Методы повышения устойчивости электронных систем к воздействию ЭМИ

Основными методами повышения устойчивости электронных схем к воздействию ЭМИ являются:

- выбор наиболее стойких к воздействию ЭМИ комплектующих элементов системы;

- рациональное пространственное размещение узлов и схем системы;

- создание стойких к воздействию ЭМИ электронных схем (схемные решения);

- предложения по порядку функционирования системы с подачей сигнала «ВТ»;

- принятие мер специальной зашиты.

Не обязательно и экономически не оправдано увеличивать устойчивость системы за счет доведения параметров, определяющих устойчивость ее элементов, до их максимальных значений.

Наиболее рациональным методом повышения устойчивости электронной системы к воздействию ЭМИ является повышение устойчивости к ЭМИ наиболее слабых элементов системы.

В тех случаях, когда выбором наиболее устойчивые к воздействию ЭМИ элементов или схемным решением не удается повысить устойчивость системы до желаемого уровня, следует прибегнуть к специальным средствам защиты от воздействия ЭМИ.

К таким средствам следует отнести применение в схемах:

- фильтров, трансформаторов, дросселей;

- разрядников, ограничителей, разъединителей;

- заземлений и экранов.

Фильтры широко использовали для защиты от радиопомех, созданных сторонним электромагнитным излучением передатчиков. Трудность при использовании фильтров в системах защиты от ЭМИ – очень широкая полоса частот, соответствующих сигналам различной формы, наведенных ЭМИ. Необходимо учитывать, что при применении фильтра энергия снижается незначительно и только на порядок уменьшается амплитуда пика, поэтому их следует применять в сочетании с другими защитными приборами, например, диодными ограничителями или разрядниками. Другая трудность заключается в том, что большинство готовых фильтров имеют типичные рабочие напряжения 400 ÷ 600 В. Напряжения же наводки, созданные ЭМИ, значительно превышают указанные значения.

Бифилярные дроссели и изолирующие трансформаторы могут быть использованы для подавления наводки ЭМИ от изменения индукции магнитного поля во времени. В этом случае включенная последовательно индуктивность в цепи наводки подавляет ее сигнал, но в то же время пропускает постоянные и высокочастотные сигналы. Как бифилярный дроссель, так и изолирующий трансформатор могут быть подвергнуты действию очень высоких импульсных напряжений наводки. Пороги их повреждений для переходных процессов, обусловленных ЭМИ, сравнимы со значениями переходных воздействий при испытаниях, проведенных с целью защиты от грозовых разрядов.

Искровые разрядники (или как их называют «жесткие ограничители») могут быть использованы для защиты электронных схем при перегрузке по напряжению и току. Однако ни искровые разрядники, ни электромеханические приборы (реле) не пригодны для защиты чувствительных полупроводниковых приборов, поскольку для них недопустимы начальные выбросы, пропускаемые этими защитными приборами. Это объясняется тем, что напряжение перегрузки, возникающее от действия поля ЭМИ, может повредить систему в течение нескольких наносекунд, что меньше времени срабатывания большинства защитных приборов.

Другой класс защитных приборов – варисторы, сопротивление которых зависит от напряжения. Иначе их называют «мягкими» ограничителями. Они имеют меньшее время срабатывания, однако менее устойчивы к амплитуде наводки. С целью использования достоинств фильтров и различных типов разрядников и в то же время для избежания недостатков часто создают гибридные схемы защиты, т.е. комбинацию из тех и других.

Разъединители – плавкие предохранители, реле, прерыватели или схемы скоростной защиты относятся к стойким устройствам защиты. Они предназначены для отключения менее стойких схем от источников мощности в начале переходного процесса, до того как произойдут катастрофические повреждения.