机载设备雷电防护试验发生器设计.pdf

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1、2015年9月第41卷第9期北京航空航天大学学报JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsSeptember2015V01．41NO．9http：／／bhxb．buaa．edu．cajbuaa@buaa．edu．cnDOI：10．13700／j．bh．1001—5965．2014．0651机载设备雷电防护试验发生器设计刘帅，杨兰均+，庄伟春，王维，黄东，黄易之(西安交通大学飞机雷电防护实验室，西安710049)摘要：机载设备雷电防护引脚注入试验波形是一种开路电压波形和短路电流波形相同的组合波．针对此类

2、组合波，基于线性RLC冲击电流回路，提出了一种新型的组合波发生器电路．研究了峰值时间、峰值电流、半峰值时间与回路阻尼系数间的关系，提出了以峰值时间和半峰值时间为目标参数的组合波回路参数设计方法．通过计算与仿真，考虑杂散参数的影响，得到机载电子设备雷电防护引脚注入试验组合波发生器电路参数．仿真表明：设计的发生器输出波形满足RTCA／DO．160G标准的要求，可用于机载设备雷电防护引脚注入试验．关键词：雷电；引脚注入试验；开路电压；短路电流；发生器中图分类号：V241．06文献标识码：A文章编号：1001—5965(2015)09．1673-05在现代航空航天技术中，复

3、合材料的大量采用造成了飞机内部更为恶劣的电磁环境，对机载电气／电子系统或设备的雷电防护能力提出了更高的要求¨。31．机载电子设备雷电防护试验，又称为雷电感应瞬态敏感度试验，有两个项目，分别为引脚注入试验和电缆束试验H。．其中，引脚注入试验用于考核设备的损伤容限，其试验波形和试验等级直接决定设备的雷电防护设计．因此，有必要进行引脚注入试验发生器的设计．通用组合波设计电路不能完全满足机载电子设备雷电防护引脚注入试验发生器的要求．本文从RLC冲击电流回路出发，提出一种新型的组合波设计电路和方法，设计满足RTCA／DO一160G标准”1要求的机载设备雷电防护引脚注入试验发生

4、器．1引脚注入试验波形RTCA／DO．160G标准⋯对机载电子设备雷电间接效应引脚注入试验的瞬态信号发生器的输出特性作了明确的规定，其输出端开路状态下的输出电压(Vo，)和输出端短路状态下的输出电流(，。。)应满足一定的幅值和波形参数要求．引脚注入试验波形有4个，分别为波形3、波形4、波形5A和波形5B，其中波形3为1MHz衰减振荡波，波形4／5A／5B为双指数波，开路电压和短路电流的波形完全相同．波形图分别如图1和图2所示．各波形的开路电压和短路电流幅值要求如表1所示”。，幅值允差为0～+10％．“电压；i--电流√。频率．图l波形3的波形图Fig．1Wavesh

5、apefigureofwaveform3收稿日期：2014-10—21；录用日期：2014—12-19；网络出版时间：2015-01-2715：04网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．2625．V．20150127．1504．009．html作者简介：刘帅(1990～)，男，陕西榆林人，博士研究生，liush．0610@stu．xjtu．edu．cn}通讯作者：杨兰均(1968一)，男，陕西西安人，教授，yanglj@mail．xjtu．edu．ca，主要研究方向为飞机雷电防护技术．引用格式：刘帅，杨兰均，庄伟春，等．机载设备雷电肪

6、护试验发生器设计fJJ．北京航空航天大学学报，2015，41p)：1673—1677．LiuS，YangLJ，ZhuangWC，eta1．Designoflightningprotectiontestgeneratorforairborneequipmentej]．JoumalofBeijingU—niversityofAeronanticsandAstronautics，2015，41f9)：1673—1677(inChinese)．北京航空航天大学学报2015年峰值7、l一峰值时间；T2一半峰值时问．图2波形4／5A／5B的波形图Fig．2Waveshapefi

7、gureofwaveforln4／5A／5B表1引脚注入试验波形幅值Table1Amplitudeofpininjectiontestwaveform2设计原理传统的组合波开路电压和短路电流规定了波形的视在波前时间”。1“，而RTCA／DO，160G标准Ho规定了波形的峰值时间．使用传统通用组合波电路设计引脚注入试验波形发生器时，首先需要将峰值时间转换为视在波前时间，同时还需满足开路电压半峰值时间应远大于视在波前时间．因此，使用通用组合波电路设计的结果误差比较大，且较为繁琐．本节提供一种新型的适用于开路电压和短路电流波形相同的组合波设计电路，并提出以峰值时间／半