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雷电电涌为什么会对电子设备,特别是那些重要的微电子设备造成危害?

所属栏目:防雷讲堂  编辑:技术部   发布时间:2021-12-13  浏览次数:892次

雷电电涌为什么会对电子设备,特别是那些重要的微电子设备造成危害,可从电子设备耐受雷电电涌的脆弱性以及雷电电涌对电子设备的侵害原因和方式来分析。

以集成电路为核心的电子设备,特别是那些含超大规模集成电路的微电子设备,对雷电暂态电涌冲击的耐受能力是十分脆弱的。由于它们所使用元件集成度越来越高,信息存储量越来越大,运算和处理速度也越来越快,其工作电压仅为几伏,信号电流也仅为微安级,因此,现代电子设备普遍存在着一个共同的弱点,即绝缘强度低,过电压耐受能力差,对电磁干扰敏感,它们一旦受到雷电电涌过电压的侵害,轻则工作失效,重则发生永久性损坏,导致所在电子信息系统运行故障。

雷电电涌为什么会对电子设备,特别是那些重要的微电子设备造成危害?

如在计算机网络中使用的集成电路元件和接口芯片通常具有很低的耐压水平,它们对暂态电涌过电压的耐受值一般在50V以下,对于那些高速CMOS电路,超过10V的过电压就可以使其永久性损坏。

发生雷击时,侵入电子信息系统中的雷电暂态电涌过电压常会达到数百至数千伏,甚至上万伏。据国外研究者估计,在出现一次雷击时,雷电暂态电涌可以危害到距离雷击点2km范围内的电子设备。由此可见,由于电子设备的脆弱性,雷电暂态电涌对它们的危害是十分严重的,必须采用措施加以有效保护。

雷电电涌为什么会对电子设备,特别是那些重要的微电子设备造成危害?

与电力系统的雷电过电压防护措施类似,在电子信息系统中采用各种电涌保护器来防止电子设备受到雷电暂态电涌的侵害,而组成这些保护器的主体就是电涌保护器件。

电子设备,特别是那些重要的微电子设备,一般都配备在室内,他们遭受直接雷击危害的可能性是很小的,但从实际雷害事故的调查情况来看,危害电子设备安全可靠运行的主要原因是雷电电磁效应。当雷击于建筑物上、建筑物附近以及天空的雷雨云之间放电时,所产生的暂态电涌和雷电电磁脉冲会以传导、耦合和辐射等方式沿多种途径侵入建筑物内的电子设备,危害电子设备。