CN109444599A - 一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统及方法，属于服务器的电磁抗干扰技术领域，包括依次连接的EFT信号发生器、EFT信号耦合网络、抑制模块和ITE设备测试模块，抑制模块包括依次连接的连接器单元、TVS防护单元、谐振单元和开关单元，开关单元还依次连接控制单元和温度检测单元，连接器单元用于传输电快速瞬变脉冲群信号，TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，温度检测单元检测ITE设备测试模块的芯片温度，控制单元接收温度检测单元检测的温度信息对开关单元的开关状态进行控制，与现有技术相比，本发明避免了ITE设备测试模块的芯片由于电压过高被击穿或由于温度过高被烧坏的问题。
Description
技术领域
本发明涉及服务器的电磁抗干扰技术领域，具体地说是一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统及方法。
背景技术
电快速瞬变脉冲群是由于切换感性负载而产生的电磁干扰，通常发生在服务器的电网中存在众多的机械开关(如：继电器开关，其他感性负载的切断与接通等情况下)的断开和闭合的切换过程中所产生的干扰。电快速瞬变脉冲群的干扰波存在脉冲突波窄，脉冲群重复频率高，上升沿陡峭，单组脉冲群存在多个突波，干扰波的幅值一般可达KV(千伏)级别等特点。电快速瞬变脉冲群的破坏性较大，电源端口和网络端口通常为主要的被损坏连接端。中华人民共和国国家标准(GB 17626.4)及国际电工委员会标准(IEC 61000-4-4)所对应的标准电快速瞬变脉冲群抗扰度试验中针对于信息技术设备的电快速瞬变脉冲群测试做了相应的规定。测试设备必须能够满足测试的要求，能够具有满足对应测试等级的抗干扰能力。
信息技术设备的网络端口同样是电快速瞬变脉冲群的测试端口，而且相对来说测试敏感度较高，网口芯片受到电快速瞬变脉冲群突波的干扰后，容易被击穿，导致网口功能丧失。为了保护后端的芯片不受电快速瞬变脉冲群的干扰和影响，通常需要采用TVS(Transient Voltage Suppressor，瞬态抑制二极管)来进行防护，将电快速瞬变脉冲群干扰波旁路到电路板的地回路。
但仅仅使用TVS对后端的芯片进行防护也会破坏后端的芯片，如后端的芯片由于电压过高被击穿或由于温度过高被烧坏。
发明内容
本发明实施例中提供了一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统及方法，以解决现有技术中后端的芯片由于电压过高被击穿或由于温度过高被烧坏的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，包括依次连接的EFT(Electrical Fast Transient，电快速瞬变脉冲群)信号发生器、EFT信号耦合网络、抑制模块和ITE(Integrated Technology Express，联阳半导体)设备测试模块，所述抑制模块包括依次连接的连接器单元、TVS防护单元、谐振单元和开关单元，所述开关单元还依次连接控制单元和温度检测单元。
可选地，所述TVS防护单元包括若干并联连接的双向TVS二极管，所述TVS防护单元对输入到所述连接器单元的电快速瞬变脉冲群信号进行一级降压。
可选地，所述谐振单元包括若干电感和若干电容，所述谐振单元对经过一级降压后的电快速瞬变脉冲群信号进行二级降压。
可选地，所述开关单元包括若干mos(metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)管，所述电快速瞬变脉冲群信号经过二级降压后得到测试电压，所述测试电压经过开关单元传输到ITE设备测试模块。
可选地，所述温度检测单元包括若干温度传感器，所述温度传感器连接所述控制单元的通信管脚，所述温度检测单元检测所述ITE设备测试模块的芯片温度，并将检测的温度信息传输到所述控制单元。
可选地，所述控制单元包括FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)，所述开关单元连接所述FPGA的控制管脚，所述控制单元根据所述温度信息对所述开关单元的开关状态进行控制。
本发明第二方面提供了一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的方法，所述方法包括以下步骤：
将EFT信号发生器通过EFT信号耦合网络连接到连接器单元的输入端；
TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，并将降压后的电快速瞬变脉冲群信号通过开关单元传输到ITE设备测试模块；
