CN109862770A - 辅助动力装置控制部件的抗干扰结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，属于辅助动力装置控制部件抗干扰技术领域，包括机箱，所述机箱内设置有控制部件和与控制部件电路连接的滤波器，所述抗干扰结构还包括设置在机箱内的金属隔离盒，所述滤波器固定设置在金属隔离盒内。本发明提供一种辅助动力装置控制部件的抗干扰结构采用机箱和设置在机箱内的金属隔离盒进行两级电磁屏蔽，提高电磁屏蔽效果，使其抗干扰效果更好。

Description

辅助动力装置控制部件的抗干扰结构

技术领域

本发明涉及一种辅助动力装置控制部件的抗干扰技术领域，具体涉及一种辅助动力装置控制部件的抗干扰结构。

背景技术

电子顺序组件是辅助动力装置（APU）的控制部件，是航空器发动机系统的核心部件。电子顺序组件用于接收飞行起动命令和APU的转速、排气温度及开关信号，控制APU正常起动和工作；监控APU参数（主要包括转速、排气温度、滑油压力和滑油温度）；在APU故障或自身发生故障时实现故障告警与APU自动停车保护和停车后故障指示的功能。

电子顺序组件是数字电路与模拟电路相结合的产品，其信号处理过程如下：传感器信号和控制指令开关信号输入，并模数转换；中间过程通过数字电路进行精密计算，输出数字控制指令并数模转换；输出电路输出大电流电气附件控制信号和故障告警信号。

传感器信号是微电压信号，信号处理过程中处于低频段（1MHz以下），容易受外部高频信号干扰，干扰会造成系统控制信号丢失、失真或错误，从而引起控制信号错误和不能正确检查判断故障等，导致严重后果，所以从电磁抗干扰和敏感性方面，都有很高的电磁兼容性要求。信号干扰主要来自三个方面：一是外部的辐射干扰信号，如机舱其它高频电子设备辐射电磁信号、人体静电放电辐射干扰等，二是飞机电源线和信号线引入谐波传导干扰信号，如地线回路产生的级间耦合，电路晶振产生高次频谐波，电源频率交流声等；三是设计不合理的线路之间，电子元件之间的干扰，如电子元件、模块及电路板的不合理布局，因此从结构方面进行抗干扰设计尤为重要。

发明内容

本发明针对现有技术，提供了一种辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，采用机箱和设置在机箱内的金属隔离盒进行两级电磁屏蔽，提高电磁屏蔽效果，使其抗干扰效果更好。

本发明通过下述技术方案实现：辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，包括机箱，所述机箱内设置有辅助动力装置的控制部件和与控制部件电路连接的滤波器，所述机箱内还设置有金属隔离盒，所述滤波器固定设置在金属隔离盒内，使滤波器与机箱内的其他电路进行隔离，确保滤波器与外部通信过程中不受到外部辐射干扰，外部信号对内部电路不产生干扰。所述滤波器通过安装在金属隔离盒上的电连接器与外围电路电性连接。

进一步地，所述机箱包括壳体、分别安装在壳体两端的前面板和后面板；所述壳体内设置有靠近前面板的滤波腔，所述壳体内还设置有靠近后面板的控制腔，所述金属隔离盒安装在滤波腔内，所述控制部件安装在控制腔内，所述前面板和后面板与壳体密封连接。

所述机箱为矩形，所述机箱通过壳体、前面板和后面板组成用于安装滤波器、控制部件等的空间，所述控制部件与辅助动力装置连接的电连接器安装在机箱上，且所述电连接器通过滤波器与控制部件连接，即：所述辅助动力装置依次通过电连接器、滤波器输入控制部件，使控制部件与电连接器物理隔离，有效控制干扰谐波信号的发生。

所述电连接器均采用航空金属外壳密封插头、插座，且插头和插座与前面板和后面板的安装缝均用导电胶密封处理，消除电磁泄露。

优选地，所述壳体为铝合金材料一体成型的方筒形结构，所述机箱采用前面板、后面板和一体成型的壳体密封连接而成，减少组成机箱的组块数量、减少机箱的连接缝，达到更好的电磁屏蔽效果。所述机箱所采用的铝合金材料经过了导电氧化工艺进行加工，使机箱具有良好的电磁隔离效果。

