强电磁脉冲耦合与电源防护研究

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1、强电磁脉冲耦合与电源防护研究邓建球郝翠海军航空工程学院兵器科学与技术系北京信息科技大学信控中心摘要：鉴于强电磁脉冲对电子产品的强大损坏力，建模分析了强电磁脉冲在电源线上的耦合电压大小。基于耦合电压大小，设计了直流电源防护电路。防护电路由瞬态防护部分和低通滤波部分组成。其中，瞬态电路用来降低耦合电压脉冲幅度，低通滤波电路滤除耦合电压的高频部分。最后，不同电路参数进行优化组合得出最优效果的防护电路。仿真和实验结果表明：本文设计的防护电路可以很好地防护直流电源不受强电磁脉冲影响。关键词：防护电路;强电磁脉冲;瞬态抑制

2、管;压敏电阻;低通滤波器;作者简介：邓建球男，1974年生，副教授。主要研究方向：电路设计、系统设计。作者简介：郝翠女，1986年生，博士，讲师。主要研究方向：电磁计算、电路设计。E-mail:haocui0433234@163.com收稿日期：2017-05-06基金:国家自然科学基金(61473161)ResearchonPowerfulElectromagneticPulseCouplingandPowerSourceProtectionDENGJian-qiuHAOCuiWeaponScienceand

3、TechnologyDepartment,Nava1AeronauticalEngineeringInstitute;ElectronicInformationandControlExperimentalTeachingCenter，BeijingInformationScienceandTechnologyUniversity;Abstract：Basedonthewreakingdamageofthepowerfulelectromagneticpulsetotheelectronicproducts,th

4、ecouplingvoltageonthepowerlineandtheprotectioncircuitwerestudiedinthispaper.Thecouplingvoltage’srangewascalculatedbythemodel.Basedonthecouplingvoltage’srange,theprotectioncircuitofDCpowersourcewasdesigned.Theprotectioncircuitwascomposedoftransientprotectionc

5、ircuitandlow-passfilter.Thetransientprotectioncircuitwasdesignedtoreducetheamplitudeoftheinterferencesignalanddischargeapartofinterferencesignalenergy.Thelow-passfilterwasdesignedtofilteroutthehighfrequencycomponents.Thesimulationsandexperimentsweredonetocom

6、paretheprotectioneffectsofprotectioncircuitswithdifferentparametersatlast.TheresultsshowthattheprotectioncircuitdesignedinthisarticlecanprotecttheDCpowersourceverywell.Keyword：protectioncircuit;powerfulelectromagneticpulse;transientvoltagesuppressor;piezo-re

7、sistor;low-passfilter;Received：2017—05-06引言随着电子信息技术的发展，人们日益依赖电子设备。如果环境中产生了一个强电磁脉冲，这些电子设备将不同程度受损甚至毁坏11^1。因此，很多研宄人员研究电子设备的电磁脉冲防护技术。虽然大部分电磁干扰可以被电子设备的金属外壳屏蔽掉［4-8］，但是电子设备不会完全被金属外壳包围，电源线和信号线会穿过金属外壳的孔缝与电子设备的内部电路相连。这样，外部电源线暴露于强电磁脉冲下，强电磁脉冲将会耦合进入电源线，并引入到电子设备内部，损坏内部电路。

8、文献［9-12］研宄了瞬态抑制管在抑制由电磁脉冲引起的过压方面的作用，并表明瞬态抑制管在抑制瞬态大电压脉冲方面具有很强的能力m。压敏电阻也可以用于电压限制电路。文献［14］揭示了压敏电阻的应用。低通滤波器可以用于滤除高频电压干扰［15-17］。本文将瞬态抑制器件与低通滤波器结合起来，设计直流电压的强电磁脉冲保护电路。应用瞬态抑制元器件降低瞬态高压脉冲，再用低通滤波器滤除干扰电压脉冲的高