[实用新型]一种多用途一体化防雷电和电磁脉冲模块

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种雷电和电磁脉冲防护技术，尤其涉及一种多用途一体化防雷电和电磁脉冲模块；能广泛应用在强电磁脉冲环境、纳秒级电磁脉冲、电磁脉冲炸弹、高能微波电磁脉冲武器、核电磁脉冲及雷电电磁脉冲对各类电子设备损毁的防护和EMC兼容要求较高的环境。

背景技术

核电磁脉冲(NEMP)和雷电电磁脉冲(LEMP)对电子设备的破坏力十分巨大，可使弱电电子元器件如集成电路等损坏；还会与电子设备的入口线缆、导体等耦合把强大的电磁脉冲能量传导到电子设备，引起电子设备的失效或损坏；对通信、武器装备等各种电子、电气设备造成极大威胁。

现代军用装备的电子化程度大幅度提高后，军用电子设备的功率和频率不断向高端和低端两个方向延伸，军用电子设备在海、陆、空各种平台上的使用密集度也大幅增加，导致各电子设备对EMC、NEMP、LEMP问题越来越突出。

电子设备受外界干扰影响的途径很多，入口模型也很复杂，大致可归纳为“前门”和“后门”两大类。所谓“前门”主要是由连接线直接传入电子设备，“后门”耦合则是电磁场通过电子设备外壳的孔缝进入。有的电子设备会直接受电磁脉冲的作用，这种作用和影响以前没有引起人们的足够重视。尤其雷击或高电压开关设备的突然动作或投切所产生的电磁脉冲，轻则会使电子设备的参数发生变化，性能变差或造成电子设备的误动、拒动，重则会导致电子设备功能的损坏。

目前，普遍使用的是防雷模块组合结构的防雷电路，其构成的SPD模块也只能实现雷电低频率、数十纳秒保护模式；在防护NEMP和LEMP方面，主要使用压敏电阻、气体放电管、瞬态抑制二极管(TVS)等限压抑制器件，这些器件在响应时间上不能满足NEMP的响应时间小于纳秒级(1MHz-10GHz)的要求；由分立器件组合，内部电磁耦合在小于纳秒级高脉冲时由于结构限制不能解决，因此可靠性差、体积大，大多缺少整体防护要求等。

发明内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种多用途一体化防雷电和电磁脉冲模块。

本实用新型的目的是这样实现的：

分离原件组合电路时，连接各器件的导体配线产生的寄生参数对产品性能影响在一定条件下是有害的，设计时有时为了克服寄生参数的影响，增加电路的复杂性，即使这样有时还很难消除寄生参数。连接导线除了完成正常功能外，它也是传导有害电磁脉冲的通路，在低频时主要是传导，在高频时是辐射，解决高频电磁辐射异常复杂。本实用新型就是把这种无用寄生参数通过应用新材料和结构组合使寄生参数的“量”发生“质”的转化，变有害为有用，应用到防护电磁脉冲由设备的出/入口传导和耦合到被保护设备内部，防止损坏设备。

具体地说，本实用新型包括电子发射材料、外筒、绝缘材料、高介电材料、高导磁材料和内杆构成一种圆柱体；

1、在外筒内，在其中心线设置有内杆，从外筒的左端向右端，依次连接有绝缘材料、电子发射材料、绝缘材料、高介电材料、高导磁材料、高介电材料和绝缘材料；

高介电材料和内杆紧密连接；

电子发射材料和内杆之间有间隙。

整体模块由不同材料、不同几何尺寸和不同填充量决定电气参数。

根据用途从外筒的左端向右端，各材料设置的顺序可不相同。

各材料分别填充到导体金属外壳内，无需模块内部的连接线缆，增强了可靠性和防护效果。

2、在外筒内，在其中心线设置有内杆，从外筒的左端向右端，依次连接有绝缘材料、电子发射材料、绝缘材料、高导磁材料、高介电材料、高导磁材料和绝缘材料；

高介电材料和内杆紧密连接；

电子发射材料和内杆之间有间隙。

3、在外筒内，在其中心线设置有内杆，从外筒的左端向右端，依次连接有绝缘材料、电子发射材料、绝缘材料、高导磁材料、高介电材料、高导磁材料、高介电材料、高导磁材料和绝缘材料；

高介电材料和内杆紧密连接；

电子发射材料和内杆之间有间隙。

本实用新型具有下列优点和积极效果：

1、由分布参数构成的滤波电路和尖峰抑制电路泄流能力大，传导工作信号内杆载流能量大，对信号插损小；

2、能够承受电磁脉冲瞬间高压和快速衰减电磁脉冲，能够阻止电磁脉冲由电子设备输入端口传导和辐射到电子设备的内部，有效防护了电磁脉冲对电子设备的损毁；

3、通用性强，可任意组合不同的防护电路，具有快速响应、全保护功能，解决了一模多功能的问题。