电子设备论文范文

时间:2023-02-24 02:05:10

电子设备论文

电子设备论文范文第1篇

1原理与设计

大功率,高电压的电力电子设备都是有数量较多的单个性能参数一致的功率器件经过并联、串联、串联后再并联等方式组合而成。

1.1多个功率器件并联时自愈工作原理多个功率器件并联时如图1所示,并联于功率器件匀流电阻两端的光电隔离开关输出信号会同步于功率器件的开断工作状态,该信号与同步触发脉冲器的输出信号进行比较。这两个信号如果同步则比较器不输出,如果不同步则比较器输出控制命令,令与该功率器件串联的断路开关断开,自动断开故障的功率器件,同时通过显示控制总线向显示控制屏发出显示该功率器件故障的指示信息。

1.2多个功率器件串联时自愈工作原理多个功率器件串联时如图2所示,并联于功率器件的光电隔离开关的输出信号会同步于功率器件的开断工作状态,该信号与同步触发脉冲器的输出信号进行比较。这两个信号如果同步,则比较器不输出,如果不同步则输出控制命令,令与该功率器件并联的旁路开关闭合,自动短路掉故障的功率器件,同时通过显示控制总线向显示控制屏发出显示该功率器件故障的指示信息。

2应用实例

以串联谐振耐压试验设备的变频电源为例进行试验测试,变频电源的输出采用大功率高耐压多只IGBT器件并联后组成桥式输出电路。变频电源的技术参数为:额定输出功率:100kW;额定输入电压:三相380V±12%50Hz;输出电压:0~350V连续可调,输出电压不稳定度≤1%;额定输出电流:286A。图3为桥式输出四分之一桥臂的部分电路,QA11和QA21为输出功率器件IGBT;KA11和KA21分别为QA11和QA21功率器件的自动剔除的高速继电器;RA11和RA21为功率器件的匀流电阻;AI1为功率器件的驱动输入信号端;AO11和AO21为对应功率器件异常后输出指示信号端,高电平为异常;UA11和UA21为比较器;OUTA为桥臂输出端。电路工作原理为,比较器UA11和UA21始终比较输入端1和2的信号,若这两个电平信号始终同步则,它的输出端3处于低电平,继电器KA11和KA21不动作,功率器件QA11和QA21全部正常工作;若某个功率器件击穿或开路,该路对应的比较器1和2路的输入端将会不同步,此时比较器输出端3将输出高电平,驱动该路继电器闭合,切断了该功率器件电源回路,同时使继电器自保持,且输出一个高电平报警信号,其余的功率器件由于电路设计时都具有比较大的冗余,能够继续工作,能够确保试验过程继续进行下去,直到试验工作全面完成。实现了预知故障,提高了电力电子设备工作可靠性。对于串联的功率器件可以采用类似的方法进行单个功率器件损坏后自动剔除。

3结论

利用这种多个器件并联单个损坏后开路,多个器件串联单个损坏后短路的自动剔除技术,使电力电子设备自愈的方法,能够大大提高电力电子设备工作的可靠性,特别对于高压直流输电等关系国计民生的领域,将不可预知故障转变为可以预知的计划检修意义十分重大。

电子设备论文范文第2篇

关键词:电子设备电磁兼容性干扰源有效抑制

1引言

随着电子技术的迅速发展,现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前,电子设备已处速发展的时期,并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展,必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中工作。因此,必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁干扰(EMI)影响的科学。目前,就世界范围来说,电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时,不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量,又应该不受任何不希望有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素,因此,它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2-1内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰,包括以下几种。

(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰;(与工作频率有关)

(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合,或导线之间的互感造成的干扰;

(3)设备或系统内部某些元件发热,影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰;

(4)大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2-2外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰,包括以下几种。

(1)外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统;

(2)外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统;

(3)空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰;

(4)工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰;

(5)由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比扰的对象结构尺寸小,或者干扰源与扰者之间的距离r>>λ/2π时,则干扰信号可以认为是辐射场,它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入扰对象的通路。

(2)干扰信号以漏电和耦合形式,通过绝缘支承物等(包括空气)为媒介,经公共阻抗的耦合进入扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低,干扰信号的波长λ比扰对象的结构尺寸长,或者干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ/2π,则干扰源可以认为是似稳场,它以感应场形式进入扰对象的通路。

(3)干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4-1接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个:

(1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地干作。

(2)防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地,也可获得良好的屏蔽效果。

(3)保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类,即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中,只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引线的长度最短。接地平面,可以是设备的底板,也可以是贯通整个系统的地导线,在比较大的系统中,还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点,利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4-2屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是:

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率(高电导率)的金属材料中产生的涡流(P=I2R,电阻率越低(电导率越高),消耗的功率越大),形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4-3其它抑制干扰方法

(1)滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平,因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率,滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力,从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以,采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合,或是增强接收设备的抗干扰能力,都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开,消除电路之间的耦合,并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多,选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

(2)正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的,其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源,因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

(3)电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求,可以结合屏蔽,采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路,对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号,可在负载上自行消失。另外,还可采用其它一些电路技术,例如接点网络,整形电路,积分电路和选通电路等等。总之,采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会(CISPR),主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年,CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准,随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议,为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰特性允许值及其测量方法”(标准11号);“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准12号);“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准13号)等。直至1992年中期,国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳,并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备,产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如,根据无线电通信咨询委员会357-1号建议,在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的(5800~8100MHz)频段上,当给到天线上的功率不超过13dBW时,应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率(即发射机功率和天线增益的乘积)数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务,例如业余无线电爱好者的,移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用,是提高射频资源利用率的一种途径,也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议(无线电频率分配表)和全国文件,实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小,或消除干扰,由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来,我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作,制定了一系列标准和规范。例如,国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法;GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值;GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展,都起了重要的作用。

6一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用,在人类活动的空间无处不充斥着电磁波,因此,电子设备不解决电磁波干扰问题,就不能兼容工作。在实际应用中,人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验,不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时,电磁干扰相当突出,严重时会损坏电子元器件。因此,汽车电子设备的电磁环境最为恶劣,汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染,规定只能使用带阻尼(如碳芯)的屏蔽线作为点火线,实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术,尤其是计算机在汽车上的应用和推广,根据需要和实际要求,可以设计出效果良好的滤波电路,置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;可以设置隔离电路,如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;也可以设置能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;或通过选择元器件和合理安排电路系统,使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置,软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放,内存空间较小,对存放的数据而言,若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果,可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性;如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化,可以在随机内存区设置检验标志;为了减少干扰对随机内存区的破坏,可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置,只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多,如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候,必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰,常用的办法是设置一个定时器,从而保护程序正常运行。

近年来,电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上,于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板,对仪器的正常工作产生有害的干扰,而仪器所产生的电磁波,也非常容易辐射到周围空间,影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求,人们在实践中,研究出塑料金属化处理的工艺方法,如溅射镀锌、真空镀(AL)、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔(Cu或AL)和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后,使完全绝缘的塑料表面或塑料本身(导电塑料)具有金属那样反射(如手机)。吸收、传导和衰减电磁波的特性,从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中,采用导电涂料作屏蔽涂层,性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方,做成一个封闭的导电壳体并接地,把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明,若屏蔽材料能达到(30~40)dB以上衰减量的屏蔽效果时,就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛,而且各种干扰设备的辐射很复杂,要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,根据电磁兼容性原理,可以采取许多技术措施减小电磁干扰,使电磁干扰控制到一定范围内,从而保证系统或设备的兼容性,例如,通信系统最初设计时,就应该严格进行现场电波测试,有针对性地选择频率及极化方式,避开雷达、移动通信等杂波干扰;高压线选择路径时,应尽量绕开无线电台(站)或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽;接收设备与工业干扰源设备适当配置,使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离;在微波通信电路设计中,为了减少干扰,可采用天线高低站方式调整微波电路反射点,并利用山头阻挡反射波,使之不能对直射波形成干扰。另外,微波铁塔是独立的高大建筑物,应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

7结束语

电子设备论文范文第3篇

关键词:雷击雷电波形SPD

近年来,电子信息设备和计算机系统已深入各行各业,由于这类设备的工作电压和耐冲击电压水平低,极易受到雷电电磁脉冲的危害,从而使雷电灾害由电力和建筑物这两个传统领域扩展到几乎所有行业,特别是通讯、信息技术数据中心,计算机中心以及微电子生产行业等由于雷电造成的危害尤为重要。另一方面,因为雷击是机率事件,这种影响尚未引起人们的注意,很多人认为只要按照国家的建筑物防雷设计规范做好避雷针(带)、引下线和接地装置等建筑物内外的防雷工作就“万事大吉”了。但实际上,当雷击现象发生时,建筑物的外部防雷装置确实有效地抵御了雷击对建筑物的破坏,同时均匀的避雷引下线与建筑物接地的均压环也起到法拉第网笼的作用,保证建筑物内的人员不致因跨步电压升高而导致触电事故。

但这时当雷电击中建筑物防雷装置或击中附近其他建筑物的避雷针(带)并由引下线导人大地时,瞬间内在引下线自上而下的产生一个很强的变化磁场。处在这个电磁场作用下的导体,便会感应产生电压,其数值也可达数十千伏,处在这个磁场作用范围的电气、信号、电源及它们的传输线路都因相对地切割了这个变化的磁场磁力线而产生出感应高压,从而将用电设备击坏。如图1所示,如果导体的形状是开口环形感应电压,便会把几厘米长的空气间隙a、b击穿发生火花放电。如果导体是一个闭合回路,感应电压会造成一个电流通过,假如回路上有接触不良的接点,这些地方就会局部发热。再有,由于雷电冲击波的能量集中在工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端,雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振,于是雷电冲击波从电源线路进入电子设备的机率要比从信号线中进入的机率要高很多,据统计,约有8%的雷击损坏电子设备的事故是由电源引入的,因此应特别加强系统中设备电源的防雷措施。

l雷击电子设备的途径及损坏机理

雷击过电压损坏设备可分为两种情况,一种是受雷电直击,另一种受感应雷影响所致。据统计电子设备受雷电直击而损坏的机率很小,而绝大多数损坏为感应雷造成,雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。

还有一种情况值得重视的是电子设备附近的大地或其他设备的接地体,因受直击雷引起的电位升高,会使电子设备造成反击,使之对地绝缘击穿。根据传统经验电子设备的地线与电源设备的地线分开设置是减少这种雷电侵入途径的有效措施之一。所以凡联结有输人或输出线路的电子设备应考虑以上三条侵入途径。不论那种途径侵入的雷击过电压加在电子设备上冲击引起两种过电压,一种是:使平衡电路某点出现超过允许的对地过电压,称为纵向过电压,地电位上升引起的反击也属于从地系统侵入的纵向过电压;另一种是平衡电路线间或不平衡电路线对地出现的过电压称为横向过电压。使用对称传输线的设备,横向过电压是因线路两线间存在不同的纵向过电压;或因纵向防护元件放电性能的分散性(如动作时间有快慢的差别)是造成横向过电压的原因,如果在平衡线路上的两个纵向防护元件,其中一路故障或失效这就造成了横向过电压的极限情况。对不平衡电路如对连接同轴电缆的电子设备其纵向过电压即横向过电压。雷电冲击过电压可导致绝缘击穿,也可产生过电流。进行纵向雷击试验的目的,在于检验设备在纵向过电压下元器件对地的绝缘。横向雷击试验则是检验两线间出现冲击过电压时设备耐受冲击的能力。

