航空電氣產品雷電效應防護方法
2023-07-17 11:24:31
航空電氣產品雷電效應防護方法
【專利摘要】本發明提出一種航空電氣產品雷電效應防護方法，在航空電氣產品的信號接口前端並聯瞬態抑制模塊，瞬態抑制模塊由瞬態抑制器和電容並聯而成，瞬態抑制器一端接地；瞬態抑制器根據航空電氣產品的信號參數進行選擇，若航空電氣產品的信號為單向導通信號，則選擇單向導通瞬態抑制器，若航空電氣產品的信號為雙嚮導通信號，選擇雙嚮導通瞬態抑制器，瞬態抑制器開通電壓大於信號電路的正常工作電壓，箝位電壓小於信號電路的安全電壓。本發明通過採用瞬態抑制器構成雷電防護電路達到雷電防護作用。本發明提供的設計具有相對獨立的特性，在原產品中增加該雷電防護組件，不破壞原有功能電路的完整性，可保證原有電路的技術成熟度。
【專利說明】航空電氣產品雷電效應防護方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軍用航空電氣產品的雷電防護【技術領域】，具體為一種航空電氣產品雷電效應防護方法。
【背景技術】
[0002]現代飛機廣泛應用了新材料和新結構，如複合材料、鈦合金、各類夾層結構等，它們較常規材料和結構的抗雷擊能力要低得多，並且現代飛機上執行關鍵功能的傳統機電控制及指示系統已逐漸被電子式飛行控制所代替，使飛機及航空用電氣產品防雷電要求越來越高，過去的雷電防護技術已不適應現代飛機的研製要求，所以現代飛機的雷電防護技術對保證飛機安全顯得更為重要，雷電防護設計已成為飛機設計的重要組成部分。
[0003]在現有同類技術中，多數沒有採用雷電防護技術，部分採用帶有雷電防護作用的接插件進行雷電防護，但因接插件空間有限，防護能力弱，高電流的洩放通路容量不足，不能滿足現代飛機的防雷需求。
【發明內容】
[0004]現有技術存在的問題是:在以往的軍用航空電氣產品中多數沒有採用雷電防護技術，部分採用帶有雷電防護作用的接插件進行雷電防護，但因接插件空間有限，防護能力弱，高電流的洩放通路容量不足，不能滿足現代飛機的防雷需求。隨著飛機新材料和新結構的應用，雷電防護要求提高，現在的產品設計需滿足系統的雷電防護要求。
[0005]本發明採用TVS瞬態抑制器件在各功能電路的入口吸收、洩放雷電能量，達到防雷目的，提高了防雷能力。電路設計時，電路拓撲簡單，可根據防雷等級靈活選取相應的防雷器件，防雷能力強。
[0006]本發明的技術方案為:
[0007]所述一種航空電氣產品雷電效應防護方法，其特徵在於:在航空電氣產品的信號接口前端並聯瞬態抑制模塊，所述瞬態抑制模塊由瞬態抑制器和電容並聯而成，瞬態抑制器一端接地；瞬態抑制器根據航空電氣產品的信號參數進行選擇，若航空電氣產品的信號為單向導通信號，則選擇單向導通瞬態抑制器，若航空電氣產品的信號為雙嚮導通信號，選擇雙嚮導通瞬態抑制器，瞬態抑制器開通電壓大於信號電路的正常工作電壓，箝位電壓小於信號電路的安全電壓。
[0008]有益效果
[0009]本發明是在航空電氣產品功能電路的前端通過採用瞬態抑制器(TVS)構成雷電防護電路達到雷電防護作用。瞬態抑制器(TVS)並聯在主電路上形成洩放通路，通過瞬態抑制器將能量傳遞到飛機結構上。本發明提供的設計具有相對獨立的特性，在原產品中增加該雷電防護組件，不破壞原有功能電路的完整性，可保證原有電路的技術成熟度。
[0010]通過該方法設計的產品在雷電試驗中已通過考核。同時，產品目前已通過地面聯試、首飛安全試驗，正處於試飛考核階段。現階段，產品工作正常、穩定，雷電防護設計未影響產品主電路正常工作。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1:適用於單向導通信號的瞬態抑制模塊示意圖；
