干扰途径与耦合机制
作者:  日期:2017-08-09  浏览次数:230次  来源:
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       产生干扰必须具备三个条件:干扰源、干扰通道及易受干扰设备。外部干扰通道主要通过分布电容的电磁耦合传到内部;内部干扰通道则表现为极为复杂。由于设备敏感元件的选用和结构布局等不尽合理,造成本身抗干扰能力差,因此要从设备设计上对干扰加以抑制,降低其幅度,减少其影响力。
       1、干扰途径
       开关电源的防雷干扰工作重点是防止感应雷入侵。入侵系统的雷电过电压过电流主要有以下三个途径。苏州泰思特研发生产出雷电直接效应测试系统、雷电间接效应测试系统等高压冲击试验设备。
       (1)由交流220V电压供电线路入侵
       开关电源的电压由电力线路输入室内,电力线路可能遭受直击雷和感应雷。直击雷击中高压电力线路,经过变压器耦合到220V低压,入侵开关电源;低压线路也可能被直击雷击中或感应雷电引起过电压。在220V电源线上出现的雷电过电压平均可达10000V,对开关电源可造成毁灭性打击。电源干扰复杂性中众多原因之一就是包含着众多的可变因素,电源干扰可以以“共模”或“差模”方式存在。电源干扰复杂性中的第二个原因是干扰情况可以从持续周期很短暂的尖峰干扰到全失电之间变化。电源干扰进入到开关电源的途径有:一是电磁耦合;二是电容耦合;三是直接进入。
       (2)由信息线路入侵
       当地面突出物遭直击雷打击时,强雷电电压降临近土壤击穿,雷电流直接入侵到电缆外皮,进而击穿外皮,使高压入侵信息传输线路。
       雷云对地面放电时,在线路上感应出上千伏的过电压,击坏与线路相连的电器设备,通过设备连线侵入通信线路。这种入侵沿通信线路传播,涉及面广,危害范围大。
       若通过一条多芯电缆连接不同来源的导线或者多条电缆平行铺设时,当某一导线被雷电击中时,会在相邻的导线中感应出过电压,击坏低压电子设备。
       (3)地电位反击电压通过接地体入侵
       雷击时,强大的雷电流经过引下线和接地体泄入大地,在接地体附近形成放射型的电位分布,这时若有连接电子设备的其他接地体靠近,即产生高压地电位反击,入侵电压可高达数万伏。建筑物防直击雷的避雷器引入强大的雷电流通过引下线入地,在附近空间产生强大的电磁场变化,会在相邻的导线上感应出雷电过电压。
       2、联合机制
       雷电冲击影响微电子设备构成系统的耦合机制有下面几种。
       电阻耦合。雷电放电将使受影响的物体相对于远端地的电位升高至几百千伏,地电位升高形成的电流将分布到设备的金属部分,如连接到系统参考点数据线和电源电线。电缆屏蔽层的电流将分布到设备的金属部分,如连接到系统参考点数据线和电源电线。电缆屏蔽层的电流在屏蔽层和芯线之间引起过电压,其数值与传输阻抗成正比例。
       磁耦合。在导体上流通的或处在雷电通道的雷电流会产生磁场,在几百米范围内,可以认为磁场的时间变化率与雷电电流时间变化率相同。然而,磁场经常被建筑材料和周围的物体所衰减和改变。磁场的变化会在室内外电缆设备上产生感应电流和电压。
       电耦合。雷电通道下端的电荷会在附近产生一个很强的电场,它对鞭状天线设备有影响,而对于建筑物内部电场干扰一般可以忽略。

       电磁耦合。远距离雷电放电产生的电磁场会在大范围的数据传输网上感应出过电压,这种干扰会传导到接口上,但这种情况下直接辐射的电磁场很难对建筑物或机柜内的微电子设备造成破坏。

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