固态继电器输入端电磁脉冲效应研究

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1、2010年第2期导弹与航天运载技术No．22010总第306，明MISSII。ESANDSPACEVEHICI。ESSumNo．306文章编号：1004-7182(2010)02—0055-04固态继电器输入端电磁脉冲效应研究陈向跃1，孙蓓云1，付继伟2，于海涛2(1．西北核技术研究所，西安，710024：2．北京宇航系统工程研究所，北京，100076)摘要：通过方波电流注入方法对某型号固态继电器的输入端电磁脉冲效应进行了实验研究，给出了输入端方波注入对固态继电器输出端性能影响的实验结果，为固态继电器的产品设计及实际应用提供参考．关键词：固态继电器；电流注入；电

2、磁脉冲中图分类号：V44文献标识码：AStudyonElectroMagneticPulseEffectsonInputPortofSolidStateRelayChenXiangyuel，SunBeiyunl，FuJiwei2，YuHaita02(1．NorthwestInstituteofNuclearTechnology，Xi’an，710024；2．BeijingInstituteofSpaceSystemsEngineering，Beijing，100076)Abstract：Antestismadetoinvestigatetheelectromag

3、neticpulseeffectsoftheinputportofasolidstaterelaywhenitisinjectedwithsquare-wavecurrents．Thetestresultsarepresentedandsomeconclusionsaledrawn．Thisprovideareferrencetothedesignandapplicationofsolidstaterelay．KeyWords：Solidstaterelay；Currentinjection；Electromagneticpulse0前言固态继电器是由固体电子元

4、器件、集成电路、混合集成电路组成的无触点继电器，是一种功率电子开关电路。固态继电器作为一种新兴高可靠性无触点开关被广泛应用于航空航天、兵器船舶、计算机控制、电机控制等自动化控制领域【1】。随着各种系统电子化程度的提高，复杂电磁环境下系统抗干扰能力要求越来越高，特别是强电磁脉冲的危害也越来越明显。固态继电器输入端和输出端外接引线都可感应电磁脉冲干扰信号，影响继电器正常工作甚至损伤继电器，从而导致系统工作异制引。开展固态继电器的电磁脉冲效应研究工作，可为产品抗电磁脉冲设计及应用提供数据，也可提高固态继电器实际应用的可靠性。本文选取某趔号继电器为实验对象，通过注入不同

5、幅度、脉宽的方波电流模拟继电器输入端受电磁脉冲干扰状态，研究输出端短路持续时间的变化规律，为该型号的继电器实际应用提供了参考。1实验原理1．1直流磁耦合固态继电器固态继电器原理如图1所示。当输入端子有一定的直流信号时，振荡电路产生的振荡信号经隔离变压器耦合到整流电路，使功率开关得到驱动力电平，输出端子获得有效的输出。电磁脉冲环境中，输入端引线感应的干扰信号可能引起输出端误动作，也可能损坏内部的电子元器件导致继电器功能失效；输出端引线感应的干扰信号可能损坏功率开关管【3】。任何一种效应都会导致整个系统工作异常，在注入方波电流低于固态继电器输入端损伤阈值的前提下，本

6、文对输入端引入干扰信号对输出端性能的影响进行了研究。图1直流固态继电器工作原理1．2方波电流注入方法电磁脉冲效应研究有场环境辐射法和电流注入法两种[41，场环境辐射法适合对大系统开展考核试验，电流注入法适合对引线端口开展效应规律研究。固态继电器输入端电磁脉冲效应可采用电流注入法，图2给出了实验的电路，注入方波模拟固态继电器输入端外接引线引入的电磁脉冲干扰信号。根据输入端阻抗特性，选择外接并联62Q电阻，与方波信号源匹配，确保注入信号为收稿H期：2009．05．10；修同口期：2009．1I-06基金项目：国家自然科学基金资助项目(50707027)作者简介：陈向

7、跃(1979．)，男，助理研究员。主要从事电磁脉冲效应试验技术研究工作56导弹与航天运载技术2010年方波信号，方波注入为正极性掺1。输出端简单搭接模拟回路，监测输入端方波注入时回路电流的变化，根据电流变化的规律研究固态继电器输出端导通状态的改变。当输入端无注入信号时，输出端电阻大于lMQ；当输入端注入方波信号时，输出端瞬时导通。’Df--一-、0燃。坚一—tI⋯固念继电器。≥一十E乜流Ⅱ图2方波注入电路根据实验原理，分别开展相同脉宽不同幅度方波电流注入、相同幅度不同脉宽方波电流注入两种状态实验，并根据实验结果研究输入端注入方波电流时输出端的开启时间。实验过程中

8、，根据继电器输入端损伤阈