[0012]圖2:適用於雙嚮導通信號的瞬態抑制模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合具體實施例描述本發明:
[0014]雷電帶來的高電壓及大電流通過產品的外部接口傳輸進入產品內部,對產品內部電路造成幹擾及損害，根據雷電的效應影響分析，雷電防護通常採用屏蔽、接地、搭接等形式把需要保護的系統、設備部件和導線連接起來，將雷電幹擾接地傳輸到飛機結構上，通過飛機的放電系統排出去。
[0015]分析產品的防雷需求，產品是通過金屬機箱直接與飛機結構搭接，雷電對產品的影響是通過產品的外部接口傳輸進入產品內部，因此針對產品接口與連接電纜採取措施，達到防雷的目的。本發明就是在航空電氣產品的信號接口前端並聯瞬態抑制模塊，形成洩放通路，通過瞬態抑制器將能量傳遞到飛機結構上。如圖1和圖2所示，瞬態抑制模塊由瞬態抑制器和電容並聯而成，瞬態抑制器一端接地。
[0016]在實際設計過程中，對產品的各個功能電路進行分析，將產品的輸入/輸出信號進行歸類，對不同信號類型分別進行瞬態抑制器選取，用來抑制雷電帶來的影響。
[0017]通過對電路分析主要有如下幾類信號:直流信號(如+28V輸入)；交流信號(如115V輸入)等:
[0018]1、+28V輸入端是低電壓信號，在後級電路中，為保證電路在寬電壓範圍內工作正常，選用電源模塊在(15?50)V內均輸出正常，並能承受瞬時最高80V、ls的輸入電壓，所以選取瞬態抑制器時，首選選擇單向導通瞬態抑制器，其開通電壓要大於電源模塊的正常工作電壓，箝位電壓低於電源模塊的安全電壓，這樣當外界輸入信號正常時，並聯在主迴路的雷電抑制器件不工作，主迴路上無線路壓降，不影響產品正常工作；當外界輸入高壓大電流時，並聯在主迴路上的雷電抑制器件工作，幫助快速吸收能量，保證電路的安全工作。為此，如圖1所示，選用6KP-058C型瞬態抑制器，其開通電壓為58V，箝位電壓為(64?70)V，開通時間在ns級。當外界電壓達到58V，器件單向導通，將隨電壓的升高進入線路的高電壓，電壓迅速箝位在(64?70) V，從而有效地將高電壓通過瞬態抑制器洩放出去。
[0019]2、P0R(115V)輸入端是交流信號，需考慮瞬態抑制器件是否可以雙向吸收電壓的峰值能量，該功能電路正常工作電壓為0-175V (交流信號)，安全電壓不超過280V。所以選取瞬態抑制器時，首選選擇雙嚮導通瞬態抑制器，其開通電壓要大於功能電路的正常工作電壓，箝位電壓低於功能電路的安全電壓，這樣當外界輸入信號正常時，並聯在主迴路的雷電抑制器件不工作，主迴路上無線路壓降，不影響產品正常工作；當外界輸入高壓大電流時，並聯在主迴路上的雷電抑制器件工作，幫助快速吸收能量，保證電路的安全工作。為此，如圖2所示，這裡選擇雙嚮導通瞬態抑制器6KP-190C，其開通電壓為190V，箝位電壓為(200?240) V，開通時間在ns級，可雙向抑制高電壓。當外界交流電壓峰值達到190V，器件雙嚮導通，將進入線路的高電壓迅速箝位在(200?240) V，給電路提供洩放迴路。
【權利要求】
1.一種航空電氣產品雷電效應防護方法，其特徵在於:在航空電氣產品的信號接口前端並聯瞬態抑制模塊，所述瞬態抑制模塊由瞬態抑制器和電容並聯而成，瞬態抑制器一端接地；瞬態抑 制器根據航空電氣產品的信號參數進行選擇，若航空電氣產品的信號為單向導通信號，則選擇單向導通瞬態抑制器，若航空電氣產品的信號為雙嚮導通信號，選擇雙嚮導通瞬態抑制器，瞬態抑制器開通電壓大於信號電路的正常工作電壓，箝位電壓小於信號電路的安全電壓。
【文檔編號】H02H9/04GK104022496SQ201410282980
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月23日 優先權日:2014年6月23日
【發明者】賈春豔, 王曉波, 吳慧娟 申請人:陝西航空電氣有限責任公司