在电子设备中,易受雷击过电压损坏的元部件,大多数是靠近设备的入口端,如纵向过电压会击穿线路和设备间起匹配作用的变压器匝间、层间、或线对地绝缘等。横向过电压可随信息同时传至设备内部,损坏设备内的阻容元件及固体元件。设备中元器件受损的程度,取决于元器件绝缘水平,即耐受冲击的强度,对具有白复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦过压消失,即可恢复。有些非自复性的绝缘介质,冲击时只有小电流流过,一次冲击不会立即中断设备,但经过多次冲击,随着多次冲击的累积可能会使元件逐渐受损最终导致毁坏,这就是为什么在试验时要试验冲击次数,极性和间隔的原因所在。

电子元件受雷击损坏的情况,概括起来不外下列三种:(1)受过电压损坏的,如电容器、变压器及电子元件的反向耐压。(2)受过电压冲击能量损坏的,如二极管PN结正向损坏,冲击危险程度在于流过元器件的过电流大小和持续时间,即能量大小。(3)易受冲击功率损坏的,对元件的危害决定于冲击电压峰值和由此而产生的过电流。

2雷电波形

有关雷电冲击波的描述是用波形参数说明,它有峰值波前时间和下降半峰值时间。如图2所示。观测的数据和波形均具有统计特.硅,服从某种分布规律,从而统计出雷电流幅值,波头、波尾、陡度、能量等概率分布。多年来,国内外在对线路结构上或进人电子设备的雷电冲击波形进行了很多观测工作,获得了大量的观测资料。

一些国家通过现场观测发表了很多测试结果。因观测的地理环境和条件的不同。即使在同样条件下,观测得到的数据也不尽相同。早先,有些国家观测得到的几百个波形中,对主放电波形的叙述,当不区另别第一次放电或随后各次闪电时,一般认为雷电流在1—4微秒上升到幅值,然后在40一50微秒内下降到幅值的一半。这就是所谓传统的雷电流波形。正极性闪电的电流波形一般较负极性闪电的波形平坦一些,持续时间较长,上升到幅值的时间约数十微秒,下降到半值时间约为数百微秒。

图2雷击参数定义

在对雷电的研究中,需要在千千万万的实波形中找出典型波形并转化为用数学式表示曲线。比较流行的代表曲线有两种:

1.波头部分用两个指数曲线之差表示,其公式为:

用这公式表示的波形如图3a,当i=0时,电流上升速度di/dt最大;而当电流逐渐增大时,di/dt逐渐减小;到了i=Im时,di/dt变为零。

2.波头部分用余弦曲线表示其公式为:

用这公式表示的波形如图3b,当i=0时,di/dt=0;随着电流上升,di/dt也上升;当I=Im/2时,di/dt到达最大值;然后di/dt减小;当i=Im时,di/dt降为零。

一般习惯于用两个指数曲线之差的形式来表示雷电流波形,并且认为这种表示方式和大多数实际测得的波形比较相似。但是经过近年的观测得到大多数的第一次主放电电流波形在其上升到幅值之前时比较缓慢,然后再转入陡的部分,其波头接近于用余弦来表示的波形。用余弦曲线表示时,因为雷电流最大陡度出现在Im/2处,以此进行雷击的电位计算时可以得到较高的结果而偏于可靠。但是,余弦曲线计算较为繁琐,因而往往简化为直线,也就是用斜角波来表示,通过最大陡度和平均陡度的转化,可以使采用斜角波的计算结果和采用余弦波的计算结果基本一致。

对于雷电流波形的各个量的标志方法各国也不是统一的。典型的雷电流波形是以IEC规定的如图4所示,在幅值Im以前叫波头部分,幅值Im以后叫波尾部分。早先规定由O点到幅值的时间叫波头长度,由0点到波尾半幅值的时间叫全部波长。但是在实际测量中发现,0点及幅值这两点的时间很难精确测定的。为了避免测量中出现的含混,IEC建议测量脉冲电流的实测值按下列方法定义:实效波头时间T1:脉冲电流的实效波头时间,是指脉冲电流在10%幅值及90~/6幅值两个瞬间之间的间隔时间再乘以1.25倍(两个瞬间点A和B见图4(a)。实效半幅值时间T2:脉冲电流的实效半幅值时间T2,是指实效原点O-与波形下降到半幅值的瞬间之间的间隔时间。

测量脉冲电压的方法与脉冲电流相似,所不同的只是选择参考点A的方法不一样。脉冲电压的实效波头时间T1是指从脉冲电压在30~/6幅值及90~/6幅值两瞬间之间的间隔时间乘以1.67倍。实效原点O。是指A点之前0.3T1的一点,如图4b。一般以分式符号表示波头时间及半值时间(又称波尾),例如1.5/40便是指波头时间为1.5微秒,半值时间为40微秒的波形。通常将雷电流由零增长到幅值这一部分称为波头,只有几个微秒;电流值下降的部分称为波尾,长达数十微秒到几百微秒。

在1995年的EIC61312—1中的典型10/350us和8720us雷电流波形。10/35us波是直接雷的电流波形,其能量远大于8/20us波,用这种波型来确定接闪器的大小尺寸。8/20us波是感应雷和传导雷电的电流波形,用这种波形来检验防雷器件耐雷击能力的一种通用标准。它代表雷电电流经过分流、衰减的电流波,又是线路静电感应电压波和防雷导体通过雷电流时对其附近电气导线的电磁感应过电压波。例如防雷的引下线,建筑物LPZI区及其内部计算雷电流的波。

由于雷电参数值随地理环境不同,传输线的结构不同,关于国际标准所规定的波形只是推荐,容许各国根据本国实际情况加以引用或制订。由于我国尚无这方面的资料,故直接引用了IEC和ITU的推荐波形。对于架空明线的波形采用了我国邮电部门的观测资料制订。

建筑物防雷设计规范(GB50057-94)规定了防雷保护区的概念,便于设计者利用系统的层次分析各防雷保护区界面处的金属导体等电位联接和装设过电压保护器去分流和限压的措施,使侵入波干扰信号不断减少。这同我们过去的多道防雷的保护是一致的,在不同防雷保护区的界面上有不同层次的结合,就是要求注意各个介面处内外系统的相互关系与相互作用,即要根据流过电压保护器的电流波形,残压特性和大小,过电压保护器的伏秒特性以及雷电流通过后产生的工频续流大小等选择过电压保护器才是合理的。

3防雷元件性能

防雷元件的冲击特性与试验方法的关系甚为密切,它是规定防雷元件技术参数标准的基础之一。但试验方法又与雷电波形有联系。因为电子设备大都在一定的频率范围内工作,不同频率范围的通路,对冲击波有着不同的响应。因此,对雷电冲击波形进行频谱分析,无论对电子设备的防雷设计和试验都是有意义的。

防雷元件种类繁多,概括起来可分间隙式的(如放电间隙、阀型避雷器、放电管等)和非间隙式的(如压繁电阻、齐纳二极管),再推广一下像扼流线圈、电阻、电容……也可归人这一类,从动作时间来说有快慢的区别。

使用在电涌保护器(sPD)中几类元件的有关参数,虽然有厂家产品说明,但在选用时有的参数还须注意了解。例如放电管的伏秒特性:表征放电管点火电压与时间的关系。它反映了各种不同上升速度的电压波作用在放电管上其点火电压和延迟时间的关系。由伏秒特性曲线可以判断放电管的防护能力。放电管属间隙式,有空气间隙、气体放电管等。再如氧化锌压敏电阻,是一种对电压敏感的元件,是一种陶瓷非线性电阻器,有氧化锌、氧化硅。这种元件,其电压非线性系数高、容量大、残压低、漏电流小、无续流、伏安特性对称、电压范围宽、响应速度快、电压温度系数小等特点。并且有结构简单,成本低等优点,是目前广泛应用的过电压保护器件。适用于交流电压浪涌吸收和各种线圈,接点间过电压的吸收和灭弧,在电子器件过电压保护中广为应用。在选用时关注的是通流容量;按规定的电流波形,在一定的试验条件下施加的冲击电流值,压敏电阻所能承受冲击电流的能力。我国对压敏电阻的考核一般以8/20us波形,在室温条件下,间隔5分钟单方向冲击两次后,5分钟内测试压敏电阻的起始动作电压Vlma值的变化率在百分之十以内时,冲击电流的最大幅值定为通流容量。压敏电阻的残压(LJres):压敏电阻通过电流时,在其两端的电压降谓之残压。通常均以规定的波形,通过不同的电流幅值进行残压测试。目前采用8/20us电流波形,以100A、1000A、3000A、5000A及该元件的满通容量进行残压

试验。另外还有半导体浪涌抑制器件:如瞬间二极管,它是一种过箝压器件,简单TKS,利用大面积硅园锥P-N结的雪崩效应实现过箝位,TRS响应速度快、漏电流小,是极佳的过电压吸收器件。齐纳二极管较为常用,其无极性,正反向具有相同的保护特性,但器件的工作电压至少要为联端的工作电压三倍。其适用于交直流回路,常应用于自动化控制装置的输出回路,即继电器线圈或电磁间线圈两端并联应用。

以上各类间隙式,非间隙式和抑制式器件都是通过浪涌电压产生非线性元件瞬时短路的方式实现防雷保护。

4对电子系统及电子设备的防雷看法

由于电子信息设备是集电脑技术与集成微电子技术的产品,它的信号电压只有5~10伏,这种产品的电磁兼容能力较差,很容易感受脉冲过电压的袭击,它受雷击的概率又比较高,受雷电损坏的可能性就大。但是,电子信息系统是由信号采集、传输、存储、检索等多环节组成。鉴于系统环节多、接口多、线路长等原因,给雷电的耦合提供了条件。系统的电源进线接口,信号输入输出接口,接口的线路较长等是感应脉冲过电压容易侵人的原因,也是过电压波侵入的主要通道。

基于以上原因。电子系统及电子设备的防雷保护重点是感应雷。防雷的方法和措施,是按照现行的防雷规范规定的各个防雷分区的交界处安装SPD设备。将整个系统的雷电防护看成是一个系统工程,综合考虑,全方位保护,力求将雷击灾害降低到最低。为此,规范里阐述了三级网络防雷概念。在线路上三级网络防护是逐步减少瞬态浪涌电流幅值的。最后一级将浪涌过电压限制在设备能安全承受的范围内。一般元件可承受两倍其额定电压以上之瞬间电压,约700V左右的峰值过电压。700V的耐压值在欧洲防雷方面被广泛引用。当然,浪涌电压被限制得越低,则设备越安全。因此,我们在工程设计时分别将第一级SPD尽量靠近建筑物的电源进线处,第二、三级SPD尽量靠近被保护设备。第一级过电压限制在1.5-1.8kV,第二级将残压限制在0.9~1.2kV,第三级将残压限制在0.4~0.TkV。通过这三级限压和对浪涌电流的泄放,最后加载到设备上的过电压通常都不会对设备和系统产生影响。现在防雷防电磁脉冲的保护器件还比较贵,技术性能都有差别,有些防雷产品通过保险只是为了促销,设计者不能盲目地认为是可靠的产品,而应按防雷规范的要求进行设计。

参考文献:

1《电子设备雷击试验导则》编制说明1982年5月。

电子设备论文范文第4篇

1.1医疗器械电子设备维修的必要性

对医疗器械中的电子设备进行维修保养,是这些设备的客观要求,尤其对于大型的设备而言具有重要的意义。大型设备在引进的同时,要培养维修人员,确保设备处于最佳的运行状态,提高完好率。维修的目的在于促使设备更好的工作,发挥资金投入的效益,从而提高医疗服务的质量,继而保证医院的可持续发展,实现经济效益和社会效益。

