開關(guān)電源噪聲的產(chǎn)生-外部干擾源

(1)外部干擾源

電源干擾出電源干擾可以以“共?！被颉安钅！狈绞酱嬖?兩種干擾模式的區(qū)別是十分重要的,因?yàn)閷?duì)共模干擾是不能用差模的方式來解決的,反之亦然?干擾類型可以從持續(xù)期很短的尖峰干擾完全失電之間進(jìn)行變化?其中也包括電壓變化(如電壓的跌落?浪涌與中斷)?頻率變化?波形失真(電壓的或電流的)?持續(xù)噪聲或雜波以及瞬變等,電源干擾的類型見表6-4?

出表6-4電源干擾的類型

良好的電源設(shè)計(jì)應(yīng)使開關(guān)電源在較惡劣的電磁環(huán)境中本身能正常工作,同時(shí)應(yīng)對(duì)電源線中的各種脈沖干擾有較好的抑制作用?

(2)雷電干擾

  雷電干擾可分成直擊雷?感應(yīng)雷和浪涌三種?直擊雷的主要破壞力在于電流特性而不在于放電產(chǎn)生的高電位?雷電擊中人體?建筑物或設(shè)備時(shí),強(qiáng)大的雷電流轉(zhuǎn)變成熱能,直接破壞建筑物或設(shè)備?

  感應(yīng)雷是雷電在雷云之間或雷云對(duì)地放電時(shí),在附近的戶外傳輸信號(hào)線路?埋地電力線設(shè)備間連接線中產(chǎn)生電磁感應(yīng)并侵入設(shè)備,使串聯(lián)在線路中間或終端的電子設(shè)備遭到損害?感應(yīng)雷的破壞也稱為二次破壞?雷電流變化梯度很大,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場,使得周圍的金屬構(gòu)件產(chǎn)生感應(yīng)電流,這種電流可能向周圍物體放電,如附近有可燃物就會(huì)引發(fā)火災(zāi)和爆炸而感應(yīng)到正在聯(lián)機(jī)的導(dǎo)線上時(shí)就會(huì)對(duì)設(shè)備造成強(qiáng)烈的破壞?感應(yīng)雷可分為以下兩類

  ①靜電感應(yīng)雷:帶有大量負(fù)電荷的雷云所產(chǎn)生的電場E將會(huì)在架空線路上感生出被電場東縛的正電荷?當(dāng)雷云對(duì)地放電或?qū)υ崎g放電時(shí),云層中的負(fù)電荷在一瞬間消失了(嚴(yán)格說是大大減弱),那么在線路上感應(yīng)出的這些被束縛的正電荷也就在一瞬間失去了束縛,在電勢能的作用下,這些正電荷將沿著線路產(chǎn)生大電流沖擊,從而對(duì)電器設(shè)備產(chǎn)生不同程度的影響?

  ②電磁感應(yīng)雷:雷擊發(fā)生在供電線路附近或擊在避雷針上,會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的交變電磁場,此交變電磁場的能量將感應(yīng)于線路并后面作用到設(shè)備上(由于避雷針的存在,建筑物上落雷的機(jī)會(huì)反倒增加,內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會(huì)和程度一般來說是增加了),對(duì)用電設(shè)備造成極大危害?

  雷電浪涌是近年來由于微電子設(shè)備的不斷應(yīng)用而引起人們極大重視的一種雷電危害式,同時(shí)其防護(hù)方式也不斷完善?較常見的電子設(shè)備危害不是由直接雷擊引起的,而是由雷擊發(fā)生時(shí)在電源和通信線路中感應(yīng)的電流浪涌引起的方面由于電子設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)高度集成化(VLSI芯片),從而造成設(shè)備耐壓?耐過電流的水平下降,對(duì)雷電(包括感應(yīng)雷及操作過電壓浪涌)的承受能力下降;另一方面由于信號(hào)來源路徑增多,系統(tǒng)較以前更容易遭受雷電波侵入浪涌電壓可以從電源線或信號(hào)線等途徑竄入微電子設(shè)備?我們就電源浪涌和信號(hào)系統(tǒng)浪涌兩方面分別討論其對(duì)弱電設(shè)備的危害?

  ①電源浪涌?電源浪涌并不僅源于雷擊,當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障?投切大負(fù)荷時(shí)都會(huì)產(chǎn)生電源浪涌,不論是雷擊還是線路浪涌發(fā)生的幾率都很高?當(dāng)距你幾百公里的遠(yuǎn)方發(fā)生了雷擊時(shí),雷擊浪涌就會(huì)通過電網(wǎng)線路傳輸,經(jīng)過變電站等衰減,到你的微電子設(shè)備時(shí)可能仍然有上千伏,這個(gè)高壓沖擊的時(shí)間很短,只有幾十到幾百個(gè)微秒,或者不足以燒毀微電子設(shè)備,但是對(duì)于微電子設(shè)備內(nèi)部的半導(dǎo)體元件卻有很大的損害?

  ②信號(hào)系統(tǒng)浪涌?信號(hào)系統(tǒng)浪涌電壓的主要來源是感應(yīng)雷擊?電磁干擾?無線電干擾和靜電干擾?金屬物體(如傳輸線)受到這些干擾信號(hào)的影響,會(huì)使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼,影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率?排除這些干擾將會(huì)改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況?