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机载电子电气设备雷电间接效应试验
作者:管理员    发布于:2017-09-12 10:21:42    文字:【】【】【
摘要:航空工业、FAA/EASA很早-就已开始关注与民机电磁环境相关的功能性安全问题。大型客机执行关键任务、涉及飞行安全的系统,都使用电子设备。例如:自动驾驶仪、电传飞控、发动机全权数字控制系统、近地/自动着陆系统等。

航空工业、FAA/EASA很早-就已开始关注与民机电磁环境相关的功能性安全问题。大型客机执行关键任务、涉及飞行安全的系统,都使用电子设备。例如:自动驾驶仪、电传飞控、发动机全权数字控制系统、近地/自动着陆系统等。现代化客机极其依赖电子设备,甚至不用驾驶员来手动控制操作。其电磁兼容问题直接影响飞行安全性,特别是现代航空器结构中多使用复合材料,而复合材料具有低电导率特性,因此更容易被闪电电流烧坏,且其电磁屏蔽性能很差。在闪电环境中,这些电子/电气设备将会受到闪电间接效应导致的不同程度的影响。

 

1 闪电间接效应试验

根据DO-160G的试验方法和程序应用理想波形来证明设备承受雷电感应电瞬变效应的能力。雷电瞬变存在情况下的设备性能判据应在适用的设备规范中规定。

有两组试验可以用于设备鉴定。第一组为损坏容差试验,采用插针注入试验。第二组评价当将瞬变施加于互连电缆束时,设备功能受扰容差。电缆束试验也能提供损坏容差指示。适宜的试验组(一组或多组)将在适用设备规范中规定。

 

2 插针注入与地输入试验方法分析

DO-160推荐3种方法进行设备损伤试验:插针输入、电缆束注入、地注入试验方法。3种方法中的任何一种可用于电源阵脚,但信号线只可以选择插针注入试验。

为比较地注入和插针注入方法,使用不同的接口进行分析。依据远端负载真实阻抗和特性,以试验构型的等效电路图来展示不同的状态,根据下面3种典型接口进行讨论。

 

2.1变压器耦合接口

高阻抗接口例如变压器或只带有相对地平面寄生电阻和电容的光耦合器。仿真的远端负载阻抗是典型的10K欧姆。当信号发生器发出高电压/大电流后,光电耦合器等效对地寄生电容和电阻,电流通路如图1所示。

2.2中阻抗接口

中阻抗接口例如具有真实对地阻抗和电容的离散输人,如图2。仿真的远端负载阻抗是典型的10K欧姆。当信号发生器发出高电压/大电流后,电流通路如图2所示

2.3低阻抗接口

低阻抗接口,如具有对地平面低电阻的驱动输出,例如与变电阻或二极管瞬态抑制器等效的电阻,如图6。仿真的远端负载阻抗是典型的几欧姆。当信号发生器发出高电压/大电流后,电流通路如图3所示

2.4两种试验方法比较

根据DO-160G插针注入试验方法推荐使用阻抗代表远端负载。当只有一个信号线连接被测设备和发生器时,插针注入试验方法与地注入试验方法类似,见图4

对于高阻抗远端负载,两种试验方法没有区别。因为扫描电压相同(列如1500V),即使同时测试几个信号线,引起的电流也很低。

对于中等阻抗远端负载,对于单个信号线两种试验方法没有区别。因为扫描电压相同(例如1500v)测试1个信号线,引起的电流与单个信号线相同。然而当同时测试几个信号线时,电流将超出电流限制,因此地注入方法和插针注入试验方法不再相同。

对于低阻抗远端负载,对于单个信号线两种试验方法没有区别。因为扫描电压相同(例如1500v)测试1个信号线,引起的电流与单个信号线相同。然而当同时测试几个信号线时,电流将超出电流限制,因此地注入方法和插针注入试验方法不再相同。

 

3 结论

插针注入试验电路和地注入试验电路当在被测设备和信号发生器只有二根信号线时是相似的。当远端负载是高阻抗(如隔离电路)时,多根信号线同时进行试验的地注入试验方法与插针注入试验方法类似。

 

参考文献

1】RTCA/DO-160G:Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Eqmpment,December 8,2010.

【2】ARP5416:Aircraft Lighming Test Methods,March 2005.

【3】马永健.EMC设计工程师[M].北京,2008:73-338

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