1.2医疗器械电子设备维修的一般步骤

第一步,了解情况。向相关操作人员了解设备发生故障前后的具体情况,包括时间、电压、气味、声响等,询问故障是突发性还是渐进性的,从而掌握第一手资料。第二步,故障分析。熟悉设备的工作原理和系统组成,根据故障的实际情况和自身经验,初步判断故障形成的原因。第三步,故障检查。使用不同的方法,由外到内、从简到难进行检查、测量等工作,从而最终确定故障原因。第四步,故障修复。清除电路板上的灰尘,更换保险丝等易损件,检查、替换、加固元器件,然后进行测试。第五步,复检测试。维修工作完成后,开动设备进行测试,看故障是否完全解决,并和之前的运行情况进行对比,一方面确定设备是否恢复正常,另一方面看有没有出现新的故障。

2医疗器械电子设备常见故障

2.1供电故障

第一,电源的保护开关跳开,插座上无电压。应该检查设备是否短路,然后合并漏电保护开关。第二,如果在电源线两侧出现插座与插头接触不良,就要更换电源线,确保线径和设备能耗相适应。

2.2设备电源故障

如果供电不稳定,设备的保险丝座接触不良,一旦温度升高就会导致保险丝熔断。对于保险丝而言,分为慢熔、速熔两种类型,一般情况下不可互换使用。另外,设备内部出现短路,也会导致保险丝熔断。对此,应该断电检查,首先检查电源是否出现短路,会造成变压器烧焦、元器件损坏等明显的痕迹。然后,还要检查电源负载是否短路。

2.3干扰故障

对于一些重要的设备如脑电设备、心电设备而言,很容易受到220V电压和电磁场的干扰,致使设备运行不正常。对此,应该观察设备是否良好接地,同时使用三插头线,确保供电线路短而可靠。2.4安全故障设备的外壳如果接地不良,一旦火线和机壳之间发生绝缘故障,就会产生电位差,导致出现电击事故。因此,一定要做好接地工作,同时使用漏电保护器。2.5水汽供给故障部分设备在工作中要使用到水或汽,一旦供给不正常,就会导致设备故障。这时就需要检查流量和压力,使其恢复正常。

3医疗器械电子设备维修的类型和方法

3.1维修的类型

(1)跟踪维修。一些大型的、精度高的设备,从购入的时候跟踪维修就开始了,通常是和供货方签订合同,一段时间内进行跟踪服务。具体来说,合同中应该包括培训维修人员、提供零配件、交付维修技术文件、确定免费维修时间等。跟踪维修的关键在于,得到更多的技术文件尤其是电路和零配件供给。

(2)定时维修。设备一般都有固定的检查维修期,要求做好科学的、完整的维修计划,做到一边检查、一边维修,降低突发故障的发生概率,保证设备处于正常的工作运行中。

(3)即时维修。即时维修属于没有计划的临时维修,通常出现在设备突发故障以后。即时维修是维修工作中最为常见的一种,要求维修部门时刻做好维修准备,提高技术水平。同时做好维修记录和档案,标注维修时间和所用方法。

3.2维修的方法

(1)直接观察法。对于简单的设备而言,发生故障后应用直接观察法、测量法就能够找到原因。从外部装置到内部的电路板,故障一般表现为以下几种:第一,磨损和错位;第二,常动开关或继电器损坏;第三,电阻、电容、换能器损坏;第四,连接线路和操作手柄线路损坏。直接观察法的应用最常见,是经验和技术的积累。

(2)电路分析法。该方法通常适用于大型的设备,指的是根据电路原理图、工作框图进行逐级检查。应用电路分析法,要求人员具备电路知识功底,以及部分外语知识(进口设备),同时熟练使用外用表、示波器等工具。如果故障确定在板级,与厂家联系换板即可;如果故障确定在元件级,也需要更换原件。

(3)逆程分析法。逆程分析法也就是反方向分析,相当于在数学问题中,根据问题找条件,根据条件找已知。该方法一般用于中小型设备,这些设备往往只有工作原理和专用器件的简介,没有电路图。对此,在维修时就要从设备的运行目的入手,找出工作所需条件,向前逐层找出需要,从而找到故障点。

(4)其他方法。除以上几种常见的维修方式以外,还有排除法、替代法、比较法等。所谓排除法,就是首先列出设备故障出现的所有可能原因,然后从易到难逐个排除,最终将真正原因确定。替代法指的是先假设故障出现在某些元器件上,然后使用性能正常的元器件进行替换,如果设备正常运行,就说明该元器件出现故障。比较法则是将故障设备和正常设备进行对比分析,在运行的过程中比较两者的特征、电压、波形等,从而找出不一致的地方。综上来说,应该根据不同的设备、不同的故障类型,来选择合适的维修方法。可以单独使用一种,也可以两种或两种以上结合使用。

4结语

综上所述,医疗器械设备的使用在整个医疗服务中占据着重要的地位,因此它的日常维修工作也应该得到人们的重视。以上介绍了常见的故障和维修技术,要求维修人员不断提高自身的技术水平,积累工作经验,灵活运用各种维修方法。另外,计算机技术发展迅速,走进人们的生活和工作中,要求维修人员掌握一定的计算机技术,例如远程故障诊断功能和电路板在线测试功能,对于提高工作效率、增强维修质量具有重要的意义。

电子设备论文范文第5篇

关键词:电子设备;安全试验;试验规范

引言

就电子设备的质量和可靠性而言,我们的设备在电磁兼容等方面取得了较全面、深入的进步;然而在安全试验和设计方面差距仍较大。只有先深刻理解了关于安全试验的标准与要求,才可能有针对性地做出设计和改进。

1电子产品安规试验的一般原则要求

试验之前应理解如下一些原则要求。

1)产品安全测试前,应首先确认设备的移动性、设备对电击的保护类型、与电源连接的方式、以及污染的等级等;

2)列出所有经过认证或未经认证的安规元器件的清单,确定是否应作为设备的一个组成部分,承受规范规定的有关试验;

3)除另有说明外均为型式试验,应在一个样品上进行,该样品应承受全部有关试验;

4)如果设备的设计和结构已清楚地表明某一试验对设备不适用,则该试验就不应进行;

5)当元器件未由公认的试验机构认证,该元器件应作为设备的一个组成部分,承受本规范规定的有关试验;当元器件已由公认的试验机构认证,符合与有关的国家标准或IEC元器件标准相协调的某一标准时,不承受有关的国家标准或IEC元器件标准中规定的那部分试验;

6)跨接在危险电路和安全电路间的封闭和密封的零部件、及灌封零部件,应承受相应的温度循环试验和潮湿处理试验,然后再进行抗电强度试验,检验其是否能提供足够的绝缘;

7)MOS器件和IGBT器件的封装材料属于已认证的材料,不进行耐热、防火及抗电强度的试验。

2电子产品安全试验项目与要求

2.1温度循环和潮湿处理试验

对跨接在危险电路和安全电路间封闭的、密封的、和灌封的零部件,应承受相应的温度循环试验和潮温处理试验,然后再进行抗电强度试验,检验其是否能提供足够的绝缘(吸湿材料的判定,必要时可通过潮湿试验处理后进行抗电强度试验来确定)。

该试验不做任何判定,仅用于抗电强度测试前对器件的处理。

2.2介电强度试验

检验设备中元器件使用的绝缘材料是否具有足够的抗电强度。在进行抗电强度试验前须进行模拟发热试验,使这些元器件和部件处于充分发热状态。

试验期间,绝缘不应击穿。当由于加上试验电压而引起的电流,以失控的方式迅速增大时(即绝缘无法限制电流),则认为已发生绝缘击穿。电晕放电或单次瞬间闪络不应算是绝缘击穿。

2.3机械结构试验

2.3.1机架稳定性试验

试验分下列4项,每项单独进行。

1)当使设备相对于其正常垂直位置倾斜10°时,该设备不应翻倒;

2)对落地设备,在距离地面不超过2m的最不利的高度上,沿任意方向施加大小等于设备重20%的力(但不大于250N),该落地设备不应翻倒;

3)对高度≥1m,质量≥25kg的设备,在距离地面不超过2m的最不利高度上,沿任意方向对设备施加大小等于设备重量20%的力(但不大于250N),该落?设备不应翻倒;

4)对落地设备,当将800N恒定向下的力,在最大力矩点处施加到任何水平工作表面上,或施加到距离地面高度不超过1m,具有明显支点的表面上,该落地设备不应翻倒。

如果各装置设计成固定一起、且不作单独使用的情况,则不须考虑单个装置的稳定性。

2.3.2部件恒定作用力试验

本试用来验检验设备的各部件是否具有足够的机械强度。

具体方法是,用试验探头对操作人员接触区内的整台设备、或内部的零部件施加30±3N的恒定力,持续5s。

对手柄、操作杆、旋钮、液晶的屏面不进行该试验。

2.3.3外壳的恒定作用力试验

本试验用来检验设备防护外壳的机械强度。

试验应使用能在直径为30mm圆形平面上,进行接触的适用试验工具,对固定在设备上的防护外壳施加250±10N的恒定力,持续5s。

2.3.4钢球试验

可取样品的完整外壳、或能代表其未加强的面积最大部分进行试验。

1)垂直冲击力试验样品以其正常的位置支撑好,用一个光滑的实心钢球,使其自由落到样品上进行试验;

2)水平冲击力试验将该钢球用线绳悬吊起来,并使其象钟摆一样,从垂直距离为1.3m处摆落下来进行试验;如果摆落试验不方便,则可以将样品相对于其正常位置转90°安装,进行垂直冲击试验,模拟对垂直或倾斜表面的水平冲击试验,以此来代替摆落试验;

必须注意钢球试验不应施加到设备的液晶显示屏和压板玻璃上。

2.3.5跌落试验

本试验仅适用于检验手持式设备和直接插入式设备的机械强度。

将完整试验样品从1m高度处,以其最不利结果的位置自由跌落到硬木表面上,样品应可承受3次跌落冲击。

2.3.6应力消除试验

由整台设备构成的一个样品(或由外壳、连同任何支撑框架一起构成一个样品),放入气流循环的烘箱内承受高温试验,烘箱温度要比温升试验时在外壳上测得的最高温度高10K(但不低于70℃),试验时间为7h,试验后使样品冷却到室温。

2.3.7把手及旋钮松动试验

如果把手、旋钮、夹具、操纵杆松动会引起危险时,则应以可靠的方式固定,以便使在正常使用时不会松动。不应使用封口胶和类似的化合物来防止转动;如果把手、旋钮等是用来指示开关或类似无转换位置的、而且它们置于错误位置时易引起危险时,则设计应保证不能被置于错误的位置上。

对把手、旋钮、夹具或操纵杆等元件,在轴向施加作用力1min,试验抗拉脱能力;试验中,把手、旋钮、夹具、操纵杆应不会松动、或不能被置于错误的位置上。

2.4耐热和防火试验

应注意,在进行耐热和防火试验时可能会冒出有毒的烟雾;所以在适当的情况下,试验可以在通风柜中进行,或者在通风良好的房间内进行,但是不能出现可能会使试验结果无效的气流。

2.4.1防火外壳的可燃性试验

对于总质量超过18kg的移动式设备和驻立式设备按如下要求进行试验。

1)应用3个样品进行试验,每一个样品由一个完整的防火防护外壳组成(或由防火防护外壳上代表壁厚最薄部分、而且要含有通风孔在内的切样组成)。

2)样品应按其实际使用的情况进行安装。在试验火焰施加点以下300mm处铺上一层未经处理的脱脂棉。试验火焰应加在样品的内表面,位于被判定为靠近引燃源,而有可能被引燃的部位。

