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“共模”或“差?！狈绞酱嬖?兩種干擾模式的區(qū)別是十分重要的,因?yàn)閷材８蓴_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地放電時(shí),在附近的戶外傳輸信號線路?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)就會對設(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將會在架空線路上感生出被電場東縛的正電荷?當(dāng)雷云對地放電或?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)于線路并最終作用到設(shè)備上(由于避雷針的存在,建筑物上落雷的機(jī)會反倒增加,內(nèi)部設(shè)備遭感應(yīng)雷危害的機(jī)會和程度一般來說是增加了),對用電設(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?最常見的電子設(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線等途徑竄入微電子設(shè)備?我們就電源浪涌和信號系統(tǒng)浪涌兩方面分別討論其對弱電設(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信號系統(tǒng)浪涌?信號系統(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)受到這些干擾信號的影響,會使傳輸中的數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤碼,影響傳輸?shù)臏?zhǔn)確性和傳輸速率?排除這些干擾將會改善網(wǎng)絡(luò)的傳輸狀況?