进一步地，所述前面板和后面板与壳体的连接处均通过EMI衬垫密封，消除电磁泄露，同时避免了焊接密封的机箱变形。

进一步地，所述机箱外表面为平面表面，提高电磁反射功能；所述机箱内表面为设置有若干沟槽的齿形表面，增加机箱内表面的表面积，能有效吸收内部干扰信号；同时齿形表面可以防止机箱内部的电磁信号被机箱内表面多次反射干扰内部其他电路。

进一步地，所述金属隔离盒包括铝合金面板和EMI金属丝屏蔽网；所述铝合金面板与前面板组成金属隔离盒的盒体，所述EMI金属丝屏蔽网设置在铝合金面板的内表面，有效地隔离屏蔽机箱外部和机箱内部其他电路的电磁信号。

进一步地，所述铝合金面板为经过导电氧化工艺的铝合金材料制备而成，组成盒体的铝合金面板之间的连接处通过导热硅脂密封，起到即保证电磁隔离的作用，又有效保证金属隔离盒内的电路温度传导，避免金属隔离盒温度过高，影响滤波器的使用寿命。

进一步地，所述控制部件包括主板和均连接在主板上的用于电源转换的电源模块、用于数据处理和数据模拟的信号处理模块、用于信号输出的输出模块；所述电源模块、信号处理模块、输出模块相互平行且相互之间无直接电气连接。所述主板、电源模块、信号处理模块、输出模块采用一横三纵结构，即电源模块、信号处理模块、输出模块均与主板垂直，主板起到电源模块、信号处理模块和输出模块之间的电气连接作用。且所述主板的一侧与滤波器电性连接，所述主板的另一侧与电源模块、信号处理模块、输出模块电性连接。

进一步地，所述电源模块、信号处理模块、输出模块均竖直设置在壳体内，且所述电源模块、信号处理模块、输出模块上下两端均通过壳体内壁的沟槽固定，无需其他安装载板；所述电源模块、信号处理模块、输出模块远离主板的一端均通过硅胶垫与后面板固定连接。

进一步地，所述电源模块为DC-DC电源模块，所述信号处理模块的地线连接处、电源模块的地线连接处、电源模块的电源输出处均连接有零欧电阻，以提高控制部件的电路抗干扰性能。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

（1）本发明提供了一种辅助动力装置控制部件的抗干扰结构采用机箱和设置在机箱内的金属隔离盒进行两级电磁屏蔽，提高电磁屏蔽效果，使其抗干扰效果更好。

（2）本发明所提供的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构采用外表面为平整表面、内表面为齿形表面的机箱，提高机箱外表面的对机箱外部电磁干扰信号的电磁反射功能、机箱内表面对机箱内部电磁干扰信号的吸收，防止机箱内部的电磁信号被机箱内表面多次反射干扰内部其他电路。

（3）本发明所提供的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构采用铝合金面板和EMI金属丝屏蔽网制备而成的金属隔离盒作为机箱内的第二级电磁屏蔽，有效地隔离屏蔽机箱外部和机箱内部其他电路的电磁信号，确保滤波器与机箱外部通讯过程中不受外部辐射干扰，外部信号对内部电路不产生干扰。

（4）本发明所提供的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构的控制部件的各功能模块采用一横三纵安装结构，使电源模块、信号处理模块、输出模块之间不直接电气连接，使控制部件的输入接口和输出接口分开，实现物理隔离，有效控制干扰谐波信号发生。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明机箱剖视图；

图3为本发明金属隔离盒的侧壁剖视图；

图4为本发明中电源模块电路图；

图5为本发明中地线和电源模块连接零欧电阻的示意图；

图6本发明中主板和电源模块、信号处理模块、输出模块连接接口示意图；

图7本发明中电源模块、信号处理模块、输出模块安装在壳体中的结构示意图；

其中：100—控制部件，101—主板，102—电源模块，103—信号处理模块，104—输出模块，105—电连接器，200—滤波器，1—机箱，11—壳体，12—前面板，13—后面板，2—金属隔离盒，21—铝合金面板，22—EMI金属丝屏蔽网。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

本发明中提及的控制部件100是现有的航空器中所实用的控制部件100，所述控制部件100包括主板101、用于电源转换的电源模块102、用于数据处理和数据模拟的信号处理模块103、用于信号输出的输出模块104。

