時間：2023-06-08 10:59:42
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇靜電防止解決方案，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
雖然從外觀上看，映泰網吧一號H55A+主板似乎就是一款普通的H55主板，但在一些細節設計上它卻與普通主板有著明顯不同。首先，它解決了一個網吧里的老大難問題。特別為網吧用戶附送了防盜組件，可以防止內存、鍵鼠、耳機，手柄等設備被盜，降低了網吧業主的經營風險(關于該功能的詳細介紹，請見本刊p91頁)。
同時，為了避免主板的無故損壞，這款主板特別針對靜電做了防護。在USB電路集成了主板保險絲，主板防靜電IC，在出現電流過大時，保險絲可自動斷開，防止對芯片組造成損壞。此外，針對南方地區雷雨天氣多的特點，這款主板還提供了防雷擊保護電路，可有效降低意外雷擊造成的損害。
此外，為了確保主板能在網吧中長時間地穩定工作，該主板采用全板全固態的電容配置方式，全封閉鐵芯電感、5相處理器供電設計(3+1+1)，每相供電電路采用一二下的MOSFET配置方式，可支持140W大功耗多核處理器。其次為了進一步增強主板的散熱性能，該主板還在H55 PCH芯片，MOSFET供電部分上都采用了擁有大量散熱鰭片的鋁制散熱片。
功能方面，該主板支持網眾NXD XP 5.8無盤操作系統，為業主提供了低成本的網吧解決方案。此外，在這款主板上還擁有紅外線接收器擴展一口，可以使用映泰的BIO Remote紅外遙控器。用戶可以非常休閑地躺在沙發上，通過遙控器來欣賞電腦中存儲的影片或音樂。顯然，如把這款主板用于網吧中的高端影音播放區，將帶給用戶不一樣的體驗。
性能測試中，可以看到Pentium G6950處理器內置的整合圖形核心已可在低畫質下流暢運行大型3D游戲，并可輕松播放各種1080p視頻。同時得益于Intel制程上的優勢，采用這款主板的系統功耗較低，盡管該主板沒有整合映泰G.P.U節能技術，但其最大功耗也只有108W，待機功耗僅42W。此外，該主板還提供了兩根PCI-E x16顯卡插槽，對性能不滿足的業主可通過安裝獨立顯卡來提升游戲性能。
總體來看，該主板不僅具備良好的做工、應有的性能，還擁有不少為網吧應用設計的專有功能。防盜，防靜電、防雷擊，支持無盤系統等關鍵功能一應俱全，為網吧業主提供了一個實用的解決方案。為此，本刊特別為映泰網吧一號H55A+主板頒發“微型計算機編輯推薦獎”。
關鍵詞：粉塵爆炸；通風除塵；真空清掃；抑爆裝置
糧庫粉塵可分為有機粉塵和無機粉塵，近年來由于農業機械化水平的提高，糧食的收獲、烘干及輸送等環節基本上實現了不落地生產，因此糧食中所含的粉塵基本上為有機粉塵。糧食粉塵不僅污染環境，有害工人的身心健康，還會在重力作用下自由沉降在設備表面，影響設備的外觀和正常散熱，加速設備的銹蝕、老化，影響設備的使用壽命，但其最嚴重的危害則是能夠或容易燃燒并發生爆炸，粉塵爆炸的直接后果是設備、設施等被炸毀，造成人員傷亡和經濟損失。消除粉爆，除完善管理措施（消除人為火源，遵守操作規程等）外，還需從技術層面著手，優化設計。現淺析幾種工藝設計中防止粉塵爆炸的技術措施。
1粉塵爆炸及其條件
粉塵爆炸是指懸浮于空氣中的可燃性粉塵達到一定粉塵濃度時，遇到火源發生急劇氧化燃燒反應，同時放出大量的熱量以及使氣體體積急速膨脹、壓力瞬間升高的現象。一般認為，粉塵發生爆炸的條件有4個：①足夠的可燃性有機粉塵懸浮到空氣中形成一定的粉塵濃度；②具有一定密閉性的空間；③空間內有充足的氧氣；④粉塵接觸高能量的著火源。由于粉塵燃燒爆炸條件中的密閉空間和有氧氣這兩個條件普遍存在，正常情況下粉塵的防爆一般從降低粉塵濃度和消除著火源兩方面進行，在發生粉爆危險的情況下，可通過增加抑爆裝置，在爆炸的初期感受壓力變化并啟動滅火閥門，防止粉爆的進一步發生。
