[發明專利]一種航空電磁發射裝置及方法

有效

• 申請號: 201810770579.8
• 申請日: 2018-07-13
• 公開（公告）號: CN109061747B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 張一鳴;原大康;張國森;高俊俠
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G01V3/16
• 分類號: G01V3/16;G01V3/17
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種航空電磁發射裝置，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、串聯諧振單元和發射單元；

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

交流電經過所述整流單元轉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，所述主控單元根據所述能量存儲單元的端電壓信號生成相應的驅動信號并傳送給所述整流單元對應的驅動單元，所述整流單元根據所述驅動單元的驅動信號運行，并保持所述能量存儲單元的端電壓在范圍內保持穩定；

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

還包括高頻換向電路單元，所述高頻換向電路單元設于所述能量存儲單元和所述串聯諧振單元之間，所述能量存儲單元和所述串聯諧振單元分別和所述高頻換向電路單元連接，用于產生諧振發射電流的串聯諧振單元和發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所述主控單元發出的信號切換電路工作狀態，以配合所述發射單元的發射相位，具體包括：

S1、所述串聯諧振單元中匹配相應發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充能量；

S2、若所述諧振電容兩端的電壓正向達到第一預設電壓值，所述高頻換向電路中的第七IGBT和第十IGBT斷開，當所述主控單元發出正向發射指令，所述發射單元的發射開關閉合，諧振電容與發射線圈構成諧振電路，所述諧振電容兩端的電壓逐漸下降，所述發射單元中發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，所述發射線圈中的電流達到電流正向峰值附近之后逐漸減小，所述發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、若所述發射線圈中的電流降至0，表示一個正向半正弦脈沖發射完成，此時所述諧振電容兩端的電壓反向達到第二預設電壓值，之后斷開所述發射單元的發射開關，所述高頻換向電路中的第八IGBT和第九IGBT導通，所述能量存儲單元再次為所述諧振電容補充能量，直至所述諧振電容兩端的電壓反向達到第一預設電壓值；

S5、所述諧振電容兩端的反向電壓達到第一預設電壓值，所述高頻換向電路中的第八IGBT和第九IGBT斷開，當所述主控單元發出反向發射指令，所述發射單元的發射開關閉合，所述諧振電容兩端的電壓逐漸下降，所述發射單元中發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，所述發射線圈中的電流達到電流反向峰值之后逐漸減小，所述發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、若所述發射線圈中的電流降至0，表示一個反向半正弦脈沖發射完成，此時所述諧振電容兩端的電壓正向達到第二預設電壓值，之后斷開所述發射單元的發射開關，所述高頻換向電路中的第七IGBT和第十IGBT導通，所述能量存儲單元再次為所述諧振電容補充能量，直至所述諧振電容兩端的電壓正向達到所述第一預設電壓值；

其中，所述第二預設電壓值小于所述第一預設電壓值。

2.根據權利要求1所述的一種航空電磁發射裝置，其特征在于，

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

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