航空电子设备防雷设计的图形化用户界面
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在键入输入值后，设计师只需按下“Calculate”按钮，输出文本框中就会出现输出结果。然后借助文献[1]中的指南就可以用这些结果选择出合适的元件。如果设计师希望调整某个输入参数，只需修改那个输入参数然后再按下“Calculate”按钮就能更新输出结果。这一功能使得设计师能够在各种串联电阻、钳位电压和铜重量之间迅速作出折衷。
GUI还包含文献[1]中没有考虑到的一个参数——反射线路阻抗。在雷击发生器的校准过程中，用于补偿反射线路阻抗的一种典型技术是增加Voc直到达到Isc.Voc保持在文献[2]允许的10%容差范围内，但一般偏大。这将导致航空电子设备有点过度测试。带有余量的鲁棒性防雷技术应该没有这方面的问题。然而，过度测试可能导致边际设计失效。在防雷设计中应该咨询以前对所用测试装置的校准结果。
设计例子
下面是一个针对电源输入的多级防雷方案设计例子。电源要求耐受4级合成材料飞行器雷击分类B4[文献2].对于要保护的下游元件来说，WF5A 750/750瞬时信号[2]必须被钳位在200V以下。
另外，鉴于过压测试要求，抑制器件在输入电压为80V时必须不导通。在正常工作过程中，防雷电路上的压降是有要求的，它将串联电阻限制在2.5Ω以下。总之，抑制器件必须利用不到2.5Ω的串联电阻将雷击瞬时信号电压可靠地钳位在80V和200V之间。
第一级
查看一些MOV数据手册可以知道，MOV能够耐受WF5A 750/750瞬时电压，并且无需串联电阻就能提供某些钳位操作。这种器件型号是V130LA10.使用图6所示的V130LA5（钳位特性与V130LA10完全相同，但最大额定电流要低一些）的PSPICE模型可以产生图7所示的瞬时信号。在文献[2]中的WF5A 750/750瞬时信号条件下MOV的钳位电压是220V.这个信息随即被输入图8所示的GUI.
图6：针对第一级的PSPICE仿真截屏。
图7：针对第一级的PSPICE数据截屏。
图8：针对第一级的GUI截屏。
V130LA10具有4500A的8 x 20-μs额定电流。图6表明，在这个瞬时过程中施加到MOV上的等效8 x 20-μs电流是2566A.因此该器件可以耐受这个瞬时电压。
为了在MOV正常工作时能够耐受瞬时电压，将接口触点连接到MOV的PCB走线应该是19密耳宽的1盎司铜线。不过如果MOV发生短路时，走线应该27密耳宽才能耐受文献[2]中WF5A 750/750瞬时信号的短路电流。
好的设计经验表明，如果使用1盎司铜的话设计师应该将PCB走线宽度设计为至少27密耳。如果由于条件受限不能采用27密耳宽的PCB走线，他们就应该尽可能增加铜的重量。否则他们应该明白，如果MOV发生短路的话，PCB走线很可能被熔断。
第二级
使用各种元件值和钳位电压进行的多次试验表明，V85MLA1210 MOV在使用1Ω串联电阻时具有理想的钳位特性，如图9所示。钳位电压是226V.
图9：用于确定钳位电压的PSPICE模型。
增加V85MLA1210/1Ω电阻组合后将改变V130LA10器件的钳位电压，最终的瞬时信号如图10所示。这个瞬时信号被导出到一个。txt文件，用于提供图11中的GUI所需的输入瞬时值。这个文件中的数据必须被组织成两栏：时间和电压，并且必须有一个标题行。这是PSPICE导出的标准格式，但数据可能来自任何源。
图10：当增加第二级后形成的第一级瞬时信号。
图11：第二级GUI.
通过从“Lightning Waveform being designed for”下拉框选择“。txt_file”选项，这个。txt文件就可以被用作输入瞬时信号。在按下“Calculate”按钮后将弹出一个对话框，用于选择。txt文件。当选中“。txt_file”选项后，GUI就不会再使用“Open Circuit Voltage”和“Short Circuit Current”输入了。
利用文献[1]提供的线绕电阻方面的0.7J/W经验法则，可以使用一个2W、1Ω的线绕电阻。VJ15M00600K MOV具有与V85MLA1210 MOV相同的钳位特性，但有更高的额定电流——800A.因瞬时信号导致的等效8 x 20μs电流是625A.
第三级
对于第三级来说，80V这个要求非常重要。因此要用到瞬态抑制二极管（TVS），因为钳位电压在器件的动态电流范围内变化很小。第三级的设计方式与第二级相同。在PSPICE中改变器件，直到找到可以提供理想结果的电阻/TVS组合。然后使用GUI提供数据手册参数，选出合适的器件。
SMDJ75CA和1.21Ω串联电阻这个组合也可以提供想要的钳位效果。图12显示了结果电路。就像第二级影响第一级上的瞬时信号一样，增加第三级也会影响第二级的瞬时信号。图13显示了用于第三级GUI的结果瞬时信号。
图11：第二级GUI.
图13：第三级GUI.
可以使用1W、1.21Ω的线绕电阻。图14表明，SMDJ75CA TVS可以耐受这个瞬时信号。
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