【摘要】：強電磁脈沖是具有極強破壞力的瞬態(tài)脈沖環(huán)境。它能經(jīng)由前門或者后門耦合到電子設(shè)備上,從而會干擾電子設(shè)備的正常運行,甚至損壞設(shè)備。傳導(dǎo)防護器件對電磁脈沖是一種有效防護手段。但目前傳導(dǎo)防護器件的響應(yīng)特性研究主要是關(guān)于雷電和靜電,由于器件自身的非線性,它在HEMP這種ns級強電磁脈沖作用下的響應(yīng)特征還未明確,防護性能參數(shù)亦不可知,測試方法未明,也缺少適用于強電磁脈沖的防護器件Pspice模型。由此本論文搭建了基于雙指數(shù)脈沖的直接注入測試系統(tǒng),明確了防護器件在強電磁脈沖防護性能參數(shù)及提取方法。基于搭建的測試系統(tǒng),研究了器件在HEMP下的非線性瞬態(tài)響應(yīng)。建立了強磁脈沖下的器件的Pspice模型。1)對比了靜電、雷電和高空核電磁脈沖的波形特征,核電磁脈沖具有上升沿快,能量大,頻譜寬的特點。分析了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防護器件測試方法,并根據(jù)MIL-STD-188-125搭建了基于雙指數(shù)脈沖直接注入的瞬態(tài)響應(yīng)特性研究的測試方案與配置。分析了充電時間和外置調(diào)波電感對雙指數(shù)脈沖波形參數(shù)的影響。2)通過對器件的防護機理的分析確定了HEMP脈沖下器件的防護性能參數(shù)。由于測試波形的震蕩等多原因,利用峰值濾波、中值濾波和移動平均濾波對HEMP下從器件瞬態(tài)響應(yīng)波形進行了處理,利用插值法提取防護性能參數(shù)。3)利用本文搭建的雙指數(shù)脈沖直接注入測試系統(tǒng),研究了注入不同電流峰值下或不同電流變化率的雙指數(shù)脈沖下防護器件的瞬態(tài)響應(yīng):基于測試數(shù)據(jù)的樣本統(tǒng)計與對比分析,采用最小二乘逼近分析獲得防護器件在不同電流峰值和上升沿的電流變化率下脈沖峰值電壓、過沖、箝位電壓、觸發(fā)時間、箝位時間等防護性能參數(shù)變化推演規(guī)律;研究了不同型號器件防護性能參數(shù)的異同和規(guī)律。分析了TVS在HEMP下的失效模式。為防護電路的設(shè)計提供了量級和規(guī)律性支持。4)通過提取測試所用雙指數(shù)脈沖源注入波形的特征參數(shù),建立了雙指數(shù)脈沖源的Pspice電路模型。并根據(jù)前面得到的防護性能參數(shù)規(guī)律和HEMP下器件的動態(tài)伏安特性分段分析與曲線數(shù)據(jù)擬合,利用二極管、三級管和壓控源實現(xiàn)等非線性器件等效變量替換,建立了適合納秒級脈沖響應(yīng)的氣體放電管和壓敏電阻的Pspice非線性電路行為級宏模型。并結(jié)合前面搭建的雙指數(shù)脈沖源電路模型,對搭建的Pspice模型進行了驗證。
【圖文】：

IEC 61000 4-2[19]中定義了針對于系統(tǒng)級的接觸放電與空氣放電），四種 ESD 等級，表2.1 IEC 中 ESD 測試等級放電 1b 空氣驗電壓 KV 等級 2468特殊1234級必須在專用設(shè)備條約規(guī)范中加以規(guī)定，如果規(guī)壓，，則可能需要專用的實驗設(shè)備。

ESD時頻域波形圖
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN78

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本文編號：2697176