实施例1

如图1、图2所示，所述辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，包括机箱1，所述机箱1内设置有辅助动力装置的控制部件100和与控制部件100电路连接的滤波器200，所述机箱1内还设置有金属隔离盒2，所述滤波器200固定设置在金属隔离盒2内，使滤波器200与机箱1内的其他电路进行隔离，确保滤波器200与外部通信过程中不受到外部辐射干扰，外部信号对内部电路不产生干扰。

所述滤波器200通过安装在金属隔离盒2上的电连接器105与外围电路电性连接。所述电连接器105包括用于信号输入的J1接口和用于信号输出的J2接口。J1接口和J2接口分开设置，实现控制部件100的输入接口和输出接口分开，实现物理隔离，有效控制干扰谐波信号发生。

所述控制部件100与滤波器200的连接的导线用导热密封胶密封，有助于滤波器200工作稳定，提高抗干扰性能。

所述机箱1包括壳体11、分别安装在壳体11两端的前面板12和后面板13；所述壳体11内设置有靠近前面板12的滤波腔，所述壳体11内还设置有靠近后面板13的控制腔，所述金属隔离盒2安装在滤波腔内，所述控制部件100安装在控制腔内，所述前面板12和后面板13与壳体11密封连接。

所述机箱1包括壳体11、分别安装在壳体11两端的前面板12和后面板13；所述金属隔离盒2靠近前面板12设置且与前面板12组成了用于安放滤波器200的滤波腔，所述壳体11内还设置有靠近后面板13的控制腔，所述控制部件100安装在控制腔内，所述前面板12和后面板13与壳体11密封连接。

所述机箱1为矩形，所述机箱1通过壳体11、前面板12和后面板13组成用于安装滤波器200、控制部件100等的空间，所述控制部件100与辅助动力装置连接的电连接器105安装在机箱1的前面板12上，且所述电连接器105通过滤波器200与控制部件100连接，即：所述辅助动力装置依次通过电连接器、滤波器200输入控制部件100，使控制部件100与电连接器物理隔离，有效控制干扰谐波信号的发生。

所述电连接器105均采用航空金属外壳密封插头、插座，且插头和插座与前面板12和后面板13的安装缝均用导电胶密封处理，消除电磁泄露。

优选地，所述壳体11为铝合金材料一体成型的方筒形结构，所述机箱1采用前面板12、后面板13和一体成型的壳体11密封连接而成，减少组成机箱1的组块数量、减少机箱1的连接缝，达到更好的电磁屏蔽效果。所述机箱1所采用的铝合金材料经过了导电氧化工艺进行加工，使机箱1具有良好的电磁隔离效果。

所述滤波器为LC穿心式滤波器或双T穿心式滤波器，其型号为JLC5201系列；优选地：所述滤波器200为低通滤波器，所述低通滤波器可以为JLC5201-ZT023低通滤波器、JLC5302-ZT004低通滤波器及其他可达到相同滤波效果的其他型号的低通滤波器。

所述低通滤波器通过12-28#标准螺纹固定在金属隔离盒2内。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图3所示，所述金属隔离盒2包括铝合金面板21和EMI金属丝屏蔽网22；所述铝合金面板21与前面板12组成金属隔离盒2的盒体，所述EMI金属丝屏蔽网22设置在铝合金面板21的内表面，有效地隔离屏蔽机箱1外部和机箱1内部其他电路的电磁信号。

所述EMI金属丝屏蔽网22通过EMI金属丝编织而成，其厚度不超过0.5mm；所述EMI金属丝屏蔽网22填充有氯丁橡胶，其耐候条件良好；EMI金属丝屏蔽网22通过环氧树脂胶粘接在铝合金面板上。

所述铝合金面板21为经过导电氧化工艺的铝合金材料制备而成，使其铝合金面板21具有良好的导电性；组成盒体的铝合金面板21、铝合金面板21和前面板12之间的连接处均通过导热硅脂密封，起到即保证电磁隔离的作用，又有效保证金属隔离盒2内的电路温度传导，避免金属隔离盒2温度过高，影响滤波器200的使用寿命。

本实施例其他部分与上述实施例基本相同，故不再一一赘述。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：所述前面板12和后面板13与壳体11的连接处均通过EMI衬垫密封，消除电磁泄露。所述EMI衬垫为导电橡胶、金属弹性衬垫或者导电布中的任一种，优选为导电橡胶，其密封效果好，可以更好的消除电磁泄露。

