机载电子设备的感性负载干扰与抑制技术

"本文详细探讨了感性负载对机载电子设备造成的干扰问题及其抑制方法，主要作者为张圣元、杨文杰和邹涛，来自河南信阳空军第一航空学院。文章指出，由于军用主力战机供电系统按照美军标准设计，但新型电子设备并未完全适应这种环境，导致严重的电磁兼容性问题，影响设备性能和飞行安全。关键干扰来源是感性负载在断电瞬间产生的自感电动势。" 正文: 1. 感性负载干扰的机理 感性负载，如电磁继电器、接触器和电磁铁等，具有储存能量的特性。当电源被切断时，由于电磁线圈的自感效应，会在短时间内产生一个极大的反向电动势（自感电动势），这个电动势可以远高于电源电压。如图1所示的电路示意图，自感电动势eL=Ldi/dt，其中L为线圈电感，di/dt是电流变化率。如果未并联任何电阻，自感电动势可达到极大值，但实际上，线圈的分布电容和触点间的电弧会限制这个值。 2. 自感电动势的影响 图2展示了断开电源时感性负载上电压的波形。自感电动势的峰值可能超过电源电压数十倍乃至上百倍，极端情况下甚至可达两千伏。这种过高的电动势会对机载电子设备造成严重的电压冲击，可能导致设备损坏或工作异常。 3. 干扰抑制措施 为了降低感性负载带来的干扰，可以采取以下措施： - 并联放电回路：通过在感性负载旁并联一个适当的电阻，如图1中的电阻R，可以减小自感电动势的峰值，降低电压冲击。 - 使用软开关技术：利用软开关技术来控制电流的变化，使断开过程更平滑，减少自感电动势的产生。 - 电磁屏蔽：采用电磁屏蔽材料包裹感性负载和相关电路，防止电磁辐射对其他设备的影响。 - 优化电源设计：改进电源系统的设计，例如采用滤波电路，提高电源的纹波抑制能力，减少干扰传播。 - 提高设备的电磁兼容性(EMC)：增强电子设备自身的抗干扰能力，确保其能在恶劣电磁环境中稳定工作。 4. 结论 对感性负载干扰的研究至关重要，因为它直接影响到机载电子设备的可靠性和安全性。通过深入理解干扰机理并实施有效的抑制措施，可以显著提高军用战机电子设备的性能，确保作战任务的顺利执行和飞行员的安全。