对防火外壳的内材料也要进行如上的可燃性试验。

2.4.2大电流起弧引燃试验

本试验用来检验样品在大电流起弧条件下的可燃性。

用一对试验电极以及可变电感性阻抗负载,与交流220~240V,0~60Hz的电源串联进行该试验。引燃受试样品的飞弧平均数量对于V0级材料不应少于15,对于其他材料不应少于30。

2.4.3灼热丝引燃试验

检验样品的可燃性。试验开始时,电路被通电以使电流通过热丝产生0.26(1±4%)W/mm的线性功率密度,试验将继续到试验样品引燃120s止。当引燃发生或已经通过了120s时,中断试验并记录试验时间。

对于绕线部分已经熔融但仍未引燃的样品,则当样品不再和所有热丝紧密接触时,试验应中断。

2.4.4灼热燃油试验

也是检验样品的可燃性。

将一个有完整防火防护外壳底部的样品,牢固地支撑在水平位置上。在该样品的下面约50mm处放一浅平底盘,盘上铺上一层大约为40g/m2的漂白纱布。

取一个带有浇注嘴和长勺把的金属小勺,在试样上的开孔上方约100mm处,以大约1mL/s的流量,将勺中的灼热油全部平稳地倒入该图形开孔的中央。

在这两次试验期间纱布不应被引燃。

2.4.5材料的可燃性试验

按如下项目分别进行。

2.4.5.1V0,V1或V2级材料的可燃性试验

先检验样品的可燃性级别,然后选取该材料或组件的10个样品,放至试验火焰上,任一样品上火焰燃烧的持续时间,对V0级不应超过10s,对V1级或V2级不应超过30s。

2.4.5.2HF1,HF2或HBF级泡沫材料的可燃性试验

先检验样品的可燃性级别,然后将一个样品平放在钢丝网上,样品的一端与钢丝网的上弯端相接触(对组合材料的样品,应将其泡沫塑料的一面朝上放置)。将样品放至试验火焰上,灯焰应移到样品的下方停留60s,然后将灯焰移开。

此后,应在另外9个样品上重复进行本试验。

2.4.5.3HB级材料的可燃性试验

先检验样品的可燃性级别,然后先用夹子将样品夹住,并使样品的纵轴线成水平方向,横轴线与水平方向成45°。将一块平整的钢丝网水平支撑在距样品最低缘以下,并使样品悬空端正好直接位于钢丝网边缘的正上方。

再将灯焰移到样品悬空端的规定位置停留30s,或者烧到25mm标记线为止,然后移去灯焰记录时间。燃烧或灼热燃烧从样品较低缘的25mm标记线燃延至100mm标记线为止,然后计算燃烧速度。

2.4.5.45V级材料的可燃性试验

先检验样品的可燃性级别,然后用安装在环形架上的夹子,将每一根条样从其上端夹住,而且应使试验条样的纵轴线成垂直方向。本生灯支撑在安装件的斜面上,使该本生灯的灯管相对于垂直方向处于20°的位置。试验条样的窄边应面对本生灯,在火焰施加点的下方300mm处铺上一层未经处理的脱脂棉。

火焰应与垂直方向成20°角施加到条样底部两个棱角中的一个棱角上,使蓝色锥焰的顶端能接触到试验条样。火焰应施加5s,然后移开火焰停烧5s。该操作应重复进行,直到每一根条样全都烧了5次为止。

2.5外形结构防触及试验

可通过本试验检验设备的防触及性(电击及能量危险)对外形结构的防触及性,在目测无法判定的情况下,可利用试验指和试验针进行试验判定。

2.5.1用试验指进行试验

试验时,首先将可拆卸零部件(包括熔断器座)卸掉,并使操作人员可触及的门、盖等打开,然后将试验指外壳上的开孔时,不应触及规定的危险零部件。

2.5.2用试验针进行试验

试验时,当试验针插到外部电气防护外壳的开孔中时,试验针不应触及带危险电压的零部件。试验时,可拆卸的零部件,包括熔断器座和灯应保持就位,操作人员可接触的门和盖罩是关闭的。

2.6接地电阻测量试验

接地电阻测量试验主要检验接地保护的可靠性。

测量时可利用专用测量仪表,或用测量接地点的电压和电流的方法经计算得到电阻值。

应测量保护接地端子或接地接触件与接地零部件之间的电压降,然后根据试验电流和该电压降计算电阻值。电源软线中保护接地导线的电阻值不应计入该电阻测量值内。

接地端子或接地接触件,与需要接地的零部件之间的连接电阻不应超过0.1Ω。保护接地导线不应串接开关或熔断器。

2.7电气间隙和爬电距离的测量试验

检验电气间隙和爬电距离是否满足要求。

2.7.1爬电距离测试方法

沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间、或导电零部件与设备界面之间的最短距离。

2.7.2电气间隙测试方法

两个导电零部件之间或导电零部件与设备界面之间的最短空间距离。

2.8电源软线的拉力试验及通流量的测试

电源软线应承受规定的稳定拉力25次,拉力沿最不利的方向施加,每次施加时间为1s。

试验期间,软线不应受到损伤,可通过外观检查以及在电源软线导体和可触及的导电零部件之间的抗电强度试验来检验,试验电压为3000V。

试验后,软线的纵向位移量不应超过2mm,该软线的连接处也不应有明显的形变。

2.9接线端子导线安装试验

检验接线端子与导线连接的可靠性。

从具有适当标称截面积的软导线的端部,剥去约8mm长的绝缘层,使该多股导线中的一根线悬空,然后将其余线束完全嵌入并夹紧在接线端子内。

在不向后撕裂绝缘层的条件下,这根悬空的线应沿每一个可能的方向弯曲,但不要围绕隔离保护物锐弯。

2.10电源接口稳态输入电流测量

设备应在正常负载的条件下,以及在额定电压或额定电压范围中的最低电压的条件下,待输入电流达到稳定时进行测量。

预定直接由电网供电的设备,其电路的最小电源容差应按额定电压的10%来进行设计。

2.11温升试验

在正常使用时,设备及其零部件不应产生过高的温度。

一般应采用热电偶法来进行测定,而测量绕组的温度时可采用电阻法。

规定的最大温升限值是基于设备工作时室内温度为25℃的假设作出的。试验期间,室内环境温度不要求保持在某一规定值上,但须记录。

试验应在样品正常负载条件下进行,首先记录试验开始时的室内环境温度,然后打开电源,使样品工作在正常负载的状态,保持状态观察温度变化,当温度达到稳定时,记录此时零部件的温度以及环境温度。

2.12对地漏电流测量试验

检验设备电源部分对地漏电流是否符合要求。

对无保护接地的II类设备,应对操作人员接触区内的导电零部件,以及对贴在可触及的非导电零部件上、面积不超过10cm×20cm的金属箔进行试验。金属箔在被试表面上应占有最大可能的面积,但不超过规定的尺寸。如果金属箔的面积小于被试表面,则应移动金属箔,以便能对被试表面的所有部分进行试验,应注意避免该金属箔影响设备的散热。

2.13异常工作和故障试验

2.13.1元器件的异常工作试验

检验当部分元器件工作异常时,或者误操作后,对操作人员和维护人员的危害程度。

试验时应使设备在额定电压或额定电压范围的上限电压下工作,并在设备上或模拟电路上,一次施加一个下列规定的条件进行试验。

1)当该机电元件正常通电时,应将其机械动作锁定在最不利的位置上;

2)如果某个机电元件通常是间断通电的,则应在驱动电路上模拟故障,使该机电元件连续通电。对出现故障时不易作人员察觉到的设备或机电元件,连续通电时间持续到建立起稳定状态或引起其他后果为止,对其他设备或机电元件,持续5min或引起其他后果为止。

2.13.2元器件故障试验

本试验适用于除电动机、变压器和机电元件外的元器件和电路。

首先通过检查设备、电路图和元器件规范,以此来确定出可以合理预计到会发生的那些故障条件。

如果设备有多个插座连有同一个内部电路,则只须对一个样品插座进行试验。与电源输入有关的一次电路的元器件(如电源线、设备耦合器、EMC滤波元件、开关等),它们互连一个故障条件。

2.14安全电压试验(ELV)

小于42.4V的交流电压或是小于60V的直流电压叫安全电压;安全电压电路仅指在正常工作条件下,在导体与导体之间或任一导体与地之间的交流峰值不超过42.4V或直流值不超过60V的二次电路,一般仅靠基本绝缘而没有接地,所以不允许操作人员触摸。

2.15SELV可信性试验

对于SELV(即安全特低电压电路),应进行下面的破坏性试验:

1)在正常工作条件下,模拟基本绝缘击穿或单一元器件损坏,测试SELV电路的电压;

2)在一个或几个互连的SELV电路内,在正常工作条件下,测量其任何两个可触及的电路零部件之间的电压或与保护接地端子之间的电压;

3)模拟单一基本绝缘失效、单一附加绝缘失效或某一个元器件失效时,用示波器测量SELV电路可触及的零部件上的电压。

2.16标牌耐久性试验

可利用本试验对标牌的耐久性进行检验。

首先,用一块蘸有水的棉布用手擦拭15s,然后,再用一块蘸有汽油的棉布用手擦拭15s,试验完成后标记仍应清析,标记铭牌应不可能轻易被揭掉,而且不应该出现卷边。

2.17安全标志的检查

通过目测观察,标识的原则要求是:

1)设备上必须有能保持长久、清晰易辨的标志或标牌,应给出安全使用设备所必需的主要特征,如额定参数、接线方式、接地标记、危险标记等;

2)由于设备本身的条件所限,不能在其上标出时,必须以其他方式清楚、可靠和有效地将应注意的事项告诉使用人员(例如用操作说明书或安装说明书的形式),在此情况下,这种文件应视为设备的组成部分;

3)设备上应该清楚地标出制造公司、牌号或商标,如不好实现,则可印在包装箱上;

4)附上指示灯和按钮等颜色,在运用中所表示的含义。

3结语

电子设备论文范文第6篇

在线监测IED采集处理变压器等一次设备的状态信息,通过IEC61850标准实现与综合应用服务器等站控层装置的通信,主要包含以下功能。

1)采集加工一次设备的状态信息,生成符合IEC61850标准的数据模型,并通过抽象通信服务接口(ACSI)提供模型访问、数据获取和设置服务,完成数据的接入和下装。

2)支持监测数据告警、周期性上传。对于告警类数据,采用缓存方式;对于测量类数据,采用非缓存方式。该功能主要通过ACSI提供的报告服务实现,通过设置报告控制块的参数控制监测数据上传功能。

3)接收站控层装置发出的操作命令,如控制、计算模型参数下装、数据召唤、对时等,这些功能通过ACSI提供的控制服务、定值服务、报告服务和时间同步服务来实现。综上所述,在线监测IED功能的实现需要多个ACSI服务配合完成。其功能测试用例描述了各项功能对于ACSI服务的调用步骤以及需要输入的数据,易于转化为测试脚本,同时提供预期结果作为测试结果的评估标准。

2在线监测IED自动化功能测试方法

在线监测IED的功能测试需要将实际装置作为被测装置(DUT),使用客户端通信模拟器与DUT通信,通过分析响应报文判定其功能是否正确。常规的测试需要测试人员参与,无法形成闭环。本文方法提供在线监测IED功能测试用例,自动化测试系统会将测试用例解析为测试脚本,使用测试脚本控制客户端通信模拟器完成与DUT的通信,分析响应报文并给出测试结果,形成了从测试用例选择到测试结果生成的闭环。同时测试用例提供了对于测试过程的记录,便于测试的重现。变电站在线监测IED自动化测试使用测试过程文件作为测试的提交文件,以文字化形式描述了对其各项功能的测试。自动化测试系统提供的预定义用例涵盖了在线监测IED全部的功能。从测试用例数据库选择用例,测试平台将测试用例转化为自动化测试脚本,同时选择需要输入的测试数据,与测试脚本一起输入自动化测试引擎中自动执行。为实现上述测试方法,需要解决自动化测试脚本设计、测试用例向测试脚本的转化、测试脚本执行及测试结果分析等关键问题。下文将给出具体解决方法。

