2014年9月,Avascent預測全球商用航空電子設備市場將保持4.8%的增長速度到2019年。該公司還預計,2015年在固定翼商用飛機的商用航空電子系統上的花費將達210億美元。
從財務價值角度來講,商用航空電子設備的最大細分市場有哪些?Lucintel分析師對這些細分市場從大到小進行了排名:通訊網路和導航、控制系統、雷達和監控、顯示系統。
除了以上列出的系統,先進的商用航空電子設備還包括轉向系統、飛機感測器、著陸輔助系統、資訊娛樂系統、先進的預警技術、帶有LED顯示的升級版駕駛艙,以及可檢測劇烈顛簸、風切變的尖端的氣象資料獲取器,和分析常見問題的飛行記錄儀。
先進的跟蹤和記錄技術使得監管機構、飛行員和航空公司可以共用有關飛行危險的大量資訊,從而提高商業飛行的可靠性和安全性。
複雜度與日俱增 航空電子面臨脆弱性問題
與大多數電子系統一樣,商用航空電子的發展及其不斷增長的複雜性都導致脆弱性增加,如果不採取預防措施,風險也在所難免,且添加複雜的航空電子設備意味著在飛機中創建更為隱蔽、更加複雜的電子系統。總而言之,航空電子系統越複雜,這些電子設備就越容易受到損壞。
航空電子系統會受到各種危險條件的影響,包括極端的壓力和溫度、雷電浪湧、靜電放電和其他瞬變。對於位於隱藏面板內的電氣系統,機組人員難以進行檢查維護,會因過電壓瞬變而導致損壞,從而使其失效或故障,並產生高昂的維修費用,或者直接須要更換設備。在最壞的情況下,一處故障可能會危及機組人員和乘客的生命安全。
TVS提供高可靠電路保護 電氣系統安全掛保證
高可靠性的電路保護是保護先進的商用航空電子設備中敏感電子元件免遭災難性事件的關鍵,且採用正確的電路保護解決方案,不便於檢查和維護的電氣系統的運行安全性和可靠性都能得到提升。
現在的設計工程師依靠瞬態電壓抑制(TVS)二極體對商用航空電子設備進行保護。在諸如全權數位式發動機控制(FADEC)系統、飛機感測器、航空電子設備電腦、電子控制飛行控制系統、駕駛艙電子設備和機場著陸輔助系統的航空電子設備中,TVS二極體可提供直流電源保護和靜電放電(ESD)保護(圖1)。
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圖1 最新的航空電子技術需要可提供高可靠性的電路保護元件,如SMBJ-HR和SMBJ-HRA TVS二極體。 |
選擇這些矽雪崩器件的原因是它們快速的回應時間、低鉗位元電壓、高浪湧能力和低漏電流,設計目的是為保護敏感的電子設備免受因雷擊浪湧、靜電放電和其他瞬變引發的電壓瞬變。
選擇TVS二極體製造商 設計人員須掌握七大秘訣
要為某個航空電子應用找到最佳的電路保護解決方案,設計工程師首先要甄別電路保護器件的可靠製造商。在尋找TVS二極體製造商時,須注意以下幾個關鍵特徵。
確定好製造商之後,設計工程師應該加以考慮該公司產品系列中的TVS二極體功能,其中最重要的特點是用來確保只選擇符合MIL-STD和JEDEC標準的所有嚴格的測試程式要求的TVS二極體的篩選和分揀過程。
這一高度精確的過程保證了這些元件卓越的可靠性和性能。除了篩選和分揀,還應備有浪湧監測、高溫反向偏壓(HTRB)監測和電氣監測分揀步驟。
對於靈活性,TVS二極體應使用以下兩種方式之一進行生產,成品篩選及B組試驗應力,包括抗浪湧、老化(即HTRB)等。或者是按照製造商內部要求的客制化篩選和分揀過程流程。理想的TVS二極體的封裝為緊湊的SMB、SMC和SMD DO-214AA封裝,峰值脈衝功率耗散的額定值為600~3,000瓦(W)之間。在符合RTCA/DO-160「機載設備環境條件和測試程式標準」的前提下,理想的TVS二極體還應便於設計。
隨著商業航空電子產業在產品安全性和可靠性方面持續發展,複雜航空電子設備的需求也持續增長,而與
先進的航空電子產品需求增長隨之而來的是對電路保護技術的需求,以為這些複雜系統內部的敏感電氣元件提供保護。
TVS二極體技術的電路保護可確保飛機電子設備的安全性和完整性,保護著機組人員和乘客的生命安全。
(本文作者為Littelfuse半導體事業部技術行銷暨TVS二極體陣列產品總監)