為提高電子電路類課程的教學(xué)質(zhì)量,豐富教學(xué)內(nèi)容,嘗試將科研成果引入到實驗教學(xué)環(huán)節(jié)的思路,啟迪學(xué)生使用軟件PSIM去分析和解決科研問題。針對普通電源系統(tǒng)經(jīng)遠端低頻電力載波信號觸發(fā)進入受控狀態(tài)的安全威脅,提出有源濾波器的設(shè)計方案,并在對電力載波電路詳細分析的基礎(chǔ)上搭建出完整的濾波電路。仿真結(jié)果表明,設(shè)計的有源濾波器對電力載波信號電平的平均衰減幅度達到97. 33%,進一步的優(yōu)化過程指出,通過級聯(lián)同結(jié)構(gòu)的濾波器能夠?qū)崿F(xiàn)進一步的衰減,這對提高電源系統(tǒng)防觸發(fā)的安全性將具有重要的作用。 

【文章來源】：實驗室研究與探索. 2020,39(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

電力載波穿透實驗平臺示意圖

圖2 電力載波穿透實驗平臺示意圖實驗結(jié)果表明，若電力載波的工作頻率控制在150 kHz以下時，其傳輸距離遠，穿透能力強，基本上所有的傳統(tǒng)型紅黑隔離電源都無法阻擋如此低頻率的電力載波。因此，若電源控制器本身存在惡意植入的硬木馬，則當控制器檢測到來自遠方的電力載波觸發(fā)信號時，可使電源系統(tǒng)處于受控狀態(tài)，從而使系統(tǒng)面臨發(fā)生故障、崩潰甚至信息泄漏等安全隱患。

圖4所示給出了AF電路的模型及具體實現(xiàn)，考慮到電源體積的限制和信號檢測過程的方便性，采用的是基本有源濾波結(jié)構(gòu)中的電流檢測電流補償型結(jié)構(gòu)[9-10]。圖4(a)中IN(s)為噪聲電流，ZN、ZL為噪聲源阻抗和負載阻抗，A(s)為濾波器增益，Zout為濾波器等效輸出阻抗，Zinj為電流注入網(wǎng)絡(luò)(對應(yīng)于圖4(b)中的Rinj和Cinj)的阻抗，注入網(wǎng)絡(luò)旨在將濾波器輸出電壓轉(zhuǎn)換成電流并反饋到主電路中[11-12]。實際應(yīng)用中，為確保插入損耗足夠大(對應(yīng)濾波能力足夠強)，AF的設(shè)計需遵循阻抗極大不匹配原則[10]，即對于圖4(a)應(yīng)滿足ZN?ZL，故增加電感LDM和電容CR，其中Z"N=ZN+s LDM、Z"L=ZL∥(1/s CR)，且滿足Z"N?Z"L。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]電力載波通信定義及技術(shù)特點[J].   大眾用電. 2017(05)
[2]知識運用與創(chuàng)新能力培養(yǎng)——基于創(chuàng)新教育理念的大學(xué)專業(yè)課程變革[J]. 張瓊.  高等教育研究. 2016(03)
[3]模擬電子技術(shù)實驗教學(xué)改革與實踐[J]. 程春雨,吳雅楠,馬馳,郭學(xué)滿,王林.  實驗科學(xué)與技術(shù). 2014(06)
[4]開展國家級虛擬仿真實驗教學(xué)中心建設(shè)提高高校實驗教學(xué)信息化水平[J]. 李平,毛昌杰,徐進.  實驗室研究與探索. 2013(11)
[5]基于負載的有源EMI濾波器插損分析[J]. 黃河清,馮艷斌.  電子科技. 2010(01)
[6]DC/DC開關(guān)電源有源共模EMI濾波器的研制[J]. 鄭憲龍,和軍平,唐志.  電力電子技術(shù). 2007(12)
[7]開關(guān)電源有源共模EMI濾波器研究及其應(yīng)用[J]. 舒艷萍,陳為,毛行奎.  電力電子技術(shù). 2007(06)

碩士論文
[1]基于阻抗失配的EMI濾波器設(shè)計研究[D]. 董舒.華中科技大學(xué) 2015
[2]電源EMI濾波器研究[D]. 黃河清.西安電子科技大學(xué) 2009



本文編號：3256446