3在线监测IED自动化功能测试关键技术

3.1自动化测试脚本设计

功能测试用例描述了对在线监测IED各项功能的测试步骤和预期结果,人工测试方法通常由测试人员根据测试用例中的步骤,逐步执行测试并将实际结果与预期结果进行比较。本文方法使用自动化测试脚本代替人工控制测试的自动执行。基于可扩展标记语言(XML),专门为在线监测IED功能测试设计了一种脚本描述语言。每个功能测试用例都生成与之对应的测试脚本。为了避免重复工作,启动测试环境,执行通信测试和检查测试结果等功能采用了模块化思想,将相同的操作抽象出来,定义为自动化测试语言的脚本元素,不同的脚本元素定义到相应的空间中。不同功能的测试用例使用各自空间中的脚本元素,组成自动化测试脚本。

3.2功能测试用例生成测试脚本

3.2.1功能测试用例存储

自动化测试系统读取数据库中的在线监测IED功能测试用例,根据其对应的测试序列及用户提供的测试输入数据生成测试脚本。在线监测IED各个功能的实现需要调用多个通信服务来完成,创建测试序列表存储对应的通信服务命令,并创建测试用例—序列表存储测试用例与序列的多对多关系。

3.2.2测试脚本生成

以在线监测IED的监测数据上传功能为例,分析测试用例生成测试脚本的过程。

1)读取测试用例表中记录,根据输入数据参数在脚本中定义相应的变量,并根据测试员提供的数据初始化变量。

2)查找测试用例对应的测试序列,并按照执行顺序排列。监测数据上传功能的测试序列为关联、读报告控制块、设置报告触发方式、写报告控制块、开始报告和暂停报告。测试序列的通信服务参数在测试序列表中定义,并根据参数名称查找脚本中定义变量,使用或设置其值。对于定义了执行时间的测试序列,在脚本中使用timer元素进行定义。

3)根据测试用例定义的预期结果,在测试序列执行之后定义、收集相应结果的脚本描述。使用测试序列表存储测试控制信息,并结合测试人员输入数据生成测试脚本,实现了测试逻辑与测试数据的分离。对于监测数据上传功能测试用例,通过对报告ID和报告控制块变量赋予不同的值,即可实现状态量和模拟量监测数据在数据变化、品质变化、周期性上传和总召唤等不同触发方式下的上传功能测试。

3.3自动化测试引擎设计

在线监测IED自动化测试引擎负责整个测试的流程控制,各测试步骤分别由接入的组件完成。自动化测试脚本由测试引擎提供的统一入口输入,集中控制所有测试组件的行为,从而实现自动化测试。测试引擎采用开放式接口设计,只实现了测试的流程控制,通过接口方式调用脚本解析、客户端通信和结果分析组件。该设计保持了测试引擎的独立性,同时符合开发接口的组件能够相互替换,保证测试引擎的扩展性。测试引擎核心组件的功能如下。

1)测试脚本解析组件解析XML格式的测试脚本。首先在程序中初始化脚本中定义的变量,并以键值对格式存储变量名称和变量值;其次解析脚本中的预期结果描述,生成测试结果分析规则;最后根据脚本中定义的测试用例、测试序列等逻辑控制元素在程序中生成方法调用,调用的顺序与测试逻辑的定义顺序一致。结合测试序列中的通信服务名称和通信参数,利用计算机程序语言中的反射机制调用客户端通信组件进行通信测试。

2)客户端通信组件实现ACSI服务到制造报文规范(MMS)协议的映射,提供标准的ACSI接口,被测试引擎调用完成与被测在线监测IED通信。

3)测试引擎收集被测在线监测IED发出的响应报文,交由测试结果分析组件,进行响应报文分析并生成测试报告。测试结果分析组件通过结果分析规则逐一对比响应报文中的内容,满足全部规则即测试通过。测试结果分析组件利用反射机制,根据分析规则中定义的变量名称,分别获取响应报告(report)和报告控制块(rcb)中的变量进行对比,生成测试报告。

4在线监测IED自动化测试系统及测试实验

4.1在线监测IED自动化测试系统

在线监测IED自动化测试系统由展示层、测试层和仿真层组成。

1)展示层为图形用户接口,提供测试配置、功能测试项选择以及测试报告展示模块。测试配置模块完成被测在线监测IED以及客户端通信模拟器的接入、模型导入等配置功能;功能测试项选择模块完成被测IED功能测试用例的选择和执行;测试报告以数据表形式展示。

2)测试层实现自动化测试功能。测试脚本解析与执行模块将数据库存储的测试用例转换为自动化测试脚本,提交测试引擎执行;测试记录维护模块以数据库形式存储测试过程;测试结果收集与分析模块收集测试结果,分析和汇总后提交展示层处理。

3)仿真层包含整个测试系统的基础软件。数据库用于存储测试系统的持久化数据;测试引擎执行测试脚本;客户端通信模拟器模拟与被测在线监测IED的通信,并收集响应报文提交测试层处理。

4.2在线监测IED自动化测试实验

4.2.1测试实验环境

通过研发的在线监测IED模拟器、客户端通信模拟器和自动化测试系统,构建测试实验环境。PC机1上运行在线监测IED模拟器,加载监测模型文件。PC机2上运行在线监测IED自动化测试系统。自动化测试系统能够建立多个客户端通信模拟器,同时向在线监测IED发送服务请求,测试其功能,并收集响应报文,分析测试结果。

4.2.2测试过程与结果

在上述实验环境下,以变压器在线监测IED的油中溶解气体分析(DGA)监测数据上传功能测试为例。

1)配置两台PC机上的在线监测IED模拟器和客户端通信模拟器的IP地址、模型文件、IED名称、访问点名称以及数据映射文件。

2)使用在线监测IED自动化测试系统选择监测数据上传功能测试用例,并选择测试DGA模拟量数据的总召唤上传方式,执行该测试用例。

3)自动化测试系统执行该测试脚本,依据脚本调用客户端通信模拟器向在线监测IED发出开启总召唤请求并开启报告使能。该自动化测试方案对于验证在线监测IED的功能可行。

5结语

本文提出了在线监测IED的自动化测试方法,并设计了测试系统。通过客户端通信模拟器、测试脚本生成工具、测试引擎、数据库等组件集成,实现了在线监测IED的自动化测试。该方法不仅提高了测试效率,而且有助于基于测试结果对在线监测IED进行改进,对基于IEC61850标准的IED的研发和测试具有重要的参考价值。今后将继续改善测试脚本的生成和执行性能,进一步开展性能测试方法的研究。

电子设备论文范文第7篇

关键词:雷击雷电波形SPD

近年来,电子信息设备和计算机系统已深入各行各业,由于这类设备的工作电压和耐冲击电压水平低,极易受到雷电电磁脉冲的危害,从而使雷电灾害由电力和建筑物这两个传统领域扩展到几乎所有行业,特别是通讯、信息技术数据中心,计算机中心以及微电子生产行业等由于雷电造成的危害尤为重要。另一方面,因为雷击是机率事件,这种影响尚未引起人们的注意,很多人认为只要按照国家的建筑物防雷设计规范做好避雷针(带)、引下线和接地装置等建筑物内外的防雷工作就“万事大吉”了。但实际上,当雷击现象发生时,建筑物的外部防雷装置确实有效地抵御了雷击对建筑物的破坏,同时均匀的避雷引下线与建筑物接地的均压环也起到法拉第网笼的作用,保证建筑物内的人员不致因跨步电压升高而导致触电事故。

但这时当雷电击中建筑物防雷装置或击中附近其他建筑物的避雷针(带)并由引下线导人大地时,瞬间内在引下线自上而下的产生一个很强的变化磁场。处在这个电磁场作用下的导体,便会感应产生电压,其数值也可达数十千伏,处在这个磁场作用范围的电气、信号、电源及它们的传输线路都因相对地切割了这个变化的磁场磁力线而产生出感应高压,从而将用电设备击坏。如图1所示,如果导体的形状是开口环形感应电压,便会把几厘米长的空气间隙a、b击穿发生火花放电。如果导体是一个闭合回路,感应电压会造成一个电流通过,假如回路上有接触不良的接点,这些地方就会局部发热。再有,由于雷电冲击波的能量集中在工频附近几十赫兹到几百赫兹的低端,雷电冲击波能量就容易与工频回路发生耦合、谐振,于是雷电冲击波从电源线路进入电子设备的机率要比从信号线中进入的机率要高很多,据统计,约有8%的雷击损坏电子设备的事故是由电源引入的,因此应特别加强系统中设备电源的防雷措施。

l雷击电子设备的途径及损坏机理

雷击过电压损坏设备可分为两种情况,一种是受雷电直击,另一种受感应雷影响所致。据统计电子设备受雷电直击而损坏的机率很小,而绝大多数损坏为感应雷造成,雷电行波通过传输信息的电路线传至电子设备使其某些电子元件受损。

还有一种情况值得重视的是电子设备附近的大地或其他设备的接地体,因受直击雷引起的电位升高,会使电子设备造成反击,使之对地绝缘击穿。根据传统经验电子设备的地线与电源设备的地线分开设置是减少这种雷电侵入途径的有效措施之一。所以凡联结有输人或输出线路的电子设备应考虑以上三条侵入途径。不论那种途径侵入的雷击过电压加在电子设备上冲击引起两种过电压,一种是:使平衡电路某点出现超过允许的对地过电压,称为纵向过电压,地电位上升引起的反击也属于从地系统侵入的纵向过电压;另一种是平衡电路线间或不平衡电路线对地出现的过电压称为横向过电压。使用对称传输线的设备,横向过电压是因线路两线间存在不同的纵向过电压;或因纵向防护元件放电性能的分散性(如动作时间有快慢的差别)是造成横向过电压的原因,如果在平衡线路上的两个纵向防护元件,其中一路故障或失效这就造成了横向过电压的极限情况。对不平衡电路如对连接同轴电缆的电子设备其纵向过电压即横向过电压。雷电冲击过电压可导致绝缘击穿,也可产生过电流。进行纵向雷击试验的目的,在于检验设备在纵向过电压下元器件对地的绝缘。横向雷击试验则是检验两线间出现冲击过电压时设备耐受冲击的能力。

在电子设备中,易受雷击过电压损坏的元部件,大多数是靠近设备的入口端,如纵向过电压会击穿线路和设备间起匹配作用的变压器匝间、层间、或线对地绝缘等。横向过电压可随信息同时传至设备内部,损坏设备内的阻容元件及固体元件。设备中元器件受损的程度,取决于元器件绝缘水平,即耐受冲击的强度,对具有白复能力的绝缘,击穿只是暂时的,一旦过压消失,即可恢复。有些非自复性的绝缘介质,冲击时只有小电流流过,一次冲击不会立即中断设备,但经过多次冲击,随着多次冲击的累积可能会使元件逐渐受损最终导致毁坏,这就是为什么在试验时要试验冲击次数,极性和间隔的原因所在。

电子元件受雷击损坏的情况,概括起来不外下列三种:(1)受过电压损坏的,如电容器、变压器及电子元件的反向耐压。(2)受过电压冲击能量损坏的,如二极管PN结正向损坏,冲击危险程度在于流过元器件的过电流大小和持续时间,即能量大小。(3)易受冲击功率损坏的,对元件的危害决定于冲击电压峰值和由此而产生的过电流。

