直升機起飛后，由飛機發動機帶動發電機發電為機載設提供一個穩定的115 V／400?Hz的交流電。所有用電的機載設備電源都是直接使用115 V／400 Hz或經變換后使用，因此，該電源的穩定性直接關系到機載設備的壽命及飛行安全。機載控制保護盒主要監測發電機電網的電壓、頻率等信號，當電網出現過壓、欠壓、過頻、欠頻、過過頻、欠頻和差動電流超標時，在安全時間內及時切斷主電路和發電機激磁電路轉為備用電源供電，從而有效保護機載設備和飛行安全。
? ? 某型直升機機載控制保護盒是上世紀80年代的產品，控制電路均由分立元件搭建的模擬電路實現，具有體積大、測量誤差大等缺點。本文采用AT89S52單片機設計了一款數字化機載控制保護盒，該數字化機載控制保護盒在完成保護功能的基礎上提高了測量精度，縮短了保護時間，還增加了聲音告警功能。

1 系統組成與工作原理

? ? 控制保護盒由AT89S52單片機系統、電源電路、復位電路、電壓檢測電路、頻率檢測電路、差動電流檢測電路、主電路接觸器控制電路、27 V直流電源電路、發電機激磁控制電路和聲音告警電路組成，如圖1所示。其中電源電路為單片機提供+5 V直流電源、27 V直流電源電路為接觸器提供27 V電源。其工作原理如下：電壓檢測電路對機載交流電源采樣。采樣后變換成直流電，該直流電經AD轉換后，變換成數字信號與存儲在單片機內的數據比較，確定機載交流電是否發生過壓或欠壓，當發生過壓或欠壓時，延時一定的時間后發出控制信號，切斷主電路接觸器和發電機激磁電路，同時發出聲音告警信號；頻率檢測電路將機載交流電轉換成與頻率相關的脈沖信號，該信號經計數后轉換成頻率信號，當發生過頻、過過頻、欠頻和欠欠頻故障時，單片機發出控制信號切斷主電路接觸器和發電機激磁電路，同時發出聲音告警信號；差動電流檢測電路檢測機載三相交流電源，當三相電源電流差值達到一定數值后，單片機發出控制信號切斷主電路接觸器和發電機激磁電路，同時發出聲音告警信號。

2 硬件設計

控制保護盒硬件部分由單片機系統、電源電路、頻率檢測電路、差動電流檢測電路、電壓檢測電路、供電控制電路和發電機激磁電路7部分組成。AT89S52單片機系統采用最小單片機系統和按鍵復位設計，具體電路不再詳述，主要介紹其余6部分電路。

2．1 頻率檢測電路和電壓檢測電路

頻率檢測電路，如圖2(a)所示。主要實現對機載交流電源頻率進行檢測，當機載交流電源出現過頻、過過頻、欠頻和欠欠頻故障時，在規定時間內切斷機載發電機激磁電路和機載設備供電電路。取機載交流電源任意一相輸入控制保護盒的5(或14)號和4號插針，交流電源流經限流電阻和1．5 V穩壓管，當交流電源電壓瞬時值高于1．5 V時，穩壓管反向導通形成1．5 V電壓，三極管導通輸出0 V電壓，經與非門整形后輸出邏輯高電平“1”，輸入單片機P3．5口；當交流電源電壓低于1．5 V時，穩壓管正向導通，三極管截止輸出5 V電壓，經與非門整形后輸出邏輯低電平“0”，輸入單片機P3．5口；因此，每一個交流電周期，P3．5口得到一個高電平。AT89S52單片機在一定時間內計數P3．5口的脈沖數，通過計算得到機載交流電源的電源頻率，完成頻率檢測。