CN109842105A - 一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路 - Google Patents

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於二军
车炯晖
禹勇
屈盼让
王皎
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Abstract

本发明涉及到一种航空电子设备的雷电防护电路，特别涉及一种高集成度电子设备接口雷电防护电路。所述的电路包括整流二极管(1、5)、TVS管(3)、公共瞬态泄放区(2)和机壳泄放地(4)，所述整流二极管(1、5)具有瞬时浪涌功能，设备接口通过串联正向整流二极管(1)连接至公共瞬态泄放区(2)，公共瞬态泄放区(2)通过TVS管(3)连接到机壳泄放地(4)，各设备接口反向串联整流二极管(5)到机壳泄放地(4)。提供一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，解决高集成度航空电子设备雷电防护和体积重量之间的矛盾。

Description

一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路
技术领域
本发明涉及到一种航空电子设备的雷电防护电路，特别涉及一种高集成度电子设备接口雷电防护电路。
背景技术
随着航空***综合化的开展，航空电子设备集成度越来越高，信号量急剧增多，体积和重量要求日益严苛。同时，随着分布式架构对于信号近端采集和近端处理的要求，产品的雷电防护要求不断增高。不断增高和雷电防护要求和设备的体积重量形成了日益尖锐的矛盾。
传统的航空电子设备雷电防护的主要措施为：每个接口单独接双向的TVS管到机壳泄放地，当外部雷电的正尖峰和负尖峰感应到接口时，TVS管瞬时导通，将有害能量快速泄放到外部机壳上，避免对接口电路造成损害。
目前高集成度高度综合化的航空电子设备单台产品就可能具备成百上千个接口，若采用传统方法进行雷电防护，则设备的体积和重量会急速上升，不满足设备小型化的要求。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，解决高集成度航空电子设备雷电防护和体积重量之间的矛盾。
本发明的技术方案：一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：所述的电路包括整流二极管(1、5)、TVS管3、公共瞬态泄放区2和机壳泄放地4，所述整流二极管(1、5)具有瞬时浪涌功能，设备接口通过串联正向整流二极管1连接至公共瞬态泄放区2，公共瞬态泄放区2通过TVS管3连接到机壳泄放地4，各设备接口反向串联整流二极管5到机壳泄放地4。
优选地，所述的电子设备接口至少为两个。
优选地，所述的整流二极管(1、5)瞬时浪涌通流能力大于等于30A。
优选地，TVS管3的瞬时功率大于等于30000W。
优选地，所述的电子设备接口至少为两个，每25个接口至少需要一个TVS管3。
优选地，公共瞬态泄放区2为在印制板上设置的覆铜区域。
本发明的有益效果：本发明通过高瞬时浪涌电流二极管1和高瞬时浪涌电流的二极管5实现接口相互隔离，通过共享高瞬时功率TVS管3可以极大减小雷电防护电路的体积，符合航空机载电子设备高集成度、小型化、轻量化的发展趋势。
附图说明
图1为实施例中电路结构示意图。
图中：1为整流二极管，2为公共瞬态泄放区，3为TVS管，4为机壳泄放地，5为整流二极管。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1。一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路是由整流二极管1、公共瞬态泄放区2、TVS管3、机壳泄放地4和整流二极管5组成。
接口在靠近连接器出入口位置处设计雷电防护电路。
接口1与整流二极管1正极、整流二极管5的负极相连。整流二极管1的负极与公共瞬态泄放区2连接。整流二极管5与机壳泄放地4连接。
接口2与整流二极管1正极、整流二极管5的负极相连。整流二极管1的负极与公共瞬态泄放区2连接。整流二极管5与机壳泄放地4连接。
接口n与整流二极管1正极、整流二极管5的负极相连。整流二极管1的负极与公共瞬态泄放区2连接。整流二极管5与机壳泄放地4连接。
整流二极管1连接到公共瞬态泄放区2后，通过印制板表层大面积覆铜区域，该覆铜区域需保证100A以上的瞬时通流能力。公共瞬态泄放区2连接4个并联的TVS管3的负极，4个并联的TVS管3的正极连接到机壳泄放地4形成完整泄放通路。
当接口出现正尖峰时，感应到的雷电能量能够通过整流二极管1导入公共瞬态泄放区2，正尖峰电压超过TVS管3的工作电压时，TVS管3瞬时导通，将感应到的雷电能量泄放到机壳泄放地4，进而将感应到的雷电能量泄放到设备外部。
当接口出现负尖峰时，整流二极管5导通，感应到的雷电能量泄放到机壳泄放地4，进而将感应到的雷电能量泄放到设备外部。
本发明阐述的新型高集成度航空电子设备接口雷电防护电路可以在同等雷电防护等级的基础上有效减小雷电防护电路所占体积，节省宝贵的印制板板面积资源。
以100路28V/开离散量输出接口为例，若选用传统雷电防护设计方法，则需为每一路接口对地接瞬时功率3000w的TVS管SMDJ54CA。每个SMDJ54CA元器件的长度为8.13mm，宽度为6.22mm。则总的所需板面积为100*8.13*6.22＝5056.86mm2。
若采用本发明的雷电防护设计电路，则可以采用100路接口共用4个TVS管3。整流二极管1和整流二极管5选用GF1M整流二极管，其最大瞬时通流能力为30A。TVS管3选用30KP54A，其最大瞬时功率为30000W。公共瞬态泄放区2为大面积覆铜区域，最大瞬时通流能力为100A以上。每个GF1M二极管其长度为5.74mm，其宽度为2.90mm。每个30KP54A其长度为25.1mm，其宽度为9.1mm。则总的所需板面积为100*2*5.74*2.90+4*25.1*9.1＝3329.2mm2+913.64mm2＝4242.84mm2，则总共可节省16％的板面积。本发明尤其适用于高集成度接口量巨大的航空电子设备，接口量越多，本技术节约板面积的效果越明显。

Claims (6)

1.一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：所述的电路包括整流二极管(1、5)、TVS管(3)、公共瞬态泄放区(2)和机壳泄放地(4)，所述整流二极管(1、5)具有瞬时浪涌功能，设备接口通过串联正向整流二极管(1)连接至公共瞬态泄放区(2)，公共瞬态泄放区(2)通过TVS管(3)连接到机壳泄放地(4)，各设备接口反向串联整流二极管(5)到机壳泄放地(4)。
2.根据权利要求1所述的一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：所述的电子设备接口至少为两个。
3.根据权利要求1所述的一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：所述的整流二极管(1、5)瞬时浪涌通流能力大于等于30A。
4.根据权利要求1所述的一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：TVS管(3)的瞬时功率大于等于30000W。
5.根据权利要求4所述的一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：所述的电子设备接口至少为两个，每25个接口至少需要一个TVS管(3)。
6.根据权利要求1所述的一种航空电子设备接口瞬态抑制共享型保护电路，其特征为：公共瞬态泄放区(2)为在印制板上设置的覆铜区域。
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