本實用新型屬于航空電子技術(shù)，涉及一種具有雷電防護功能的快取記錄器。

背景技術(shù)：

飛行參數(shù)快取記錄器，用于記錄飛行數(shù)據(jù)，其能通過快速更換產(chǎn)品中的存儲介質(zhì)，快捷方便的獲取飛行數(shù)據(jù)，縮短飛機維護時間，在飛機的日常維護中得到廣泛使用。

飛機飛行時，常有雷擊發(fā)生，雷電間接效應(yīng)會對設(shè)備殼體及電纜端口產(chǎn)生感應(yīng)電壓，尤其在線纜及引線端口危險性最大，可燒毀電子元器件，使電子設(shè)備不能工作。中國民航局要求，適航機載設(shè)備需滿足RTCA DO-160G第22章《雷電感應(yīng)瞬態(tài)敏感性》試驗要求。

然而現(xiàn)有技術(shù)快取記錄器對雷電敏感性不高，無法滿足RTCA DO-160G中的雷電感應(yīng)瞬態(tài)敏感性試驗要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

實用新型目的：提供一種能夠有效降低雷擊風(fēng)險，滿足雷電感應(yīng)瞬態(tài)敏感性試驗要求的快取記錄器。

技術(shù)方案：一種具有雷電防護功能的快取記錄器，其包括防雷接口1，數(shù)據(jù)管理模塊2和電源模塊3，所述數(shù)據(jù)管理模塊2通過偽并行總線接口與數(shù)據(jù)卡連接，并與防雷接口1連接，電源模塊3為數(shù)據(jù)管理模塊供電，所述防雷接口1 經(jīng)信號線和電源線分別與機上設(shè)備和機上電源連接，且電源線設(shè)置有電源線防雷 101，信號線上設(shè)置有信號線防雷102。

所述電源線防雷101選用的防雷器件為雙向TVS管，+28VDC連接雙向TVS 管V1的一端，CGND連接雙向TVS管V1的另一端；CGND連接雙向TVS管V2 的一端，PGND連接雙向TVS管V2的另一端；+28VDC連接雙向TVS管V3的一端，PGND連接雙向TVS管V3的另一端。

信號線防雷102由相互串接的兩級防護電路組成，其中，氣體放電管與限流電阻串接組成了一級防護電路，對雷電間接效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓進行第一級保護，二級防護電路是ESD保護電路，對差分信號進行雙向殘壓吸收。

一級防護電路中的氣體放電管選用陶瓷氣體放電管。

氣體放電管V5的1腳連接輸入差分信號T+，與限流電阻R3串接后連接輸出差分信號TX+；氣體放電管V5的2腳連接CGND；氣體放電管V5的3腳連接輸入差分信號T-，與限流電阻R4串接后連接輸出差分信號TX-；氣體放電管V6的1腳連接輸入差分信號R+，與限流電阻R5串接后連接輸出差分信號RX+；氣體放電管V6的2腳連接CGND；氣體放電管V6的3腳連接輸入差分信號R-，與限流電阻R6串接后連接輸出差分信號RX-。

ESD保護電路是由小功率的TVS管串接二極管組成的瞬態(tài)電壓泄放集成IC電路，其1腳和8腳連接差分信號TX+，2腳和7腳連接差分信號TX-，3腳和6腳連接差分信號RX+，4腳和5腳連接差分信號RX-。

數(shù)據(jù)管理模塊2包括微處理器201、分別與微處理器201連接的有以太網(wǎng)收發(fā)器202、總線接口控制203和HDLC接口204，所述總線接口控制203通過偽并行總線接口與數(shù)據(jù)卡連接，完成將接收到的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)卡；以太網(wǎng)收發(fā)器202連接1 個以太網(wǎng)隔離變壓器206之后連接1路以太網(wǎng)總線；HDLC接口204與微處理器201 連接，用于將接收到的1路HDLC總線送往微處理器201進行數(shù)據(jù)整理。

