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機載大功率射頻同軸繼電器設計


  來源: 中國電子科技集團公司第四十研究所 時間:2016-05-06 作者:孫紹強
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圖3 控制電路原理圖

D型連接器1、2端子施加28Vd.c.激勵電壓,當端子4為高電平時,激勵電壓施加到線圈L1上,線圈L1上有電流通過,并生產電磁力帶動機構動作,射頻開關S1閉合、S2斷開,由于RC沖放電電路,隨著充電的連續,電容C兩端電壓不斷升高,當完全截止時,線圈L1上電流為零。由于本產品為自保持型,即使線圈L1電流變為零時,機構并不發生翻轉,仍保持在如圖所示狀態,當需要發生翻轉時,只需在D型連接器端子5施加高電平,原理同上。

本項目產品的實際動作時間不大于15ms,為了保證產品可靠動作,線圈中電流的持續時間應大于25ms,該時間由電容充電時間決定,其理論計算公式如下:

05(暫缺)

式(1)中:C為充電電容,R為充電回路電阻,V為電容終電壓,V0為電容初始電壓,Vt為t時刻電容電壓。

(2)電磁系統設計

射頻同軸繼電器類產品中,用電磁力驅動是普遍的方法,通常電磁系統采用的類型主要是“平衡旋轉式”和“螺旋管式”。“平衡旋轉式”電磁系統其優點是轉軸兩端銜鐵部分質量相對平衡,對轉軸的總力矩為“零”,可以耐較高的沖擊、振動,以保證惡劣環境下的可靠性。“螺旋管式”電磁系統優點是磁的利用率較高,磁路系統的漏磁小,鐵芯的行程較大。

依據產品應用于機載條件,電磁系統采用了“平衡旋轉式”結構,見圖4,磁路原理見圖5。

圖4 平衡旋轉式 
圖5 磁路原理圖

HL-磁鋼磁勢;(IW)-線圈通電時產生的磁勢;R-磁鋼磁阻; R-鐵芯磁阻; R-軛鐵磁阻;R-銜鐵磁阻;Rδx-磁鋼與銜鐵間氣隙磁阻; Rδ1-銜鐵在左回路中氣隙磁阻;Rδ2-銜鐵在右回路中氣隙磁阻。

當線圈在激勵狀態下,驅動機構的靜態吸力F為:

φm2、φm1為磁鋼的磁通量,由公式(3)求得:

式(3)中:Hm導磁體中的磁場強度,由磁鋼的去磁曲線求得,lm為磁鋼的長度,k1為修正系數,Rδ為氣隙磁阻,μ0為真空磁導系數,S為極靴面積。

φn為線圈的磁通量,由公式(4)求得:

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