2工藝粉塵防爆措施
2.1降低粉塵濃度
2.1.1加強通風除塵在輸送過程中，散狀原糧進人、流出時的落差和在輸送過程中的拋撒以及輸送設備工作面對糧食的沖擊、摩擦等，都會使原糧中的微細物料離開物料主流飛揚到空氣中，形成粉塵，糧食行業進行通風除塵，不僅能夠提局糧食的品質，有利于糧食的長期pt存和提高加工品質，而且能夠降低空間的粉塵濃度，有效地防止粉塵爆炸。2.1.1.1吸口風量合理的吸口風量，迄今尚無精確的計算方法，但是可以分析出其由三部分組成，即物料帶人設備的誘導風量，為保持負壓由設備孔口或縫隙吸人的空氣量，以及由于設備運轉而產生的風量。物料進入機內的空氣量與物料量、物料粒度、物料卸落高度、角度和設備的密閉情況等許多因素有關，為使設備保持負壓而吸人的風量取決于設備的功能。物料流量越大，粒度和密度越大，落差越大，設備密閉程度越差，吸口風量就應越大，反之就小。另外，吸口風量的選擇還與吸口離塵源發生點的距離有關，吸風口設在塵源最近處時，風量最節省，除塵效果最佳，但往往因受工藝與設備條件的制約，吸風口又不能離塵源太近，這就需要用增大風量予以補償。根據經驗，常見輸送設備吸風量的選取可參照表1。2.1.1.2吸口風速確定吸風口風速的原則是，既要能吸除灰塵，又要嚴防吸走糧食。吸風口的風度一般取3~4m/s，為使氣流能在吸風口均勻分布，吸風口的收縮角度一般以50。左右為宜。2.1.1.3風管內風速為保持風管暢通，防止灰塵在管內沉積，風管內風速不宜過低，一般可選取14~15m/s,直徑小的風管可取較小的風速，直徑大的風管可取較大的風速。如果水平風管較長，粉塵粒徑又較大，則風管內風速可取16~18m/S,且主管道中風速從離除塵器最遠端的吸塵點到除塵器，風速的取值應越來越大。2.1.1.4其他為了防止發生粉塵爆炸時以風管作為媒介傳導而引起串爆，可在風管上增加防爆單向閥，有效地阻止爆炸的延伸，同時除塵器要設置泄爆口并引出室外。2.1.2增加真空清掃系統為了改善作業環境條件，減少工人的勞動強度，防止人工清掃造成二次揚塵及發生粉塵爆炸時引起二次爆炸，庫區可增加真空清掃系統。真空清掃系統的基本原理是氣力輸送，但與一般的氣力輸送又有所區別，清掃系統是壓力較大的稀相氣力輸送裝置，其輸送能力不高，輸送能力也不大，是非穩定的、非定量的、間隙的氣力輸送。2.1.2.1工作原理在羅茨風機或多級離心風機作用下，主管道及各支管上均產生負壓，使用清掃工具抽吸地面或者設備上的粉塵，通過管道系統的輸送，到達除塵系統，過濾后的潔凈空氣最后由羅茨風機或多級離心風機排出。2.1.2.2清掃系統設備選擇真空清掃系統的設備包括吸嘴、軟管、管道、除塵器、多級離心風機、灰倉等。①吸嘴：形式應該適合清掃對象的要求，有適應平面清掃的吸塵嘴，也應有適應內部、角落及設備表面的吸塵嘴。②軟管：應選擇抗靜電的軟管，且軟管本身應輕便、伸縮性較好。③管道：最好采用耐磨、強度高的材料，一般可采用DN65、DN125的鍍鋅鋼管作為清掃系統的支管及主管道。④除塵器：滿足過濾面積的要求，且能承受一定程度的負壓。⑤多級離心風機：能提供滿足計算要求的風量及真空度。2.1.2.3清掃系統計算(1)清掃系統吸風量。清掃系統每小時吸風量可按照下式確定：Q=an<)Q。。式中，Q—總吸風量（m3/h);Q〇—每個吸嘴的吸風量（m3/h)，一般取300~500m3/h；n。一同時工作的吸嘴個數；a—儲備系數，取1.2〜1.3。根據計算結果可確定所選風機的風量。(2)輸邀輸邀農度可參照下式確定：(x=G/7Q0直管阻力//2=叫1+分)。式中，R—純空氣通過每米長風管的摩擦阻力（Pa/m);1—各段直管長（m);K一灰料對壓力損失的影響系數；|JL—輸送濃度(kg/kg);其中R、K可通過查表得出。設計時雖然系統中彎頭、三通數量較多，但使用時數量較少，其阻力相對長直管可忽略不計。