一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)載設(shè)備的雷電防護(hù)，特別是一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代飛機(jī)對環(huán)境適應(yīng)性尤其是安全性提出了越來越高的要求，雷電作為一種自然現(xiàn)象，在飛機(jī)的飛行過程中時有發(fā)生，因而雷電作為一種破壞性的能量，隨時威脅著機(jī)載設(shè)備的正常工作，也威脅著飛機(jī)的安全運(yùn)行。雷電間接效應(yīng)防護(hù)設(shè)計(jì)在保障飛行安全方面有著至關(guān)重要的意義。
[0003]基于壓敏電阻的電路板，壓敏電阻在正常情況下呈現(xiàn)出較高的阻抗，相當(dāng)于開路，而在外部高壓脈沖的作用下，會呈現(xiàn)低阻抗，從而為雷電電流提供泄放通道。然而，壓敏電阻在雷電防護(hù)方面有兩大缺點(diǎn)，第一個缺點(diǎn)是鉗位電壓不準(zhǔn)，以GNR10D330K為例，其鉗位電壓通常在30-36V，最大鉗位電壓為65V，如此大的電壓波動范圍，會超出機(jī)載設(shè)備內(nèi)部電子元器件的承受范圍。壓敏電阻的第二個缺點(diǎn)是動作時間相對較慢，通常為25ns，對于有些敏感電子元器件而言，持續(xù)25ns的高壓脈沖可能會導(dǎo)致其功能失效。
[0004]為此，中國航空工業(yè)第六一八研宄所的中國實(shí)用新型專利CN202262218U公開的“一種雷電效應(yīng)/電磁兼容防護(hù)艙”，其主要包括，機(jī)箱前蓋板、電路板和接插件，電路板的外圍設(shè)置一圈覆銅板，機(jī)箱前蓋板的周長與電路板上的覆銅板的周長相等，機(jī)箱前蓋板上安裝接插件并密封，機(jī)箱前蓋板安裝在電路板上的覆銅板上并用螺釘固定，由此，形成一密閉容腔。不難看出，上述結(jié)構(gòu)存在以下缺點(diǎn):1、散熱性差，部分元器件均被密封于密閉容腔內(nèi)，由于密閉容腔受整體結(jié)構(gòu)限制，容積很小，即無法正常的散熱。2、防雷濾波電路與其他電路共用一電路板，容易串?dāng)_。
[0005]此外，以往的雷電防護(hù)僅考慮了濾波電路板的設(shè)計(jì)，而要起到雷電防護(hù)的效果，良好的結(jié)構(gòu)搭接也顯得異常重要，因而電路和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要結(jié)合起來考慮。
[0006]CN202262218U的內(nèi)容也通過引用并入本文。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是解決鉗位電壓范圍寬，響應(yīng)時間長的問題，提供一種新型的機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括，
一金屬殼體，其設(shè)置于一飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，所述金屬殼體內(nèi)形成有一容置空間，所述金屬殼體上具有一安裝通孔；
一防雷濾波器，其設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并緊鄰于所述安裝通孔，所述防雷濾波器通過至少一搭接螺柱與所述金屬殼體相連；
一外部連接器，其設(shè)置于所述安裝通孔內(nèi)，所述外部連接器用以將一雷電源與所述防雷濾波器電氣相連；以及，
一內(nèi)部電路板，其設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并與所述防雷濾波器相分離，所述內(nèi)部電路板通過一內(nèi)部連接器與所述防雷濾波器電氣連接。
[0009]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述防雷濾波器上具有防雷器件、接地端、輸入連接端及輸出連接端，其中，所述輸入連接端系所述外部連接器連接，所述防雷器件的一端連接于所述輸入連接端與所述輸出端間，其另一端與所述接地端連接，所述接地端系通過所述搭接螺柱與所述金屬殼體相連。
[0010]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述防雷器件為TVS 二極管，優(yōu)選地，為雙向TVS 二極管。
[0011]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述金屬殼體至少具有一側(cè)板和一底板，其中，所述安裝通孔設(shè)置于所述側(cè)板上，所述防雷濾波器與所述側(cè)板相平行，所述底板設(shè)置于所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)上且所述底板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)為面接觸。
[0012]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述側(cè)板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)的配合面采用導(dǎo)電陽極化處理，并采用同類金屬。
[0013]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述金屬殼體通過安裝角片和緊固螺釘固定于所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)上。
[0014]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述搭接螺柱的搭接電阻小于5毫歐，所述搭接螺柱的長度與其寬度的比值不超過5:1，以減小高頻諧波阻抗。
[0015]作為一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)選方案，所述內(nèi)部電路板與所述防雷濾波器相距一距離，所述距離控制在20mm以上。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:結(jié)構(gòu)簡單可靠，通過防雷濾波器將鉗位電壓范圍控制在一較小的范圍，并且響應(yīng)時間較短，有效地保護(hù)內(nèi)部電路板上的敏感電子元器件，使機(jī)載設(shè)備的運(yùn)行更為可靠。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明的防雷濾波器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。
[0020]請參見圖1，圖中所示的是一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，主要由一金屬殼體1、一防雷濾波器3、一外部連接器5及一內(nèi)部電路板6組成。
