[发明专利]一种用于机载设备闪电感应阻尼振荡波发生器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于机载设备闪电感应阻尼振荡波发生器，用于模拟雷电作用于机载设备的测试。

背景技术

雷电灾害作为自然灾害的一种，对人类的生命财产构成威胁，它位列联合国制订的国际防灾减灾规划中10项自然灾害的第9项，其危害在全球范围内普遍存在。伴有雷声和闪电现象的天气在气象上称为雷暴，雷暴天气时，当云层间或云层与地面之间的电位差达到一定程度时会发生放电现象，闪电击到地面或者击中地面上的人、物体造成危害，雷击事故都有发生，轻则造成财产损失、重则造成人员伤亡。对于机载设备在空中同样遭受雷击电磁脉冲的影响，RTCA公司于2007年12月6日发布了机载设备的环境条件和测试程序，规范RTCA DO-160F取代DO-160E。RTCA公司是一个非赢利机构，是为公众利益推进航空技术和航空电子系统发展而成立的。该机构为联邦咨询委员会服务，并为现代航空面临的问题制定一致的解决方案。其中规范中第22节闪电感应瞬变磁化率规定，闪电感应瞬变磁化率测试目的，这些测试是用来检查设备承受所规定的，代表闪电感应效应的瞬变测试的能力。在规定的波形中其中有阻尼振荡波，波形如图1所示，主要用于发电机性能验证测试。目前国内在高电压测试系统中，主要使用低频阻尼振荡波发生器，频率为几百Hz,运用于高压电缆绝缘状态测试，其振荡波幅值一般在数个周期内就衰减一半以上，即无法很好地维持阻尼振荡次数，此外，现有产品的振荡频率一般只有一个固定值，无法实现多个频率的切换。针对现有阻尼振荡发生器的不足，本发明基于对数减缩率理论，实现了高的阻尼振荡次数，采用转换开关控制5个单独的振荡频率模块单元电路，并利用旋转继电器控制电路的开端，设计5路触发分别触发，实现了产生多个振荡频率的功能，保证了各个模块相互独立，信号不会相互干扰，DO-160F规范中规定阻尼振荡波的主要技术参数，本发明主要模拟高频雷电波分量在传输过程中振荡波形：

（1）10kHz开路电压：30V；短路电流：120A；源阻抗<0.25。

（2）100kHz开路电压：300V；短路电流：120A；源阻抗<2.5。

（3）1MHz开路电压：3200V；短路电流：128A；源阻抗<25。

（4）30MHz开路电压：1000V；短路电流：20A；源阻抗<50。

（5）100MHz开路电压：300V；短路电流：6A；源阻抗<50。

雷电瞬态感应的阻尼振荡波对机载设备造成一定的影响，需要设计一种适用于机载设备测试的闪电感应阻尼振荡波发生器。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于机载设备闪电感应阻尼振荡波发生器设备与控制方法，用于模拟雷电作用于机载设备的测试。

本发明采用的技术方案是：一种用于机载设备闪电感应阻尼振荡波发生器，包括连续可调电压源、电位器、转换开关以及旋转继电器，所述连续可调电压源为10kV连续可调电压源，电位器调整内部电路的开与关的时间改变直流输出电压的高低，用于调整电压源的输出电压，转换开关有5个端口，通过转换开关切换使电路每次工作在一个状态，有5路输出。

所述5端口转换开关中K₁～K₅为高压触发开关，采用继电器控制。

所述继电器中M₁～M₅为旋转继电器。

所述转换开关为5个触发按键开关，AN₁～AN₅。

所述高压直流源采用12V开关电源供电，采用DC～DC转换，内部电路采用逆变升压的原理。

电路中的电阻采用无感电阻，电容采用耐压为10KV的高压电容，采用分布电感小，脉冲放电性能稳定的电容器，电感采用空芯电感。

电路主要由10kV可调电压源、电压调整电路、转换电路，由5个二阶RLC电路，分别产生10kHz，100kHz，1MHz，30MHz，100MHz的阻尼振荡波，源的内阻分别为0.25Ω,2.5Ω,25Ω,25Ω,50Ω,最大输出开路电压的幅度分别为300V，1000V，5000V，5000V，2000V，1000V连续可调的阻尼振荡波信号电压。

本发明的突出优点在于：

（1）电路结构设计简单，控制电路简单分为5个波形单独控制，各个电路间相互独立，不产生相互影响。

（2）电路工作性能稳定，波形输出满足频范要求，具有输出稳定，参数准确，便于精确测量的特点。

（3）采用耐高压的电子器件，工作安全可靠。高压源以大地为参考，具有操作安全的特点。