本实施例其他部分与上述实施例基本相同，故不再一一赘述。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图7所示，所述机箱1外表面为平面表面，提高电磁反射功能；所述机箱1内表面为设置有若干沟槽的齿形表面，增加机箱1内表面的表面积，能有效吸收内部干扰信号；同时齿形表面可以防止机箱1内部的电磁信号被机箱1内表面多次反射干扰内部其他电路。

本实施例其他部分与上述实施例基本相同，故不再一一赘述。

实施例5

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图4~6所示，所述控制部件100的电源模块102、信号处理模块103、输出模块104相互平行且相互之间无直接电气连接。所述主板101、电源模块102、信号处理模块103、输出模块104采用一横三纵结构，即电源模块102、信号处理模块103、输出模块105均与主板101垂直，主板101起到电源模块102、信号处理模块103和输出模块104之间的电气连接作用。且所述主板101的一侧与滤波器200电性连接，所述主板101的另一侧与电源模块102、信号处理模块103、输出模块104电性连接。

优选地，如图7所示，所述电源模块102、信号处理模块103、输出模块104均竖直设置在壳体内，且所述电源模块102、信号处理模块103、输出模块104上下两端均通过壳体内壁的沟槽固定，无需其他安装载板；所述电源模块102、信号处理模块103、输出模块104远离主板101的一端均通过硅胶垫与后面板13固定连接。

优选地，所述电源模块102为DC-DC电源模块，所述信号处理模块103的地线连接处、电源模块102的地线连接处、电源模块102的电源输出处均连接有零欧电阻，以提高控制部件的电路抗干扰性能。所述信号处理模块103的地线、电源模块102的地线均分别连接有零欧的电阻，然后再接地。

本实施例其他部分与上述实施例基本相同，故不再一一赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，包括机箱（1），所述机箱（1）内设置有控制部件（100）和与控制部件（100）电路连接的滤波器（200），其特征在于：还包括设置在机箱（1）内的金属隔离盒（2），所述滤波器（200）固定设置在金属隔离盒（2）内，且所述滤波器（200）通过安装在金属隔离盒（2）上的电连接器（105）与外围电路电性连接。

2.根据权利要求1所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述机箱（1）包括壳体（11）、分别安装在壳体（11）两端的前面板（12）和后面板（13）；所述壳体（11）内设置有靠近前面板（12）的滤波腔，所述壳体（11）内还设置有靠近后面板（13）的控制腔，所述金属隔离盒（2）安装在滤波腔内，所述控制部件安装在控制腔内，所述前面板（12）和后面板（13）与壳体（11）密封连接。

3.根据权利要求2所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述前面板（12）和后面板（13）与壳体（11）的连接处均通过EMI衬垫密封。

4.根据权利要求3所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述壳体（11）通过铝合金材料一体成型。

5.根据权利要求1~4任一项所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述机箱（1）外表面为平面表面，所述机箱（1）内表面为设置有若干沟槽的齿形表面。

6.根据权利要求1~4任一项所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述金属隔离盒（2）包括铝合金面板（21）和EMI金属丝屏蔽网（22）；所述铝合金面板（21）与前面板（12）组成金属隔离盒（2）的盒体，所述EMI金属丝屏蔽网（22）设置在铝合金面板（21）的内表面。

7.根据权利要求6所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述铝合金面板（21）为经过导电氧化工艺的铝合金材料制备而成，组成盒体的铝合金面板（21）之间和铝合金面板（21）与前面板（12）之间均通过导热硅脂密封。

8.根据权利要求1~4、7任一项所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述控制部件（100）包括主板（101）和均连接在主板上的电源模块（102）、信号处理模块（103）、输出模块（104）；所述电源模块（102）、信号处理模块（103）、输出模块（104）相互平行且相互之间无直接电气连接。

9.根据权利要求8所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述电源模块（102）、信号处理模块（103）、输出模块（104）均竖直设置在壳体（11）内，且所述电源模块（102）、信号处理模块（103）、输出模块（104）上下两端均通过壳体（11）内壁的沟槽固定；所述电源模块（102）、信号处理模块（103）、输出模块（104）远离主板（101）的一端均通过硅胶垫与后面板固定连接。

10.根据权利要求9所述的辅助动力装置控制部件的抗干扰结构，其特征在于：所述电源模块（102）为DC-DC电源模块，所述信号处理模块（103）的地线连接处、电源模块（102）的地线连接处、电源模块（102）的电源输出处均连接有零欧电阻。