机载设备雷电防护模块的TVS管分压保护电路、方法及机载设备与流程

本发明涉及机载设备雷电防护，特别地是，机载设备雷电防护模块的tvs管分压保护电路、方法及机载设备。

背景技术：

1、雷电作为一种自然现象，在飞机飞行过程中时有发生，其作为一种破坏性的能量，威胁着机载设备的正常工作，同时也威胁着飞机的安全飞行。目前所采取的应对措施是在机载设备中装置雷电防护模块，通过雷电防护模块的tvs管对雷电输入进行泄放。例如，中国发明专利申请cn116388133a公开的“机载产品低频接口综合防护组件及其设计方法”(公开日期：2023年07月04日)。由此，机载设备的失效情形大幅减少，但还是有发生概率。

技术实现思路

1、申请人发现，装置雷电防护模块(tvs管)的机载设备依然有概率发生失效的根本原因在于：特定情形下，雷电输入的功率会高于tvs管的承受功率，导致tvs管损坏而无法有效泄放能量。

2、本发明所要解决的技术问题是进一步减少机载设备因雷电而失效的情形，提供一种机载设备雷电防护模块的tvs管分压保护电路、方法及机载设备。

3、本发明提供的一技术方案如下：一种机载设备雷电防护模块的tvs管分压保护电路，包括：第一支路、第二支路、第三支路和tvs管。所述第一支路的输入端、所述第二支路的输入端和所述第三支路的输入端均用于连接外部的雷电输入，所述第一支路的输出端连接地端，所述第二支路的输出端和所述第三支路的输出端均连接所述tvs管负极，所述tvs管正极连接地端。其中，所述第一支路具有电阻r1，所述第二支路具有开关k1，所述第三支路具有开关k2和电阻r2。有益效果至少在于：当所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2(即所述雷电输入的功率高于所述tvs管的承受功率)，可断开所述开关k1并且闭合所述开关k2，此时所述雷电输入的电流经过所述电阻r2之后再进入所述tvs管，所述电阻r2与所述tvs管共同分压，减小通过所述tvs管的实际电流，防止所述tvs管损坏，进而避免发生机载设备因雷电而失效的情形。

4、作为tvs管分压保护电路的优选方案，所述电阻r2是可变电阻器。有益效果至少在于：可通过调整所述电阻r2的当前阻值，使得通过所述tvs管的实际电流不超过理论的峰值电流。

5、作为tvs管分压保护电路的优选方案，所述tvs管被配置为：反向工作电压(vrwm)略大于后端接口电路正常工作电压；反向击穿电压(vbr)大于后端接口电路的最大允许工作电压；钳位电压(vc)应设定为低于后端被保护电路所允许的最大承受电压值；以及，tvs的最大脉冲功率(pp)需超过相应雷电试验要求的峰值脉冲功率。有益效果至少在于：确保所述tvs管的击穿电压和功率符合系统需求。

6、本发明提供的另一技术方案：一种所述的tvs管分压保护电路的方法，包括：比较所述电阻r1的输入功率p1和所述tvs管的承受功率p2的大小：若所述电阻r1的输入功率p1不大于所述tvs管的承受功率p2，则闭合所述开关k1并且断开所述开关k2，此时所述雷电输入的电流直接进入所述tvs管；若所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2，则断开所述开关k1并且闭合所述开关k2，此时所述雷电输入的电流经过所述电阻r2之后再进入所述tvs管。有益效果至少在于：当所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2(即雷电输入的功率高于tvs管的承受功率)，此时所述雷电输入的电流经过所述电阻r2之后再进入所述tvs管，所述电阻r2与所述tvs管共同分压，减小通过所述tvs管的实际电流，防止所述tvs管损坏，进而避免发生机载设备因雷电而失效的情形。

7、作为所述方法的优选方案，进一步包括：当所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2，比较所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3和所述电阻r2的功率p4的大小：若所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3不小于所述电阻r2的输入功率p4，则无需调整所述电阻r2的当前阻值；若所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3小于所述电阻r2的输入功率p4，则需要增加所述电阻r2的当前阻值。有益效果至少在于：通过调整所述电阻r2的当前阻值，使得通过所述tvs管的实际电流不超过理论的峰值电流。

8、本发明提供的再一技术方案：一种机载设备，包括：雷电防护模块，所述雷电防护模块具有所述的tvs管分压保护电路。有益效果至少在于：避免发生机载设备因雷电而失效的情形。

9、除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果之外，本发明所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果，将结合附图作出进一步详细的说明。

1.一种机载设备雷电防护模块的tvs管分压保护电路，其特征在于，包括：第一支路、第二支路、第三支路和tvs管，所述第一支路的输入端、所述第二支路的输入端和所述第三支路的输入端均用于连接外部的雷电输入，所述第一支路的输出端连接地端，所述第二支路的输出端和所述第三支路的输出端均连接所述tvs管负极，所述tvs管正极连接地端；其中，所述第一支路具有电阻r1，所述第二支路具有开关k1，所述第三支路具有开关k2和电阻r2。

2.根据权利要求1所述的tvs管分压保护电路，其特征在于，所述电阻r2是可变电阻器。

3.根据权利要求1所述的tvs管分压保护电路，其特征在于，所述tvs管被配置为：反向工作电压（vrwm）略大于后端接口电路正常工作电压；反向击穿电压（vbr）大于后端接口电路的最大允许工作电压；钳位电压（vc）应设定为低于后端被保护电路所允许的最大承受电压值；以及，tvs的最大脉冲功率（pp）需超过相应雷电试验要求的峰值脉冲功率。

4.一种权利要求1至3中任意一项所述的tvs管分压保护电路的方法，其特征在于，包括：比较所述电阻r1的输入功率p1和所述tvs管的承受功率p2的大小：若所述电阻r1的输入功率p1不大于所述tvs管的承受功率p2，则闭合所述开关k1并且断开所述开关k2，此时所述雷电输入的电流直接进入所述tvs管；若所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2，则断开所述开关k1并且闭合所述开关k2，此时所述雷电输入的电流经过所述电阻r2之后再进入所述tvs管。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，进一步包括：当所述电阻r1的输入功率p1大于所述tvs管的承受功率p2，比较所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3和所述电阻r2的功率p4的大小：若所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3不小于所述电阻r2的输入功率p4，则无需调整所述电阻r2的当前阻值；若所述电阻r1的输入功率p1与所述tvs管的承受功率p2的差值p3小于所述电阻r2的输入功率p4，则需要增加所述电阻r2的当前阻值。

6.一种机载设备，其特征在于，包括：雷电防护模块，所述雷电防护模块具有权利要求1至3中任意一项所述的tvs管分压保护电路。