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电磁脉冲干扰及瞬变脉冲干扰模拟器介绍
作者:  日期:2016-09-14  浏览次数:3664次  来源:
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      电磁脉冲辐射干扰是辐射干扰中的一类特殊而重要的干扰形式。电磁脉冲产生于瞬态的电磁场变化。电磁脉冲大致分为三种:第一种为系统产生的电磁脉冲,第二种为雷电脉冲,第三种为核电磁脉冲。系统产生的电磁脉冲是最常见的脉冲现象(瞬变脉冲传导干扰信号模拟器测试),例如感性负载在接通和断开瞬间,会产生高压放电。雷电脉冲和核电脉冲的形式相近,但强度远大于系统的电磁脉冲。雷电脉冲产生于雷电放电的瞬间,核电磁脉冲产生于核武器爆炸的瞬间。一般的讲,核电脉冲的强度和影响范围都比雷电脉冲大。然而,无论何种形式的电磁脉冲,都伴随着很强辐射产生。即使在传导线路中产生的电磁脉冲,也会沿传输导线或从其产生空间向外辐射脉冲电磁场,干扰附近甚至远处的电子设备。因此,电磁脉冲辐射干扰的强度大、频谱宽,干扰危害更大。
      系统产生的电磁脉冲干扰
      在电子系统的工作环境中,往往存在各种电气控制装置和电气运行装置。这些装置一般都是感性负载,如交直流继电器、交直流电磁铁和交直流电机等。这些感性负载的控制器件,有触点式开关,也有电子式开关。无论哪一种控制器件,当其断开或接通负载的供电电源时,都将在电感线圈的两端产生高于电源电压数倍到数十倍的高反压。这一高达百伏甚至数千伏的冲击电压,不仅能接触点或控制器件的触点间产生电击穿,出现飞弧放电和辉光放电现象,而且也能使电子开关产生破坏性击穿。同时还能够产生对低电平电子系统危害很大的高频电磁辐射。因此,为区别来自系统外部的电磁脉冲辐射,特将此类电磁脉冲归类为系统产生的电磁脉冲。
      1、高反压脉冲的产生。
      2、开关接点放电。断开感性负载产生的高反压迅速加在开关接点两端,在两接点脱离过程中,该高反向电压产生火花放电。高反压是前沿很陡的传导电压脉冲‘火花放电则将高反压能量转换成瞬间的空间电磁场变化,它们对临近的敏感电路,尤其是数字电路,有很强的干扰影响,严重时还能造成数字电路的信息错误,存储丢失,程序混乱等严重错误。
火花放电可分为两个过程:一个是飞弧放电,另一个是辉光放电。两者不一定在一次放电中都出现。
      1)飞弧放电(低电压大电流击穿)。开关接点由高反压形成的场强导致接点表面电子发射。电子发射所产生的高温使金属表面气化,引起电离导电,形成飞弧放电。飞弧放电的微观物理描述是:接点表面微观点起始的电场强度最高,因而从负极上拉出电子流,由于焦耳效应使负极温度升很高;又由于电子冲撞,正极金属原子发生电离,正离子向负极移动,在负极表面附近形成空间正电荷区;该正电荷分布加强这一区域的电场,使更多的电子发射和电子冲撞,形成雪崩过程。这个雪崩过程的物理表现就是飞弧放电。飞弧放电与金属气化有关,故在飞弧放电过程中,两接点可能发生熔性黏着,构成“金属桥路”使飞弧放电中断,随着接点进一步断开,以发生第二次飞弧放电。这种继续的飞弧放电对外界的干扰极大。同时对接点的损坏也很大。
      2)辉光散电(高电压小电流击穿)。开关接点间气体分子在高电压下电离导电,形成辉光放电。其微观过程是:原来存在于空气中的少数电离子,在极大的场强作用下加速,与其他其他分子碰撞产生新的电子和离子,形成链式反应;两种电荷运动,撞击开关正负极板,在正极上产生二次电子,加剧链式反应,最终形成电子流导电,其过程伴随辉光。
上述两种放电形成的尖峰脉冲将极宽频带的电磁能量向周围空间辐射,对外界环境中的电子设备构成高频干扰。
      3)接点保护方法。为了保护感性负载的控制开关接点,同时也为了减小电磁脉冲辐射干扰,在接点或电感负载两端需加保护网络,接点保护网络有多种形式,其中一些已经实践和理论验证,具有显著效果。通过在接点或负载两端加装保护网络,可以使电源在断开时感性负载的高反压降到最低值。
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