[发明专利]一种航空三线制传感器端口防护电路

说明书

本发明属于航空传感器领域，涉及一种航空三线制传感器端口防护电路。包括两部分，一部分为外部端口处理电路，另一部分为内部单板接口处理电路；本发明可以适应三线制4mA～20mA电流传感器在飞机上直流28V电源的各种供电特性，同时在外部电源线和地线为裸线情况下的电磁环境干扰，电路输出的4mA～20mA电流信号稳定可靠，能够将电源线上的干扰进行充分抑制，从而避免了由于供电信号干扰而造成的输出信号波动或跳变。该防护电路具有较强的共模干扰抑制效果，当外部电缆不屏蔽时，能够耦合进入传感器内部的共模干扰进行充分抑制，从而适应机上复杂的电磁环境，通过试验验证，运用该接口防护电路的传感器可以通过GJB151B‑2013的海军飞机外部平台试验考核。

技术领域

本发明属于航空传感器领域，涉及一种航空三线制传感器端口防护电路。

背景技术

目前在航空传感器领域，4mA～20mA输出信号形式以其高稳定性、适合远距离传输等特点占据了主导地位，其原理是通过信号变送电路将采集信号按照线性比例转换为4mA～20mA电流信号，在目前应用的4mA～20mA变送信号传感器中，从电气接口划分，可以分为二线制、三线制和四线制。

三线制4mA～20mA输出信号相对二线制4mA～20mA，在电气接口上设计了电源地GND，从供电兼容角度解决了二线制4mA～20mA信号过压浪涌和电压脉动情况下输出跳变问题，具有较好的电源适应性。

在航空领域，通常对传感器外部供电电源线和地线设置为非屏蔽线，现有三线制4mA～20mA电流传感器电磁兼容敏感度测试易出现超标问题。

发明内容

本发明目的：基于电磁兼容要求的提高和外部电缆屏蔽不理想的现实情况，为了解决现有三线制4mA～20mA电流传感器电磁兼容敏感度测试超标问题，本发明提供了一种新的兼具抑制外部电磁干扰和电压浪涌干扰的端口防护电路。

本发明的技术方案：

一种航空传感器端口防护电路，包括两部分，一部分为外部端口处理电路，另一部分为内部单板接口处理电路；外部端口处理电路是将与外部电缆互联的端口进行充分的滤波防护；内部单板接口处理电路是对由导线互联的内部单板之间设置滤波防护电路，防止内部连接导线上在高频下耦合的干扰信号影响互联单板的正常工作。

所述外部端口处理电路包括：浪涌抑制模块、电源线第一级共模滤波模块、第一级差模滤波模块、第二级共模滤波模块、第三级共模滤波模块、第四共模滤波模块、信号线共模滤波模块；当外部端口上接收到浪涌干扰、耦合共模干扰和差模干扰后，浪涌抑制模块启动，将安全电压值传递给电源线第一级共模滤波模块、第一级差模滤波模块、第二级共模滤波模块、第三级共模滤波模块、第四共模滤波模块、信号线共模滤波模块，分别针对高频、低频差模和共模干扰进行抑制，从而将电源和信号线的干扰值降低到可接受范围，传递给内部功能电路。

所述浪涌抑制模块用于对电源线浪涌电压进行抑制，保护后级电路；第一级共模滤波模块，第一级差模滤波模块，第二级共模滤波模块、第三级共模滤波模块、第四共模滤波模块的作用是将电源线和地线上耦合的共模干扰和差模干扰进行抑制，避免影响后级电路；信号线共模滤波模块的作用是将信号线上耦合的共模干扰和差模干扰进行抑制。

所述浪涌抑制模块由瞬态抑制二极管构成，所述瞬态二极管的正端与外部电源正端相连，瞬态二极管的负端与电源地相连。

所述第一共模滤波模块由电容构成，其中电源正线的电容并联后一端接入经浪涌抑制模块抑制后的电源正信号，另一端与机壳地相连；电源地信号的电容并联后一端接浪涌抑制模块抑制后的电源地信号，另一端与机壳地相连；

所述第一级差模滤波模块由电感构成，分别与第一共模滤波模块的输出端串联；

所述第二级共模滤波模块由共模电感和电容构成，等效为L型滤波电路；共模电感输入端与第一级差模滤波模块的输出端相连，电容并联后一端与共模电感的输出端相连，另一端与大地相连。