh giá chính thức do phòng thử nghiệm được công nhận thực hiện.
Trao đổi với Techmaster
Techmaster là nhà phân phối ủy quyền Keysight tại Việt Nam. Nếu bạn đang chuẩn bị đưa sản phẩm điện tử vào chuỗi cung ứng hàng không, đội kỹ thuật của chúng tôi có thể cùng bạn xác định nhóm thiết bị DO-160, chọn nguồn AC phù hợp và lên cấu hình bàn thử. Xem thêm các giải pháp tại trang Keysight của Techmaster hoặc liên hệ Techmaster để được tư vấn.
Nguồn tham khảo: Data sheet Keysight AC6900 Series; Keysight, hướng dẫn tiền tuân thủ DO-160 Section 16 và 17; Applus+ Keystone Compliance, RTCA DO-160 Section 16.0 Power Input.