温度检测单元检测到ITE设备测试模块的芯片温度高于设定的阈值时，将温度信息传输到控制单元，控制单元通过控制开关单元切断与ITE设备测试模块的连接。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
1、TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，并将降压后的电快速瞬变脉冲群信号通过开关单元传输到ITE设备测试模块，到达ITE设备测试模块的电压较低，避免了电压过高导致ITE设备测试模块的芯片击穿的情况。
2、温度检测单元检测到ITE设备测试模块的芯片温度高于设定的阈值时，将温度信息传输到控制单元，控制单元通过控制开关单元切断与ITE设备测试模块的连接，避免了温度过高导致ITE设备测试模块的芯片被烧坏的情况。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所述系统实施例的结构示意图；
图2是本发明所述系统实施例的电路示意图；
图3是本发明所述方法实施例的流程示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，包括依次连接的EFT信号发生器1、EFT信号耦合网络2、抑制模块3和ITE设备测试模块4，抑制模块3位于ITE设备网络通信端口处，抑制模块3包括依次连接的连接器单元31、TVS防护单元32、谐振单元33、开关单元34，开关单元34还依次连接控制单元35和温度检测单元36。
EFT信号发生器为电快速瞬变脉冲群信号发生器，用于产生影响实验的电快速瞬变脉冲群信号，EFT信号耦合网络用于将EFT信号发生器发出的电快速瞬变脉冲群信号传输到ITE设备网络通信端口的抑制模块中，ITE设备网络通信端口的抑制模块用于将电快速瞬变脉冲群信号进行降压，并将降压后的电快速瞬变脉冲群信号传输到ITE设备测试模块。
连接器单元用于传输电快速瞬变脉冲群信号，TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，温度检测单元检测ITE设备测试模块的芯片温度，控制单元接收温度检测单元检测的温度信息对开关单元的开关状态进行控制。
如图2所示，本发明的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统实施例的电路示意图，连接器单元是型号为RJ45的连接器，连接器的输入端通过网线接收EFT信号耦合网络传输的电快速瞬变脉冲群信号，连接器通过TX+管脚、TX-管脚、RX+管脚和RX-管脚将电快速瞬变脉冲群信号输入到TVS防护单元。
电快速瞬变脉冲群信号是固定频率的信号，频率为100kHz，电快速瞬变脉冲群信号的电压为1000V。
TVS防护单元包括四个并联连接的双向TVS二极管，分别为二极管TVS1、二极管TVS2、二极管TVS3和二极管TVS4，四个双向TVS二极管的一端分别与连接器的TX+管脚、TX-管脚、RX+管脚和RX-管脚连接，四个双向TVS二极管的另一端均接地，双向TVS二极管通过接地对电快速瞬变脉冲群信号进行一级降压，经过一级降压后的电快速瞬变脉冲群信号的电压为15V，并将一级降压后的电快速瞬变脉冲群信号传输到谐振单元。
谐振单元包括四个电感和四个电容，四个电感分别为电感L1、电感L2、电感L3和电感L4，四个电容分别为电容C1、电容C2、电容C3和电容C4，电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的一端分别与二极管TVS1、二极管TVS2、二极管TVS3和二极管TVS4的一端连接，电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的另一端一方面均与开关单元连接，另一方面分别与电容C1、电容C2、电容C3和电容C4的一端连接，电容C1、电容C2、电容C3和电容C4的另一端均接地。
谐振单元的四个电感的电感值均相同，四个电容的电容值均相同，电感和电容值由ωL＝1/ωC，f＝100kHz，ω＝2πf来确定，电感和电容发生谐振，谐振单元相当于一个纯电阻电路，谐振单元的纯电阻电路对经过一级降压后的电快速瞬变脉冲群信号进行二级降压，电快速瞬变脉冲群信号经过二级降压后得到测试电压，测试电压的大小在(0,1)伏特范围内，测试电压经过开关单元传输到ITE设备测试模块。
控制单元包括FPGA，FPGA的型号为XC7VH870T，温度检测单元与FPGA的通信管脚连接，开关单元与FPGA的控制管脚连接。