電源模塊3包括順次連接的電源輸入保護電路301和DC/DC變換電路302，所述電源輸入保護電路301外接機上電源，實現(xiàn)輸入保護功能；DC/DC變換電路302 將外部輸入的+28VDC電源轉(zhuǎn)換為+3.3VDC及+1.5VDC輸出給數(shù)據(jù)管理模塊2。

有益效果：本實用新型快取記錄器具有雷電防護功能，在發(fā)生雷電間接效應(yīng)時，為避免電路板上相應(yīng)電子元器件由于經(jīng)受高壓而損害，在連接到航空連接器上的電源線及信號線上都增加了防雷設(shè)計，通過防雷接口1將浪涌能量導(dǎo)入?yún)⒖嫉兀瑢⒕€路上的電壓箝位到安全范圍內(nèi)以保護后端電路免受損害，避免機載設(shè)備隨飛機在空中飛行中遇到的雷電電氣，造成產(chǎn)品失效的問題，使得產(chǎn)品能夠在雷電天氣的情況下可正常穩(wěn)定地工作。

本實用新型在具有雷電防護功能的同時，還能保證信號線的正常傳輸性能。信號線防雷102具有很小的寄生電容，大小不超過7pF，不會影響信號線傳輸性能，可以保證原有的傳輸距離和傳輸速度。本實用新型具有1路HDLC總線接口，能夠與飛行數(shù)據(jù)采集器交聯(lián)，完成數(shù)據(jù)記錄。本實用新型具有1路高速以太網(wǎng)接口，能夠與地面設(shè)備進行快速通訊。

附圖說明

圖1是本實用新型具有雷電防護功能的快取記錄器的原理框圖。

圖2是本實用新型的電源線防雷原理圖。

圖3是信號線防雷原理圖。

圖4是本實用新型的數(shù)據(jù)管理模塊原理框圖。

圖5是本實用新型的電源模塊原理框圖。

其中，1-防雷接口，2-數(shù)據(jù)管理模塊，3-電源模塊，101-電源線防雷，102-信號線防雷，201-微處理器，202-以太網(wǎng)收發(fā)器、203-總線接口控制，204-HDLC接口， 205-以太網(wǎng)隔離變壓器，301-電源輸入保護電路，302-DC/DC變換電路。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述。

如圖1所示，一種具有雷電防護功能的快取記錄器由防雷接口1，數(shù)據(jù)管理模塊2和電源模塊3組成。所述防雷接口1包括電源線防雷101和信號線防雷 102，連接有HDLC總線、以太網(wǎng)總線和+28VDC電源。所述數(shù)據(jù)管理模塊2通過偽并行總線接口與數(shù)據(jù)卡連接，將接收到的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)卡。所述電源模塊3 輸出數(shù)據(jù)管理模塊2所需的+3.3VDC及+1.5VDC電源。

所述的防雷接口1包括電源線防雷101和信號線防雷102。如圖2所示，所述電源線防雷101選用的防雷器件為雙向TVS管，型號為SMDJ36CA。+28VDC 連接雙向TVS管V1的一端，CGND連接雙向TVS管V1的另一端；CGND連接雙向TVS管V2的一端，PGND連接雙向TVS管V2的另一端；+28VDC連接雙向TVS 管V3的一端，PGND連接雙向TVS管V3的另一端。

該器件將雷電間接效應(yīng)產(chǎn)生的幾百伏特高壓箝位到58V，可保護電源線上的相關(guān)器件，免遭雷電損害。所述信號線防雷102采用兩級防護的模式，以減小其寄生電容，保證信號線的正常傳輸性能。

