İTÜDERGİSİ/d, Cilt 7, Sayı 2 (2008)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Zamanla hızlı değişen gerilimlerde boşalma olaylarının incelenmesi

Aysam AKSES, Özcan KALENDERLİ

Özet


Nanosaniyelik darbeler, EMP (ElektroManyetik Darbe) yoluyla oluşabilir. EMP uzayda doğal yolla meydana gelebileceği gibi yapay yolla da oluşturulabilir. Yüksek irtifada meydana gelen bir EMP, çok geniş alanları etkisi altında bırakabilir. EMP’nin en önemli bozucu etkisi, elektronik sistemlerin ve cihazların iletkenlerine girişimde bulunarak bunların içine ulaşması ve sistem veya aygıtların bozulmasına ya da yanlış çalışmasına neden olmasıdır. EMP benzeri darbe gerilimleri genel olarak nanosaniye süreli darbelerdir. Cihazların böyle darbeler karşısındaki davranışlarını incelemek için yapay EMP üreteçleri kullanılır. Bu üreteçler EMP’nin oluşturduğu elektrik ve manyetik alanları üretirler. Bu çalışma kapsamında EMP benzeri nanosaniyelik darbelerin aygıtların iletkenlerine ve elektronik kartlarına ulaşmaları durumunda meydana gelebilecek olaylar değerlendirilmiştir. Bu amaçla, yaklaşık 50 nanosaniyede tepe değerine ulaşan ve toplamda yaklaşık 1000 nanosaniye süren 10 kV’a kadar darbe gerilimi üreten bir üreteç tasarlanmış ve gerçeklenmiştir. Üreteç tek katlı Marx devresi ilkesi ile çalışmaktadır. Elektronik aygıtların devre kartlarını benzetmek için elektronik devrelerde sıkça karşılaşılan yedi farklı geometride akım yolu FR-4 malzemeden yapılmış devre kartına hazırlanmıştır. Darbe gerilimi üretecinden elde edilen gerilimlerle akım yolları arasındaki boşalma olayları incelenmiştir. Numune akım yollarında geometriye bağlı olarak boşalma noktaları belirlenmiş, uygulanan gerilimler ile elektrotların yüzde elli atlama eğrileri çıkarılmıştır. Yapılan deneysel çalışma, teorik hesaplamalar ile desteklenmiştir. Bunun için sonlu elemanlar yöntemi ile bilgisayar analizi yapılmıştır. Bu çalışma ile nanosaniyelik darbe gerilimine maruz kalan elektronik kartlarda geometriye bağlı olarak etkilenme üzerine yorum yapılmıştır.

 

Anahtar Kelimeler: EMP, hızlı geçici darbe gerilimi, yüzeysel boşalma, akım yolları.

 


Tam Metin: PDF