2雷电波形

有关雷电冲击波的描述是用波形参数说明,它有峰值波前时间和下降半峰值时间。如图2所示。观测的数据和波形均具有统计特.硅,服从某种分布规律,从而统计出雷电流幅值,波头、波尾、陡度、能量等概率分布。多年来,国内外在对线路结构上或进人电子设备的雷电冲击波形进行了很多观测工作,获得了大量的观测资料。

一些国家通过现场观测发表了很多测试结果。因观测的地理环境和条件的不同。即使在同样条件下,观测得到的数据也不尽相同。早先,有些国家观测得到的几百个波形中,对主放电波形的叙述,当不区另别第一次放电或随后各次闪电时,一般认为雷电流在1—4微秒上升到幅值,然后在40一50微秒内下降到幅值的一半。这就是所谓传统的雷电流波形。正极性闪电的电流波形一般较负极性闪电的波形平坦一些,持续时间较长,上升到幅值的时间约数十微秒,下降到半值时间约为数百微秒。

图2雷击参数定义

在对雷电的研究中,需要在千千万万的实波形中找出典型波形并转化为用数学式表示曲线。比较流行的代表曲线有两种:

1.波头部分用两个指数曲线之差表示,其公式为:

用这公式表示的波形如图3a,当i=0时,电流上升速度di/dt最大;而当电流逐渐增大时,di/dt逐渐减小;到了i=Im时,di/dt变为零。

2.波头部分用余弦曲线表示其公式为:

用这公式表示的波形如图3b,当i=0时,di/dt=0;随着电流上升,di/dt也上升;当I=Im/2时,di/dt到达最大值;然后di/dt减小;当i=Im时,di/dt降为零。

一般习惯于用两个指数曲线之差的形式来表示雷电流波形,并且认为这种表示方式和大多数实际测得的波形比较相似。但是经过近年的观测得到大多数的第一次主放电电流波形在其上升到幅值之前时比较缓慢,然后再转入陡的部分,其波头接近于用余弦来表示的波形。用余弦曲线表示时,因为雷电流最大陡度出现在Im/2处,以此进行雷击的电位计算时可以得到较高的结果而偏于可靠。但是,余弦曲线计算较为繁琐,因而往往简化为直线,也就是用斜角波来表示,通过最大陡度和平均陡度的转化,可以使采用斜角波的计算结果和采用余弦波的计算结果基本一致。

对于雷电流波形的各个量的标志方法各国也不是统一的。典型的雷电流波形是以IEC规定的如图4所示,在幅值Im以前叫波头部分,幅值Im以后叫波尾部分。早先规定由O点到幅值的时间叫波头长度,由0点到波尾半幅值的时间叫全部波长。但是在实际测量中发现,0点及幅值这两点的时间很难精确测定的。为了避免测量中出现的含混,IEC建议测量脉冲电流的实测值按下列方法定义:实效波头时间T1:脉冲电流的实效波头时间,是指脉冲电流在10%幅值及90~/6幅值两个瞬间之间的间隔时间再乘以1.25倍(两个瞬间点A和B见图4(a)。实效半幅值时间T2:脉冲电流的实效半幅值时间T2,是指实效原点O-与波形下降到半幅值的瞬间之间的间隔时间。

测量脉冲电压的方法与脉冲电流相似,所不同的只是选择参考点A的方法不一样。脉冲电压的实效波头时间T1是指从脉冲电压在30~/6幅值及90~/6幅值两瞬间之间的间隔时间乘以1.67倍。实效原点O。是指A点之前0.3T1的一点,如图4b。一般以分式符号表示波头时间及半值时间(又称波尾),例如1.5/40便是指波头时间为1.5微秒,半值时间为40微秒的波形。通常将雷电流由零增长到幅值这一部分称为波头,只有几个微秒;电流值下降的部分称为波尾,长达数十微秒到几百微秒。

在1995年的EIC61312—1中的典型10/350us和8720us雷电流波形。10/35us波是直接雷的电流波形,其能量远大于8/20us波,用这种波型来确定接闪器的大小尺寸。8/20us波是感应雷和传导雷电的电流波形,用这种波形来检验防雷器件耐雷击能力的一种通用标准。它代表雷电电流经过分流、衰减的电流波,又是线路静电感应电压波和防雷导体通过雷电流时对其附近电气导线的电磁感应过电压波。例如防雷的引下线,建筑物LPZI区及其内部计算雷电流的波。

由于雷电参数值随地理环境不同,传输线的结构不同,关于国际标准所规定的波形只是推荐,容许各国根据本国实际情况加以引用或制订。由于我国尚无这方面的资料,故直接引用了IEC和ITU的推荐波形。对于架空明线的波形采用了我国邮电部门的观测资料制订。

建筑物防雷设计规范(GB50057-94)规定了防雷保护区的概念,便于设计者利用系统的层次分析各防雷保护区界面处的金属导体等电位联接和装设过电压保护器去分流和限压的措施,使侵入波干扰信号不断减少。这同我们过去的多道防雷的保护是一致的,在不同防雷保护区的界面上有不同层次的结合,就是要求注意各个介面处内外系统的相互关系与相互作用,即要根据流过电压保护器的电流波形,残压特性和大小,过电压保护器的伏秒特性以及雷电流通过后产生的工频续流大小等选择过电压保护器才是合理的。

3防雷元件性能

防雷元件的冲击特性与试验方法的关系甚为密切,它是规定防雷元件技术参数标准的基础之一。但试验方法又与雷电波形有联系。因为电子设备大都在一定的频率范围内工作,不同频率范围的通路,对冲击波有着不同的响应。因此,对雷电冲击波形进行频谱分析,无论对电子设备的防雷设计和试验都是有意义的。

防雷元件种类繁多,概括起来可分间隙式的(如放电间隙、阀型避雷器、放电管等)和非间隙式的(如压繁电阻、齐纳二极管),再推广一下像扼流线圈、电阻、电容……也可归人这一类,从动作时间来说有快慢的区别。

使用在电涌保护器(sPD)中几类元件的有关参数,虽然有厂家产品说明,但在选用时有的参数还须注意了解。例如放电管的伏秒特性:表征放电管点火电压与时间的关系。它反映了各种不同上升速度的电压波作用在放电管上其点火电压和延迟时间的关系。由伏秒特性曲线可以判断放电管的防护能力。放电管属间隙式,有空气间隙、气体放电管等。再如氧化锌压敏电阻,是一种对电压敏感的元件,是一种陶瓷非线性电阻器,有氧化锌、氧化硅。这种元件,其电压非线性系数高、容量大、残压低、漏电流小、无续流、伏安特性对称、电压范围宽、响应速度快、电压温度系数小等特点。并且有结构简单,成本低等优点,是目前广泛应用的过电压保护器件。适用于交流电压浪涌吸收和各种线圈,接点间过电压的吸收和灭弧,在电子器件过电压保护中广为应用。在选用时关注的是通流容量;按规定的电流波形,在一定的试验条件下施加的冲击电流值,压敏电阻所能承受冲击电流的能力。我国对压敏电阻的考核一般以8/20us波形,在室温条件下,间隔5分钟单方向冲击两次后,5分钟内测试压敏电阻的起始动作电压Vlma值的变化率在百分之十以内时,冲击电流的最大幅值定为通流容量。压敏电阻的残压(LJres):压敏电阻通过电流时,在其两端的电压降谓之残压。通常均以规定的波形,通过不同的电流幅值进行残压测试。目前采用8/20us电流波形,以100A、1000A、3000A、5000A及该元件的满通容量进行残压试验。另外还有半导体浪涌抑制器件:如瞬间二极管,它是一种过箝压器件,简单TKS,利用大面积硅园锥P-N结的雪崩效应实现过箝位,TRS响应速度快、漏电流小,是极佳的过电压吸收器件。齐纳二极管较为常用,其无极性,正反向具有相同的保护特性,但器件的工作电压至少要为联端的工作电压三倍。其适用于交直流回路,常应用于自动化控制装置的输出回路,即继电器线圈或电磁间线圈两端并联应用。

以上各类间隙式,非间隙式和抑制式器件都是通过浪涌电压产生非线性元件瞬时短路的方式实现防雷保护。

4对电子系统及电子设备的防雷看法

由于电子信息设备是集电脑技术与集成微电子技术的产品,它的信号电压只有5~10伏,这种产品的电磁兼容能力较差,很容易感受脉冲过电压的袭击,它受雷击的概率又比较高,受雷电损坏的可能性就大。但是,电子信息系统是由信号采集、传输、存储、检索等多环节组成。鉴于系统环节多、接口多、线路长等原因,给雷电的耦合提供了条件。系统的电源进线接口,信号输入输出接口,接口的线路较长等是感应脉冲过电压容易侵人的原因,也是过电压波侵入的主要通道。

基于以上原因。电子系统及电子设备的防雷保护重点是感应雷。防雷的方法和措施,是按照现行的防雷规范规定的各个防雷分区的交界处安装SPD设备。将整个系统的雷电防护看成是一个系统工程,综合考虑,全方位保护,力求将雷击灾害降低到最低。为此,规范里阐述了三级网络防雷概念。在线路上三级网络防护是逐步减少瞬态浪涌电流幅值的。最后一级将浪涌过电压限制在设备能安全承受的范围内。一般元件可承受两倍其额定电压以上之瞬间电压,约700V左右的峰值过电压。700V的耐压值在欧洲防雷方面被广泛引用。当然,浪涌电压被限制得越低,则设备越安全。因此,我们在工程设计时分别将第一级SPD尽量靠近建筑物的电源进线处,第二、三级SPD尽量靠近被保护设备。第一级过电压限制在1.5-1.8kV,第二级将残压限制在0.9~1.2kV,第三级将残压限制在0.4~0.TkV。通过这三级限压和对浪涌电流的泄放,最后加载到设备上的过电压通常都不会对设备和系统产生影响。现在防雷防电磁脉冲的保护器件还比较贵,技术性能都有差别,有些防雷产品通过保险只是为了促销,设计者不能盲目地认为是可靠的产品,而应按防雷规范的要求进行设计。

参考文献:

1《电子设备雷击试验导则》编制说明1982年5月。

电子设备论文范文第8篇

1维修性设计准则的提出

维修性设计准则是为了将产品的维修性要求、使用约束和保障约束转化为具体的设计而确定的通用或专用设计准则。技术人员在设计产品时应遵循和采纳相应维修性设计准则的条款。制定维修性设计准则是维修性工程中一项非常重要的工作,也是维修性设计与分析过程的主要内容。维修性设计准则的作用体现在:1)指导设计人员进行产品设计;2)便于在设计阶段进行设计评价;3)便于分析人员进行维修性分析和预计。维修性设计准则的主要内容包括[1,6]:简化设计,可达性和可操作性设计,模块化、标准化和互换性设计、防差错和标示设计、维修安全性设计、维修性人机工程设计和测试诊断设计等。不同类别和不同层次的产品,其维修性设计准则差别较大,制定某类产品的维修性设计准则可参照的有:1)产品的维修性要求;2)相似产品的维修性设计准则和已有的经验教训;3)适用的标准、设计手册。主要流程见图1。经过以上流程,一方面选取了已有各种标准、规范、手册中适合的内容,另一方面结合电子类产品的功能、结构类型以及使用维修条件等特点,可得符合电子设备自身特点的维修性设计准则通用条款:1)设计要简化。在满足功能和使用要求的前提下,尽可能采用最简单的组成、结构和外形,减少零部件的品种和数量,另外还要注意简化、合并产品功能;2)符合可达性和可操作性要求。可达性是指在维修产品时,接近维修部位的难易程度,主要指视觉可达和操作可达。可达性设计是从维修空间和布局方面提高维修性。可操作性指产品在结构上应便于拆缷、组装,维修时应满足简单、省时、省力的要求;3)标准化和模块化设计。标准化指在满足要求的前提下,限制产品可行的变化到最小范围的设计特性,包括元器件、工具的种类以及术语、软件、材料工艺等。模块化设计是实现部件互换通用、快速更换维修的有效途径;4)保证测试诊断快速和准确。性能测试和故障诊断的难易程度,直接影响产品的修复时间,产品设计时应充分考虑故障检测诊断的方便性。5)维修工具通用化。产品在维修时对工具及设备的要求应尽量简单,并且应尽量减少专用工具、专用设备的使用。除了通用条款,对于部分特殊设备还可制定专用条款,如战场抢修设计和维修作业环境设计等。上述维修性设计准则可作为评价指标,对电子设备的设计方案进行维修性分析与评价,并根据评价的结果指导产品设计。

