一個可行的軍工，航空電子設備浪涌及電磁脈沖解決方案

隨著氣象條件的急劇變化，自然或者人為的各種高強度瞬變電磁脈沖，給人類的生命和財產安全造成嚴重威脅。比如：2019年5月，一架俄羅斯蘇霍伊-100噴氣式客機，在著陸前，遭遇雷擊，導致通訊設備失靈，而后硬著陸，造成41人遇難的事故；2005年12月，一場太陽風暴所釋放的X射線使衛星通訊和全球定位系統信號中斷了10分鐘，給全球造成的經濟損失難以估量，本文嘗試對浪涌和電磁脈沖防護進行分析，并給出一個可行的產品解決方案。

（一）浪涌（electrical surge）和電磁脈沖(EMP)介紹

雷擊浪涌：由于直擊雷或者間接雷引起瞬態過電壓。通常會在電力線上感應出很高的電壓，由于雷擊浪涌的能量非常巨大，需要通過分級泄放的方法，一般采取三級到四級保護，將雷擊能量逐步泄放到大地。

電磁脈沖：是另一種瞬態現象，相對于浪涌，能量更小，在時域波形中，是一個納秒或者皮秒級短脈沖信號；具有輻射范圍廣，強度高，頻譜寬的特點，可以通過多種方式進行耦合，對電子設備或系統具有強大的破壞效應。

（二）產品介紹及解決方案

TY630系列濾波器：EMI/EMP濾波器，14Khz~40Ghz，全頻段衰減大于100dB ;電路為穩態電路，EMP衰減值大于30dB(C系列)，大于26dB(CL系列)，可以充分滿足EMP抑制的要求。優點：濾波器內部沒有瞬態電路，不含有MOV,TVS器件，故不存在老化,劣化問題。缺點：泄漏電流很大，浪涌8/20uS波形測試效果較差。（EMP測試按照MIL188-125-1/2進行）。

TYJ6200T系列濾波器：電路由穩態電路加瞬態電路組成，EMP衰減值大于30dB，可以充分滿足EMP抑制的要求。優點：泄漏電流小，瞬態電路還可以把浪涌電壓鉗位在一個很低的電壓水平（小于350V）, 缺點：含有MOV,TVS器件，存在器件老化，劣化問題。

正弦波跟蹤濾波器：(sine wave tracking filter，也叫正弦波跟蹤浪涌保護器)：250VAC，額定電流1-20安培。它的鉗位值是跟隨正弦波移動的，能夠消除偏離正弦波一定幅度的浪涌，使浪涌電壓的幅度始終小于一定值。而普通浪涌保護器僅能夠將幅度固定的浪涌電壓消除掉（鉗位值恒定），但正弦波上仍然殘留了較大的浪涌電壓。正弦波跟蹤濾波器是浪涌保護器的高端應用版本，可以替代美國禁運產品。

TYJ140系列有源浪涌抑制器：直流浪涌抑制時，TVS具備優異的鉗位功能，一直是工程師的首選，但是按照GJB181,GJB298,鐵路RIA12標準，波形持續時間為30-500mS；TVS管工作時，PN結就會熱擊穿損壞，如下圖。此時，有源浪涌抑制器就是最佳解決辦法。

我司有源浪涌抑制器工作原理如下：產品由MOS管，采樣電路，CPU，泄流電路四部分組成。以28V有源浪涌抑制器為例：通電后，抑制器完成建壓，打開MOS管，使MOS管處于全導通狀態，泄流回路處于待機狀態。如果采樣電路采集到浪涌信號，CPU就會打開泄流電路，并由MOS管將輸出電壓鉗位在35~36V，浪涌結束后，泄流回路又回到待機狀態，持續給后續電路提供一個穩定電壓。如下圖。

諧振腔波導型EMP濾波器：由于此產品不屬于我司業務范圍，在此不做說明。

在本文中，給出了浪涌和電磁脈沖抑制的多種方法，用戶可根據實際情況，選擇合適的產品，改善電子設備或系統的浪涌和電磁脈沖防護能力，順利通過相關測試。