[0021]所述金屬殼體由良導(dǎo)體構(gòu)成，它能起到屏蔽雷電波的作用，使得雷電所產(chǎn)生的輻射能量不至于進(jìn)入到機(jī)載設(shè)備內(nèi)部。所述金屬殼體至少具有一側(cè)板和一底板。本實(shí)施例中，所述金屬殼體為長方形盒體。所述金屬殼體內(nèi)形成有一容置空間10，所述金屬殼體的所述側(cè)板上具有一安裝通孔11。所述底板通過安裝角片8和緊固螺釘9設(shè)置于一飛機(jī)結(jié)構(gòu)2上且所述底板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)為面接觸。所述底板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)的配合面采用導(dǎo)電陽極化處理，并采用同類金屬，以減少腐蝕的可能性。這里需要注意的是，角片安裝螺釘僅僅提供結(jié)構(gòu)上緊固的作用，真正的電氣搭接由金屬殼體與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)的接觸面的可靠接觸而實(shí)現(xiàn)。
[0022]所述防雷濾波器設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并緊鄰平行于所述安裝通孔。所述防雷濾波器上具有防雷器件、接地端、輸入連接端及輸出連接端。其中，所述輸入連接端系所述外部連接器連接。如圖2所示，所述防雷器件的一端連接于所述輸入連接端與所述輸出端間，其另一端與所述接地端連接，所述防雷器件為TVS 二極管，TVS 二極管具有電壓鉗位范圍窄，響應(yīng)時間快，可靠性高的特點(diǎn)。。在TVS 二極管的選擇上，要根據(jù)外部雷電能量的大小而定，其選擇參數(shù)包括離線電壓，鉗位電壓范圍，以及最大峰值能量等。在器件的選擇時，要選用雙向TVS管，因?yàn)槔纂姴赡苷部赡茇?fù)，同時要考慮溫度的降額系數(shù)，以滿足飛機(jī)環(huán)境適應(yīng)性的需要。所述接地端系通過所述搭接螺柱與所述金屬殼體相連。所述搭接螺柱的搭接電阻小于5毫歐，所述搭接螺柱采用良導(dǎo)體材料，長度與其寬度的比值不超過5:1，以減小高頻諧波阻抗，提供較低的交流阻抗，利于雷電能量的通過。
[0023]所述外部連接器設(shè)置于所述安裝通孔內(nèi)。所述外部連接器用以將一雷電源與所述防雷濾波器電氣相連。
[0024]所述內(nèi)部電路板設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并與所述防雷濾波器相分離，所述內(nèi)部電路板與所述防雷濾波器相距一距離，所述距離控制在20mm以上，從物理空間上隔開一定的距離，以避免相互串?dāng)_。所述內(nèi)部電路板通過一內(nèi)部連接器7與所述防雷濾波器電氣連接。
[0025]可見，雷電能量的唯一進(jìn)入通道是所述外部連接器，通過外部連接器的插針，到所述防雷濾波器，經(jīng)所述搭接螺柱，轉(zhuǎn)至所述金屬殼體，最后到達(dá)所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)。且在雷電能量到來之時，TVS 二極管可以將雷電高壓鉗位在一定范圍內(nèi)，并將雷電能量通過前述的泄放途徑導(dǎo)到所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)，使得所述內(nèi)部電路板的電磁敏感元件不會受到影響。
[0026]以上僅表達(dá)了本發(fā)明的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括， 一金屬殼體，其設(shè)置于一飛機(jī)結(jié)構(gòu)上，所述金屬殼體內(nèi)形成有一容置空間，所述金屬殼體上具有一安裝通孔； 一防雷濾波器，其設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并緊鄰于所述安裝通孔，所述防雷濾波器通過至少一搭接螺柱與所述金屬殼體相連； 一外部連接器，其設(shè)置于所述安裝通孔內(nèi)，所述外部連接器用以將一雷電源與所述防雷濾波器電氣相連；以及， 一內(nèi)部電路板，其設(shè)置于所述容置空間內(nèi)并與所述防雷濾波器相分離，所述內(nèi)部電路板通過一內(nèi)部連接器與所述防雷濾波器電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防雷濾波器上具有防雷器件、接地端、輸入連接端及輸出連接端，其中，所述輸入連接端系所述外部連接器連接，所述防雷器件的一端連接于所述輸入連接端與所述輸出端間，其另一端與所述接地端連接，所述接地端系通過所述搭接螺柱與所述金屬殼體相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述防雷器件為TVS 二極管，優(yōu)選地，為雙向TVS 二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬殼體至少具有一側(cè)板和一底板，其中，所述安裝通孔設(shè)置于所述側(cè)板上，所述防雷濾波器與所述側(cè)板相平行，所述底板設(shè)置于所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)上且所述底板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)為面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述側(cè)板與所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)的配合面采用導(dǎo)電陽極化處理，并采用同類金屬。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬殼體通過安裝角片和緊固螺釘固定于所述飛機(jī)結(jié)構(gòu)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述搭接螺柱的搭接電阻小于5毫歐，所述搭接螺柱的長度與其寬度的比值不超過5:1，以減小高頻諧波阻抗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述內(nèi)部電路板與所述防雷濾波器相距一距離，所述距離控制在20mm以上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種機(jī)載設(shè)備的雷電間接效應(yīng)防護(hù)結(jié)構(gòu)，主要由一金屬殼體、一防雷濾波器、一外部連接器及一內(nèi)部電路板組成。所述防雷濾波器通過至少一搭接螺柱與所述金屬殼體相連，所述防雷濾波器上具有一接地端，所述這些搭接螺柱與所述接地端電氣相連，所述外部連接器的各針腳均通過一防雷器件與所述接地端電氣相連。通過設(shè)置上述兩個隔熱本體，有效地防止內(nèi)、外護(hù)材料間的熱傳遞，提高擠出線纜的質(zhì)量。
【IPC分類】H02H9-04
【公開號】CN104578028
【申請?zhí)枴緾N201410700787
【發(fā)明人】萬波
【申請人】上海航空電器有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年11月28日