2实例分析

2.1定性分析

图2和3分别是某设备在模样阶段和初样阶段的2种设计方法,其变化之处是图2中印制板1、印制板2和安装板合并成图3中印制板3,箱内其它结构不变。其好处有3点:1)把具有相同或相似功能的结构进行合并,符合简化设计的要求,同时也减少了零部件的品种和数量;2)两图对比看出,图3方案的结构设计使箱体内空间更宽裕,便于工作人员进行观察和操作,大幅度提高了可达性和可操作性;3)在维修工具方面,图3方案的优势是对工具的要求简单,只需要普通工具就能完成设备的拆卸和装配。但是图2方案在测试诊断设计方面做得更好,通过对功能单元的合理划分,使得性能测试和故障诊断的难易程度大大降低,在一定程度上减少了设备的修复时间。由此可见,2种方案各有优劣,通过实际使用过程中的对比发现,整体上,图3方案的设计方法维修性能更优。图2模样阶段箱体内部布局图3初样阶段箱体内部布局

2.2定量分析

陈璐等[7]给出了一种定量评价产品维修性能的方法,本文以此为依据,并结合第1节中阐述的维修性评价指标,提出了一种适用于电子设备的维修性评价模型。美国军事标准MIL-HDBK-472Maintainabili-tyPrediction中定义了维修性评价指标的打分标准,以4,2,0三个等级分别表示每个评价指标的优、中、劣,该标准还定义了打分依据。需指出的是,各项评价指标之间并非相互独立,而是具有一定关联度,且任意两评价指标的关联度都具有矢量性。假定用4,2,0分值来表示两两之间的关联度强弱,结合电子设备的维修性设计准则(即评价指标)可得到表1.维修性评价模型综合考虑了各评价指标及其关联度,定义为WP=Ai(i=j)Tij(i≠j{)(1)式中,i和j分别为不同的维修性评价指标;Ai为各项维修性指标的打分值;Tij为维修性指标i相对于维修性指标j的关联度。积和式是矩阵的一个重要函数,其计算结果涉及了矩阵的每一项,能对矩阵进行准确的定量描述,设B为n阶方阵,B=(bij),积和式定义如下:per(B)=∑k1,k2,…,kn∈Pnnb1k1·b2k2...bnkn(3)式中,Pnn表示所有n元排列的集合。将维修性评价模型用矩阵积和式表示出来就是维修性综合指数,因此,维修性综合指数同样考虑了各种维修性指标及其关联度,定量地描述了设备维修性能的状况。综合指数越大,设备的维修性能越好,反之越差。为了简化形式,结合表1将部分关联度数值代入式(2),得到:WP=A1T12T13T14T150A20T24T250T32A30T35000A4T450T5200A5(4)上述矩阵用积和式表示如下:per(WP)=A1A2A3A4A5+T25T52A1A3A4+T24T45T52A1A3(5)现在用维修性评价模型对前面的实例进行分析。参照MIL-HDBK-472标准,对图2和3两种方案的维修性能进行打分,见表2。表2维修性指标打分值评价指标图2方案图3方案124224322442524结合表1各指标的关联度,可以得到2种不同设计方案的维修性评价矩阵:WP1=242440202202204000404002,WP2=4424404022022040002204004。代入式(5)可以计算出维修性综合指数,per(WP1)=256,per(WP2)=512,由此结果可以看出,图3方案的维修性综合指数大,维修性能好,应予以优先采纳,这与实际维修过程中得到的结论是一致的。上述方法非常简便、快捷,在对电子设备进行维修性评价时可以使用。

3结论

随着维修性工程的发展,维修性设计已经成为产品设计过程中非常重要的部分,在很大程度上决定了设计的质量和后期的使用效果。本文针对电子设备的特点,提出了适用的维修性设计准则。良好的维修性设计应满足设计简化、可达性好、标准化程度高、易检测和维修工具通用化等要求。仅靠定性分析难以准确评价不同设计方案的维修性优劣,通过建立适用于电子设备的维修性评价模型和计算维修性综合指数,综合考虑了影响设备维修性的各种因素,实现了定量分析维修性能的目标,方便了设计者在设计初期选择维修性能更优的方案。

电子设备论文范文第9篇

在机场中,存在许多对雷电十分敏感的电子设备,这些设备主要包括:自动转报设备、雷达设备、微波通信设备、甚高频收发设备、指挥中心设备、卫星接收设备、塔台内指挥设备、程控交换机、飞机跑道上导航设备等。这些由人工发明并改造出来的设备几乎都在一定的电压范围内工作,而这些电压相对于雷电所产生的十几高斯的电压来说是遥不可及的,因此每当雷电来临,恰巧是机场设备所引起的时候,就会造成雷击。机场雷击超出机场电子设备的一般承受能力,使得机场电子设备立即损坏或者系统内部数据完全消失,当机场电子设备因出现雷击而瘫痪的时候,整个机场的运行和秩序就出现了严重的问题,继而严重影响飞机的出行安全。

二、机场电子设备遭受雷击的渠道

第一、雷电通过电子设备的传输渠道而对机场电子设备进行入侵。机场电子设备的传输渠道比较长,一般把线路埋在地下或者架空在空中,这都是雷电最容易入侵的地方,雷电通过切断电源而快速击毁机场电子设备。

第二、雷电直接对机场中的天线、导航设备或者雷达等直接被雷电击中而造成机场电子系统瘫痪。对于这样的雷击,一般对于机场电子设备而言是直接迅速地瘫痪,直接影响飞机的飞行安全。

第三、通信线路在传导途中感应雷击。雷电云雨和金属物之间产生闪击容易造成机场电子系统的瘫痪。机场所配置的电子设备本来就带有一定程度的弱电,在一定程度上能够吸引大气中雷电吧,并产生强烈的反应,从而释放出大量的能力,造成一定程度的破坏。

三、机场电子设备应对雷电的渠道

3.1根据机场所在位置和经验来实行防雷措施

雷电预警系统使用和安装的主要目的是确保机坪工作人员的人身安全,然后才是在尽最大可能减少由于雷电的原因而造成的机坪运行彻底关闭。当在机坪工作的员工对听到“离开机坪”和“返回机坪工作”广播的应对标准存在不同,因此在执行命令的时候就出现了差异较大的具体行为。源于此,业界已经开始制定停止和恢复机坪运行的距离和时间标准。在一定程度上来说,即便是制定了新的标准,每个决策者的风险承受能力并不一样,那么详细的的时间和距离在执行时会和标准出现很大的差异。因此,这一般需要根据机场所在位置和以往的经验决定,包括天气特征和锋面过境速度。目前来看,由于只存在很有限的雷电击伤、击死人的情况,美国现有的雷电预警系统基本上是有效的。该系统综合了国家雷电监测网络采集的现场数据和其他气象数据,就即将到来的雷暴和闪电发出视觉和听觉警报,机场和航空公司据此广播通知机坪工作人员暂停工作并躲避,待警报解除后再广播恢复机坪工作。

3.2安装合理的避雷系统

对于机场电子设备应对雷电的渠道首先是要通过安装相关的避雷设施来减少雷电的入侵。对于雷击的预防,首先应该依靠合格的避雷针或者避雷带系统,与此同时也要防止雷击电磁脉冲:采用完善的综合防雷手段和安装电涌保护器(SPD)系统,两种方法相互结合,相互补充,组成一套完整系统的防雷体系,这就是现代防雷的新理论:综合防雷技术。只有这样,才能有效地防止雷击事故,减少雷击灾害。

3.3加强对民航机场电子设备和防雷的专项管理

在每年雷电较多的季节,安排好相关的部门找有资质的雷电防御专家对防雷设备进行检查。雷电过后要对相关的避雷设备以及民航机场的电子设备进行一一检测,看是否出现问题,经过一步步检查和把关,以确保机场电子设备维护的部门工作能够落实到具体的地方、能够显示出实际的效果。要建立雷电预警机制,通过严密的雷电预警保护机制而层层预防民航机场电子设备遭到雷击。

电子设备论文范文第10篇

关键词:电子设备电磁兼容性干扰源有效抑制

1引言

随着电子技术的迅速发展,现代的电子设备已广泛地应用于人类生活的各个领域。当前,电子设备已处速发展的时期,并且这个发展过程仍以日益增长的速度持续着。电子设备的广泛应用和发展,必然导致它们在其周围空间产生的电磁场电平的不断增加。也就是说,电子设备不可避免地在电磁环境(EME)中工作。因此,必须解决电子设备在电磁环境中的适应能力。电磁兼容性(EMC)是一门关于抗电磁干扰(EMI)影响的科学。目前,就世界范围来说,电磁兼容性问题已经形成一门新的学科。电磁兼容的中心课题是研究控制和消除电磁干扰,使电子设备或系统与其它设备联系在一起工作时,不引起设备或系统的任何部分的工作性能的恶化或降低。一个设计理想的电子设备或系统应该既不辐射任何不希望的能量,又应该不受任何不希望有的能量的影响。

2电磁干扰源的分类

各种形式的电磁干扰是影响电子设备电磁兼容性的主要因素,因此,它是电磁兼容性设计中需要研究的重要内容。

2-1内部干扰

内部干扰是指电子设备内部各元部件之间的相互干扰,包括以下几种。

(1)工作电源通过线路的分布电容和绝缘电阻产生漏电造成的干扰;(与工作频率有关)

(2)信号通过地线、电源和传输导线的阻抗互相耦合,或导线之间的互感造成的干扰;

(3)设备或系统内部某些元件发热,影响元件本身或其它元件的稳定性造成的干扰;

(4)大功率和高电压部件产生的磁场、电场通过耦合影响其它部件造成的干扰。

2-2外部干扰

外部干扰是指电子设备或系统以外的因素对线路、设备或系统的干扰,包括以下几种。

(1)外部的高电压、电源通过绝缘漏电而干扰电子线路、设备或系统;

(2)外部大功率的设备在空间产生很强的磁场,通过互感耦合干扰电子线路、设备或系统;

(3)空间电磁波对电子线路或系统产生的干扰;

(4)工作环境温度不稳定,引起电子线路、设备或系统内部元器件参数改变造成的干扰;

(5)由工业电网供电的设备和由电网电压通过电源变压器所产生的干扰。

3干扰的传递途径

当干扰源的频率较高、干扰信号的波长又比扰的对象结构尺寸小,或者干扰源与扰者之间的距离r>>λ/2π时,则干扰信号可以认为是辐射场,它以平面电磁波形式向外副射电磁场能量进入扰对象的通路。

(2)干扰信号以漏电和耦合形式,通过绝缘支承物等(包括空气)为媒介,经公共阻抗的耦合进入扰的线路、设备或系统。

如果干扰源的频率较低,干扰信号的波长λ比扰对象的结构尺寸长,或者干扰源与干扰对象之间的距离r<<λ/2π,则干扰源可以认为是似稳场,它以感应场形式进入扰对象的通路。