温度检测单元包括四个温度传感器，分别为温度传感器T1、温度传感器T2、温度传感器T3和温度传感器T4，温度传感器T1的两端分别与FPGA的IO_V12管脚和IO_V13管脚连接，温度传感器T2分别与FPGA的IO_V14管脚和IO_W12管脚连接，温度传感器T3分别与FPGA的IO_W14管脚和IO_AM12管脚连接，温度传感器T4分别与FPGA的IO_AM13管脚和IO_AM16管脚连接，四个温度传感器均检测ITE设备测试模块的芯片温度，并将检测的温度信息传输到控制单元。
开关单元包括四个P沟道mos管，分别为mos1管、mos2管、mos3管和mos4管，mos1管、mos2管、mos3管和mos4管的栅极分别与电感L1、电感L2、电感L3和电感L4的另一端连接，mos1管、mos2管、mos3管和mos4管的源极均与ITE设备测试模块连接，mos1管、mos2管、mos3管和mos4管的漏极分别与FPGA的IO_J16管脚、IO_M12管脚、IO_M13管脚和IO_M16管脚连接。
ITE设备测试模块为网络端口芯片，工作温度设定为最高温度125摄氏度，温度阈值为130摄氏度，当控制单元检测到温度检测单元传输的温度信息大于温度阈值时，控制单元向开关单元发出控制信号，切断与ITE设备测试模块的连接。
如图3所示，本发明的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的方法实施例的流程示意图，包括以下步骤：
S1，将EFT信号发生器通过EFT信号耦合网络连接到连接器单元的输入端；
S2，TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，并将降压后的电快速瞬变脉冲群信号通过开关单元传输到ITE设备测试模块；
S3，温度检测单元检测到ITE设备测试模块的芯片温度高于设定的阈值时，将温度信息传输到控制单元，控制单元通过控制开关单元切断与ITE设备测试模块的连接。
以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，包括依次连接的EFT信号发生器、EFT信号耦合网络、抑制模块和ITE设备测试模块，所述抑制模块包括依次连接的连接器单元、TVS防护单元、谐振单元和开关单元，所述开关单元还依次连接控制单元和温度检测单元。
2.根据权利要求1所述的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，所述TVS防护单元包括若干并联连接的双向TVS二极管，所述TVS防护单元对输入到所述连接器单元的电快速瞬变脉冲群信号进行一级降压。
3.根据权利要求2所述的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，所述谐振单元包括若干电感和若干电容，所述谐振单元对经过一级降压后的电快速瞬变脉冲群信号进行二级降压。
4.根据权利要求3所述的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，所述开关单元包括若干mos管，所述电快速瞬变脉冲群信号经过二级降压后得到测试电压，所述测试电压经过开关单元传输到ITE设备测试模块。
5.根据权利要求1所述的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，所述温度检测单元包括若干温度传感器，所述温度传感器连接所述控制单元的通信管脚，所述温度检测单元检测所述ITE设备测试模块的芯片温度，并将检测的温度信息传输到所述控制单元。
6.根据权利要求5所述的一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的系统，其特征是，所述控制单元包括FPGA，所述开关单元连接所述FPGA的控制管脚，所述控制单元根据所述温度信息对所述开关单元的开关状态进行控制。
7.一种消除电快速瞬变脉冲群干扰的方法，其特征是，基于权利要求1-6任一项所述的系统，其特征是，所述方法包括以下步骤：
将EFT信号发生器通过EFT信号耦合网络连接到连接器单元的输入端；
TVS防护单元和谐振单元对连接器单元输出的电快速瞬变脉冲群信号依次进行降压，并将降压后的电快速瞬变脉冲群信号通过开关单元传输到ITE设备测试模块；
温度检测单元检测到ITE设备测试模块的芯片温度高于设定的阈值时，将温度信息传输到控制单元，控制单元通过控制开关单元切断与ITE设备测试模块的连接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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