如圖3所示，所述的信號線防雷102由相互串接的兩級防護電路組成。氣體放電管與限流電阻串接組成了一級防護電路。其中，氣體放電管V5的1腳連接輸入差分信號T+，與限流電阻R3串接后連接輸出差分信號TX+；氣體放電管V5 的2腳連接CGND；氣體放電管V5的3腳連接輸入差分信號T-，與限流電阻R4 串接后連接輸出差分信號TX-；氣體放電管V6的1腳連接輸入差分信號R+，與限流電阻R5串接后連接輸出差分信號RX+；氣體放電管V6的2腳連接CGND；氣體放電管V6的3腳連接輸入差分信號R-，與限流電阻R6串接后連接輸出差分信號RX-。二級防護電路是ESD保護電路。其中，ESD保護電路是由小功率的 TVS管串接二極管組成的瞬態(tài)電壓泄放集成IC電路。其1腳和8腳連接差分信號 TX+，2腳和7腳連接差分信號TX-，3腳和6腳連接差分信號RX+，4腳和5腳連接差分信號RX-。

氣體放電管與限流電阻串接組成了一級防護電路，對雷電間接效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓進行第一級保護。一級防護電路中的氣體放電管選用3RM090M-8陶瓷氣體放電管，該器件將雷電間接效應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓箝位到400V。二級防護電路是由小功率的TVS管串接二極管組成的瞬態(tài)電壓泄放集成IC電路，可對差分信號進行雙向殘壓吸收。二級防護電路選用UFS08A2.8L04ESD保護電路，該器件的最大箝位電壓為8.5V。雷電間接效應(yīng)所產(chǎn)生的感應(yīng)脈沖電壓經(jīng)過信號線防雷102后，會被箝位為峰值電壓為8.5V的脈沖信號，以保護后端電路。

如圖3所示，所述的信號線防雷102具有很小的寄生電容，大小不超過7pF。在一級防護電路中，氣體放電管的結(jié)電容小于2pF；在二級防護電路中，采用的防雷器件為ESD保護電路，其結(jié)電容小于5pF。兩級防護電路的結(jié)電容之和不超過7pF。

如圖4所示，所述的數(shù)據(jù)管理模塊2包括微處理器201、分別與微處理器201 連接的有以太網(wǎng)收發(fā)器202、總線接口控制203和HDLC接口204。所述總線接口控制203通過偽并行總線接口與數(shù)據(jù)卡連接，完成將接收到的數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)卡；以太網(wǎng)收發(fā)器202連接1個以太網(wǎng)隔離變壓器205之后連接1路以太網(wǎng)總線； HDLC接口204與微處理器201連接，用于將接收到的1路HDLC總線送往微處理器201進行數(shù)據(jù)整理。

如圖5所示，所述的電源模塊3包括電源輸入保護電路301和DC/DC變換電路302。所述電源輸入保護電路301實現(xiàn)輸入保護功能；DC/DC變換電路302 將外部輸入的+28VDC電源轉(zhuǎn)換為+3.3VDC及+1.5VDC輸出，通過該電路可以輸出數(shù)據(jù)管理模塊2所需的+3.3VDC及+1.5VDC電源。

綜上所述，本實用新型快取記錄器在發(fā)生雷電間接效應(yīng)時，為避免電路板上相應(yīng)電子元器件由于經(jīng)受高壓而損害，在連接到航空連接器上的電源線及信號線上都增加了防雷設(shè)計，通過防雷接口1將浪涌能量導(dǎo)入?yún)⒖嫉?，將線路上的電壓箝位到安全范圍內(nèi)以保護后端電路免受損害。而且信號線防雷102具有很小的寄生電容，大小不超過7pF，不會影響信號線傳輸性能，因此在具有雷電防護功能的同時，可以保證原有的傳輸距離和傳輸速度，實現(xiàn)信號線的正常傳輸。本實用新型具有1路HDLC總線接口，能夠與飛行數(shù)據(jù)采集器交聯(lián)，完成數(shù)據(jù)記錄。本實用新型具有1路高速以太網(wǎng)接口，能夠與地面設(shè)備進行快速通訊，飛行結(jié)束后，可通過地面設(shè)備下載、處理快取記錄器中保存的數(shù)據(jù)。