(3)干扰信号可以通过直接传导方式引入线路、设备或系统。

4电磁兼容性设计的基本原理

4-1接地

接地是电子设备的一个很重要问题。接地目的有三个:

(1)接地使整个电路系统中的所有单元电路都有一个公共的参考零电位,保证电路系统能稳定地干作。

(2)防止外界电磁场的干扰。机壳接地可以使得由于静电感应而积累在机壳上的大量电荷通过大地泄放,否则这些电荷形成的高压可能引起设备内部的火花放电而造成干扰。另外,对于电路的屏蔽体,若选择合适的接地,也可获得良好的屏蔽效果。

(3)保证安全工作。当发生直接雷电的电磁感应时,可避免电子设备的毁坏;当工频交流电源的输入电压因绝缘不良或其它原因直接与机壳相通时,可避免操作人员的触电事故发生。此外,很多医疗设备都与病人的人体直接相连,当机壳带有110V或220V电压时,将发生致命危险。

因此,接地是抑制噪声防止干扰的主要方法。接地可以理解为一个等电位点或等电位面,是电路或系统的基准电位,但不一定为大地电位。为了防止雷击可能造成的损坏和工作人员的人身安全,电子设备的机壳和机房的金属构件等,必须与大地相连接,而且接地电阻一般要很小,不能超过规定值。

电路的接地方式基本上有三类,即单点接地、多点接地和混合接地。单点接地是指在一个线路中,只有一个物理点被定义为接地参考点。其它各个需要接地的点都直接接到这一点上。多点接地是指某一个系统中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引线的长度最短。接地平面,可以是设备的底板,也可以是贯通整个系统的地导线,在比较大的系统中,还可以是设备的结构框架等等。混合接地是将那些只需高频接地点,利用旁路电容和接地平面连接起来。但应尽量防止出现旁路电容和引线电感构成的谐振现象。

4-2屏面

屏蔽就是对两个空间区域之间进行金属的隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。具体讲,就是用屏蔽体将元部件、电路、组合件、电缆或整个系统的干扰源包围起来,防止干扰电磁场向外扩散;用屏蔽体将接收电路、设备或系统包围起来,防止它们受到外界电磁场的影响。

因为屏蔽体对来自导线、电缆、元部件、电路或系统等外部的干扰电磁波和内部电磁波均起着吸收能量(涡流损耗)、反射能量(电磁波在屏蔽体上的界面反射)和抵消能量(电磁感应在屏蔽层上产生反向电磁场,可抵消部分干扰电磁波)的作用,所以屏蔽体具有减弱干扰的功能。

屏蔽体材料选择的原则是:

(1)当干扰电磁场的频率较高时,利用低电阻率(高电导率)的金属材料中产生的涡流(P=I2R,电阻率越低(电导率越高),消耗的功率越大),形成对外来电磁波的抵消作用,从而达到屏蔽的效果。

(2)当干扰电磁波的频率较低时,要采用高导磁率的材料,从而使磁力线限制在屏蔽体内部,防止扩散到屏蔽的空间去。

(3)在某些场合下,如果要求对高频和低频电磁场都具有良好的屏蔽效果时,往往采用不同的金属材料组成多层屏蔽体。

4-3其它抑制干扰方法

(1)滤波

滤波是抑制和防止干扰的一项重要措施。滤波器可以显著地减小传导干扰的电平,因为干扰频谱成份不等于有用信号的频率,滤波器对于这些与有用信号频率不同的成份有良好的抑制能力,从而起到其它干扰抑制难以起到的作用。所以,采用滤波网络无论是抑制干扰源和消除干扰耦合,或是增强接收设备的抗干扰能力,都是有力措施。用阻容和感容去耦网络能把电路与电源隔离开,消除电路之间的耦合,并避免干扰信号进入电路。对高频电路可采用两个电容器和一个电感器(高频扼流圈)组成的CLCMπ型滤波器。滤波器的种类很多,选择适当的滤波器能消除不希望的耦合。

(2)正确选用无源元件

实用的无源元件并不是“理想”的,其特性与理想的特性是有差异的。实用的元件本身可能就是一个干扰源,因此正确选用无源元件非常重要。有时也可以利用元件具有的特性进行抑制和防止干扰。

(3)电路技术

有时候采用屏蔽后仍不能满足抑制和防止干扰的要求,可以结合屏蔽,采取平衡措施等电路技术。平衡电路是指双线电路中的两根导线与连接到这两根导线的所有电路,对地或对其它导线都具有相同的阻抗。其目的在于使两根导线所检拾到的干扰信号相等。这时的干扰噪声是一个共态信号,可在负载上自行消失。另外,还可采用其它一些电路技术,例如接点网络,整形电路,积分电路和选通电路等等。总之,采用电路技术也是抑制和防止干扰的重要措施。

5电磁兼容性问题的规范和标准

干扰特别委员会(CISPR),主要研究无线电系统中干扰噪声的测量。1976年,CISPR开始制订电磁干扰的EMI标准。1900年10月在几经修订基础上公布再版标准,随后该委员会还与国际无线通信资询委员会一起审议,为电子产品电磁兼容性的检测制订数据要求及具体方法。制订了以信息技术装置噪声为对象的“工业、科学及医疗用无线电仪器的干扰特性允许值及其测量方法”(标准11号);“车辆、机动船和火花点火发动驱动装置无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准12号);“无线电和电视接收机的无线电干扰特性的测量方法及允许值”(标准13号)等。直至1992年中期,国际EMI标准才最终完善起来。CISPR推荐的容限已为世界上许多国家所采纳,并作为其国家条例的基础。

无线电发射机功率电平是影响周围无线电电子设备,产生干扰电平的一个重要因素。因此无线电发射机功率电平应该受到限制。例如,根据无线电通信咨询委员会357-1号建议,在卫星通信系统和地面微波中继通信线路共同使用的(5800~8100MHz)频段上,当给到天线上的功率不超过13dBW时,应该限制微波中继通信线路的发射机有效辐射功率(即发射机功率和天线增益的乘积)数值为55dBW。建议同时限制卫星通信的地面站的功率及通信卫星辐射功率通量密度。许多其它的无线电业务,例如业余无线电爱好者的,移动通信系统等的发射机功率的最大值也应该受到限制。

频率规划在全国和全世界范围内已被广泛采用,是提高射频资源利用率的一种途径,也是保证无线电电子设备电磁兼容性的重要措施之一。因此应严格按照国际协议(无线电频率分配表)和全国文件,实行国家、地区的频带划分和业务之间的频带分配。根据频率—空间分配的原理进行无线频道分配。频率规划必须保证每个无线电电子设备干扰电平最小,或消除干扰,由国家无线电管理委员会负责协调。

近年来,我国许多部门都在开展电磁兼容性的试验研究和有关技术标准的制定工作,制定了一系列标准和规范。例如,国家标准GB3907-83为工业无线电干扰基本测量方法;GB4824.1-84为工业、科学和医疗射频设备无线电干扰允许值;GB6279-86为车辆、机动船和火花点火发动机驱动装置无线电特性测量方法及允许值等。国家无线电管理委员会对工、科、医等电子设备的使用频率、带宽和最大辐射场强都作出了具体规定。这对保证电子设备的正常工作和人民的正常生活以及促进现代科学技术更迅速发展,都起了重要的作用。

6一些典型电磁兼容性问题的解决

由于电子技术在各行各业中的广泛应用,在人类活动的空间无处不充斥着电磁波,因此,电子设备不解决电磁波干扰问题,就不能兼容工作。在实际应用中,人们在研究抗干扰技术方面也积累了大量的经验,不断地研究出许多实用的方法来消除电磁干扰。

实验发现汽车工作时,电磁干扰相当突出,严重时会损坏电子元器件。因此,汽车电子设备的电磁环境最为恶劣,汽车电子设备的电磁兼容性问题也特别受到人们的重视。汽车点火所产生的高频辐射最为突出。日本和美国等先进国家的环保部门为防止汽车电气噪声对环境的污染,规定只能使用带阻尼(如碳芯)的屏蔽线作为点火线,实践表明这是很有效的措施。

为了解决微电技术,尤其是计算机在汽车上的应用和推广,根据需要和实际要求,可以设计出效果良好的滤波电路,置于前级可使大多数因传导而进入系统的干扰噪声消除在电路系统的入口处;可以设置隔离电路,如变压器隔离和光电隔离等解决通过电源线、信号线和地线进入电路的传导干扰,同时阻止因公共阻抗、长线传输而引起的干扰;也可以设置能量吸收回路,从而减少电路、器件吸收的噪声能量;或通过选择元器件和合理安排电路系统,使干扰的影响减小。

微机设备的软件抗干扰主要是稳定内存数据和保证程序指针。微机是一个可编程控制装置,软件可以支持和加强硬件的抗干扰能力。如果微机系统中随机内存RAM主要用于测量和控制时数据的暂时存放,内存空间较小,对存放的数据而言,若将采集到的几组数据求平均值作为采样结果,可避免在采集时因干扰而破坏了数据的真实性;如果存放在随机内存中的数据因干扰而丢失或者数据发生变化,可以在随机内存区设置检验标志;为了减少干扰对随机内存区的破坏,可在随机存储器芯片的写信号线上加触发装置,只有在CPU写数据时才发。软件抗干扰的措施也很多,如数字滤波程序、抗窄脉冲的延时程序、逻辑状态的真伪判别等。有时候,必须采用软件和硬件相结合的办法才能抑制干扰,常用的办法是设置一个定时器,从而保护程序正常运行。

近年来,电子仪器向着“轻、薄、短、小”和多功能、高性能及成本低方向发展。塑料机箱、塑料部件或面板广泛地应用于电子仪器上,于是外界电磁波很容易穿透外壳或面板,对仪器的正常工作产生有害的干扰,而仪器所产生的电磁波,也非常容易辐射到周围空间,影响其它电子仪器的正常工作。为了使这种电子仪器能满足电磁兼容性要求,人们在实践中,研究出塑料金属化处理的工艺方法,如溅射镀锌、真空镀(AL)、电镀或化学镀铜、粘贴金属箔(Cu或AL)和涂覆导电涂料等。经过金属化处理之后,使完全绝缘的塑料表面或塑料本身(导电塑料)具有金属那样反射(如手机)。吸收、传导和衰减电磁波的特性,从而起到屏蔽电磁波干扰的作用。实际应用中,采用导电涂料作屏蔽涂层,性能优良而且价格适宜。在需要屏蔽的地方,做成一个封闭的导电壳体并接地,把内外两种不同的电磁波隔离开。实践表明,若屏蔽材料能达到(30~40)dB以上衰减量的屏蔽效果时,就是实用、可行的。

由于电子技术应用广泛,而且各种干扰设备的辐射很复杂,要完全消除电磁干扰是不可能的。但是,根据电磁兼容性原理,可以采取许多技术措施减小电磁干扰,使电磁干扰控制到一定范围内,从而保证系统或设备的兼容性,例如,通信系统最初设计时,就应该严格进行现场电波测试,有针对性地选择频率及极化方式,避开雷达、移动通信等杂波干扰;高压线选择路径时,应尽量绕开无线电台(站)或充分利用接收地段的地形、地物屏蔽;接收设备与工业干扰源设备适当配置,使接收设备与各种工业干扰源离开一定距离;在微波通信电路设计中,为了减少干扰,可采用天线高低站方式调整微波电路反射点,并利用山头阻挡反射波,使之不能对直射波形成干扰。另外,微波铁塔是独立的高大建筑物,应采用完善的接地、屏蔽等避雷措施。

7结束语

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