[發明專利]多用途一體化防雷電和電磁脈沖模塊

有效

• 申請號: 200910063680.0
• 申請日: 2009-08-21
• 公開（公告）號: CN101635452A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 王富元
• 申請（專利權）人: 武漢安吉思雷電技術有限責任公司
• 主分類號: H02H9/04
• 分類號: H02H9/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

技術領域

本發明涉及一種雷電和電磁脈沖防護技術，尤其涉及一種多用途一體化防雷 電和電磁脈沖模塊；能廣泛應用在強電磁脈沖環境、納秒級電磁脈沖、電磁脈沖 炸彈、高能微波電磁脈沖武器、核電磁脈沖及雷電電磁脈沖對各類電子設備損毀 的防護和EMC兼容要求較高的環境。

背景技術

核電磁脈沖(NEMP)和雷電電磁脈沖(LEMP)對電子設備的破壞力十分巨大， 可使弱電電子元器件如集成電路等損壞；還會與電子設備的入口線纜、導體等耦 合把強大的電磁脈沖能量傳導到電子設備，引起電子設備的失效或損壞；對通信、 武器裝備等各種電子、電氣設備造成極大威脅。

現代軍用裝備的電子化程度大幅度提高后，軍用電子設備的功率和頻率不斷 向高端和低端兩個方向延伸，軍用電子設備在海、陸、空各種平臺上的使用密集 度也大幅增加，導致各電子設備對EMC、NEMP、LEMP問題越來越突出。

電子設備受外界干擾影響的途徑很多，入口模型也很復雜，大致可歸納為“前 門”和“后門”兩大類。所謂“前門”主要是由連接線直接傳入電子設備，“后 門”耦合則是電磁場通過電子設備外殼的孔縫進入。有的電子設備會直接受電磁 脈沖的作用，這種作用和影響以前沒有引起人們的足夠重視。尤其雷擊或高電壓 開關設備的突然動作或投切所產生的電磁脈沖，輕則會使電子設備的參數發生變 化，性能變差或造成電子設備的誤動、拒動，重則會導致電子設備功能的損壞。

目前，普遍使用的是防雷模塊組合結構的防雷電路，其構成的SPD模塊也只 能實現雷電低頻率、數十納秒保護模式；在防護NEMP和LEMP方面，主要使用壓敏 電阻、氣體放電管、瞬態抑制二極管(TVS)等限壓抑制器件，這些器件在響應 時間上不能滿足NEMP的響應時間小于納秒級(1MHz-10GHz)的要求；由分立器件 組合，內部電磁耦合在小于納秒級高脈沖時由于結構限制不能解決，因此可靠性 差、體積大，大多缺少整體防護要求等。

發明內容

本發明的目的就在于克服現有技術存在的缺點和不足，提供一種多用途一體 化防雷電和電磁脈沖模塊。

本發明的目的是這樣實現的：

分離原件組合電路時，連接各器件的導體配線產生的寄生參數對產品性能影 響在一定條件下是有害的，設計時有時為了克服寄生參數的影響，增加電路的復 雜性，即使這樣有時還很難消除寄生參數。連接導線除了完成正常功能外，它也 是傳導有害電磁脈沖的通路，在低頻時主要是傳導，在高頻時是輻射，解決高頻 電磁輻射異常復雜。本發明就是把這種無用寄生參數通過應用新材料和結構組合 使寄生參數的“量”發生“質”的轉化，變有害為有用，應用到防護電磁脈沖由 設備的出/入口傳導和耦合到被保護設備內部，防止損壞設備。

具體地說，本發明包括電子發射材料、外筒、絕緣材料、高介電材料、高導 磁材料和內桿構成一種圓柱體；

在外筒內，在其中心線設置有內桿，從外筒的左端向右端，依次連接有絕緣 材料、電子發射材料、絕緣材料、高介電材料、高導磁材料、高介電材料和絕緣 材料；

高介電材料和內桿緊密連接；

電子發射材料和內桿之間有間隙。

整體模塊由不同材料、不同幾何尺寸和不同填充量決定電氣參數。

根據用途從外筒的左端向右端，各材料設置的順序可不相同。

各材料分別填充到導體金屬外殼內，無需模塊內部的連接線纜，增強了可靠 性和防護效果。

本發明具有下列優點和積極效果：

1、由分布參數構成的濾波電路和尖峰抑制電路泄流能力大，傳導工作信號 內桿載流能量大，對信號插損小；

2、能夠承受電磁脈沖瞬間高壓和快速衰減電磁脈沖，能夠阻止電磁脈沖由 電子設備輸入端口傳導和輻射到電子設備的內部，有效防護了電磁脈沖對電子設 備的損毀；

3、通用性強，可任意組合不同的防護電路，具有快速響應、全保護功能， 解決了一模多功能的問題。

4、占用空間小、安裝維護方便，為產品設計、生產、現場使用提供了一種 簡便、快捷的方式，有效地節省了成本，滿足了各種系統的對產品可靠性、安全 性的需要，適用性有了較大的提高。

5、可應用于雷達、通信系統、各類移動及地面武器系統的電子設備和進出 實驗室線纜入/出口，EMC兼容要求較高的環境。

附圖說明