[發(fā)明專利]一種航空電磁發(fā)射裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810770579.8
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109061747B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張一鳴;原大康;張國森;高俊俠
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G01V3/16
• 分類號: G01V3/16;G01V3/17
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種航空電磁發(fā)射裝置，其特征在于，包括：依次連接的充電控制單元、采用三相PWM全控整流方式的整流單元、能量存儲單元、串聯(lián)諧振單元和發(fā)射單元；

還包括分別與所述整流單元、串聯(lián)諧振單元和發(fā)射單元連接的驅(qū)動單元；分別與所述充電控制單元和驅(qū)動單元連接的主控單元；以及分別與所述能量存儲單元、串聯(lián)諧振單元、發(fā)射單元和主控單元連接的信號檢測單元；

交流電經(jīng)過所述整流單元轉(zhuǎn)換為直流電并傳遞給所述能量存儲單元，所述信號檢測單元檢測所述能量存儲單元的端電壓信號并傳送給所述主控單元，所述主控單元根據(jù)所述能量存儲單元的端電壓信號生成相應(yīng)的驅(qū)動信號并傳送給所述整流單元對應(yīng)的驅(qū)動單元，所述整流單元根據(jù)所述驅(qū)動單元的驅(qū)動信號運(yùn)行，并保持所述能量存儲單元的端電壓在范圍內(nèi)保持穩(wěn)定；

所述串聯(lián)諧振單元和所述發(fā)射單元構(gòu)成串聯(lián)諧振電路；所述信號檢測單元檢測所述串聯(lián)諧振電路中的諧振電流值傳送給所述主控單元，所述主控單元根據(jù)所述諧振電流值判斷發(fā)射過程，控制所述發(fā)射單元的發(fā)射開關(guān)，諧振產(chǎn)生的發(fā)射波形生成后斷開所述串聯(lián)諧振電路；

還包括高頻換向電路單元，所述高頻換向電路單元設(shè)于所述能量存儲單元和所述串聯(lián)諧振單元之間，所述能量存儲單元和所述串聯(lián)諧振單元分別和所述高頻換向電路單元連接，用于產(chǎn)生諧振發(fā)射電流的串聯(lián)諧振單元和發(fā)射單元全部位于高頻換向電路單元之后；

所述高頻換向電路單元根據(jù)所述主控單元發(fā)出的信號切換電路工作狀態(tài)，以配合所述發(fā)射單元的發(fā)射相位，具體包括：

S1、所述串聯(lián)諧振單元中匹配相應(yīng)發(fā)射頻率的諧振電容接入電路；所述高頻換向電路中的第七IGBT和第十IGBT導(dǎo)通，第八IGBT和第九IGBT斷開，所述能量存儲單元為所述諧振電容補(bǔ)充能量；

S2、若所述諧振電容兩端的電壓正向達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值，所述高頻換向電路中的第七IGBT和第十IGBT斷開，當(dāng)所述主控單元發(fā)出正向發(fā)射指令，所述發(fā)射單元的發(fā)射開關(guān)閉合，諧振電容與發(fā)射線圈構(gòu)成諧振電路，所述諧振電容兩端的電壓逐漸下降，所述發(fā)射單元中發(fā)射線圈中的電流逐漸上升；

S3、若所述諧振電容兩端的電壓下降至0，所述發(fā)射線圈中的電流達(dá)到電流正向峰值附近之后逐漸減小，所述發(fā)射線圈為所述諧振電容反向充電，所述諧振電容兩端的電壓逐漸反向上升；

S4、若所述發(fā)射線圈中的電流降至0，表示一個正向半正弦脈沖發(fā)射完成，此時所述諧振電容兩端的電壓反向達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值，之后斷開所述發(fā)射單元的發(fā)射開關(guān)，所述高頻換向電路中的第八IGBT和第九IGBT導(dǎo)通，所述能量存儲單元再次為所述諧振電容補(bǔ)充能量，直至所述諧振電容兩端的電壓反向達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值；

S5、所述諧振電容兩端的反向電壓達(dá)到第一預(yù)設(shè)電壓值，所述高頻換向電路中的第八IGBT和第九IGBT斷開，當(dāng)所述主控單元發(fā)出反向發(fā)射指令，所述發(fā)射單元的發(fā)射開關(guān)閉合，所述諧振電容兩端的電壓逐漸下降，所述發(fā)射單元中發(fā)射線圈中的電流逐漸上升；

S6、若所述諧振電容兩端的電壓下降至0，所述發(fā)射線圈中的電流達(dá)到電流反向峰值之后逐漸減小，所述發(fā)射線圈為所述諧振電容正向充電，所述諧振電容兩端的電壓逐漸正向上升；

S7、若所述發(fā)射線圈中的電流降至0，表示一個反向半正弦脈沖發(fā)射完成，此時所述諧振電容兩端的電壓正向達(dá)到第二預(yù)設(shè)電壓值，之后斷開所述發(fā)射單元的發(fā)射開關(guān)，所述高頻換向電路中的第七IGBT和第十IGBT導(dǎo)通，所述能量存儲單元再次為所述諧振電容補(bǔ)充能量，直至所述諧振電容兩端的電壓正向達(dá)到所述第一預(yù)設(shè)電壓值；

其中，所述第二預(yù)設(shè)電壓值小于所述第一預(yù)設(shè)電壓值。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空電磁發(fā)射裝置，其特征在于，

所述高頻換向電路單元根據(jù)所述主控單元發(fā)出的驅(qū)動信號切換電路工作狀態(tài)，將所述能量存儲單元按照所述發(fā)射單元的發(fā)射相位與所述串聯(lián)諧振單元連接；所述串聯(lián)諧振單元和所述高頻換向電路單元并聯(lián)，生成要求發(fā)射波形并通過所述發(fā)射單元發(fā)射。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種航空電磁發(fā)射裝置，其特征在于，還包括機(jī)載交流電源或發(fā)電機(jī)，所述機(jī)載交流電源或發(fā)電機(jī)作為供電端，分別與所述充電控制單元和所述信號檢測單元連接。