【摘要】：強(qiáng)電磁脈沖是具有極強(qiáng)破壞力的瞬態(tài)脈沖環(huán)境。它能經(jīng)由前門(mén)或者后門(mén)耦合到電子設(shè)備上,從而會(huì)干擾電子設(shè)備的正常運(yùn)行,甚至損壞設(shè)備。傳導(dǎo)防護(hù)器件對(duì)電磁脈沖是一種有效防護(hù)手段。但目前傳導(dǎo)防護(hù)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(jí)強(qiáng)電磁脈沖作用下的響應(yīng)特征還未明確,防護(hù)性能參數(shù)亦不可知,測(cè)試方法未明,也缺少適用于強(qiáng)電磁脈沖的防護(hù)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(cè)試系統(tǒng),明確了防護(hù)器件在強(qiáng)電磁脈沖防護(hù)性能參數(shù)及提取方法�；诖罱ǖ臏y(cè)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(qiáng)磁脈沖下的器件的Pspice模型。1)對(duì)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(diǎn)。分析了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的防護(hù)器件測(cè)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(cè)試方案與配置。分析了充電時(shí)間和外置調(diào)波電感對(duì)雙指數(shù)脈沖波形參數(shù)的影響。2)通過(guò)對(duì)器件的防護(hù)機(jī)理的分析確定了HEMP脈沖下器件的防護(hù)性能參數(shù)。由于測(cè)試波形的震蕩等多原因,利用峰值濾波、中值濾波和移動(dòng)平均濾波對(duì)HEMP下從器件瞬態(tài)響應(yīng)波形進(jìn)行了處理,利用插值法提取防護(hù)性能參數(shù)。3)利用本文搭建的雙指數(shù)脈沖直接注入測(cè)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(hù)器件的瞬態(tài)響應(yīng):基于測(cè)試數(shù)據(jù)的樣本統(tǒng)計(jì)與對(duì)比分析,采用最小二乘逼近分析獲得防護(hù)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(guò)沖、箝位電壓、觸發(fā)時(shí)間、箝位時(shí)間等防護(hù)性能參數(shù)變化推演規(guī)律;研究了不同型號(hào)器件防護(hù)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(hù)電路的設(shè)計(jì)提供了量級(jí)和規(guī)律性支持。4)通過(guò)提取測(cè)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(hù)性能參數(shù)規(guī)律和HEMP下器件的動(dòng)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(jí)管和壓控源實(shí)現(xiàn)等非線性器件等效變量替換,建立了適合納秒級(jí)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(jí)宏模型。并結(jié)合前面搭建的雙指數(shù)脈沖源電路模型,對(duì)搭建的Pspice模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
【圖文】：

IEC 61000 4-2[19]中定義了針對(duì)于系統(tǒng)級(jí)的接觸放電與空氣放電），四種 ESD 等級(jí)，表2.1 IEC 中 ESD 測(cè)試等級(jí)放電 1b 空氣驗(yàn)電壓 KV 等級(jí) 2468特殊1234級(jí)必須在專(zhuān)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(zhuān)用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。

ESD時(shí)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2697176