除塵器壓損可根據所選擇的除塵器的型號規格來確定。根據可算出系統壓損，取儲備系數后即可算出風機的壓頭。2.1.2.4清掃系統注意事項注意事項如下：①管道積塵：由于系統中同時工作的吸塵點數量在不斷變化，會引起管道內風速的變化，導致灰塵在管道內受力不均，進而引起管道內灰塵沉積。解決方案：在每條管道的末端設計管道清灰閥門，定期打開清灰閥門，利用設備本身的吸力大流量沖洗管道。②管道的靜電：最主要的是前端軟管的靜電問題，其次是除塵器中濾袋的靜電問題，其他是管網中粉塵和管道摩擦過程中產生的靜電。解決方案：采用抗靜電軟管，除塵器中的濾袋采用防靜電材料的濾袋，整個管網系統,采用導線連接，主機附近的管道設計接地。③系統防爆設計：糧食行業的粉塵為有機粉塵，遇到明火后存在爆炸風險。解決方案：整個系統做防靜電處理，定期打開清灰閥，清理管道內積灰，除塵器設置泄爆口，管道設置單向截止閥。
2.2設置磁選工序
糧食從收獲到進人庫區要經過許多環節，這其中往往會混人鐵釘、螺絲、墊圈等各種金屬物，這些金屬物如不預先清除，隨糧食進入高速運轉的設備內可能會嚴重損壞設備部件，甚至會因碰撞摩擦而產生火花，造成粉塵爆炸事故。所以，要在糧食進人第一道斗提機前設置磁選工序，去除金屬雜質。
2.3增加抑爆裝置
抑爆裝置的工作原理是在易發生粉爆的位置安裝壓力元件，當空間壓力發生變化時，壓力傳感器感應到變化并迅速觸動滅火器閥門，向所在空間噴射粉狀滅火劑。該裝置適用于斗式提升機等粉塵濃度大且空間密閉的設備。目前，在國外這種裝置已經開始使用并推廣開來，但在國內因成本較高并未得到很好推廣。隨著人們安全意識的不斷提高，這種裝置會逐步得到應用。
3結語
頻繁發生的粉塵燃燒、爆炸，使人們認識到了糧食行業粉塵治理的重要性和迫切性，為了搞好粉塵控制技術和管理工作，我國出臺了一系列的粉塵防爆規范及安全法規，只有從設計和管理兩個方面雙管齊下，才能為糧食行業創造一個安全、整潔的大環境。
參考文獻：
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[3]王春濤,林珍如.筒倉粉塵控制系統的設計與應用[J].糧食與詞料工業，1997,20(6):37-39.
[4]周乃如，朱鳳德.面粉廠的積塵清掃系統[J].糧食與飼料工業，1990，13(1):46-52.
關鍵詞：網絡中心 語音通信維護
中圖分類號：TN711文獻標識碼： A
Management of Zhengzhou coal group network center
Liu Fu-jun Wang Qing-wan
（Zhengzhou Coal & Power Company Limited Communications,Henan,Zhengzhou,450000)
Abstract：Introduced the responsible for the entire Zhengzhou coal group and the subordinate mine voice communication network center room, given the overall design, power supply, security, maintenance and management of the computer equipment. The network center room voice bearer network the existing problems, and gives the improvement suggestions.
Keywords: network center voice communicationmaintenance
0 引言
當今社會，一個企業的發展離不開通信技術的支持，特別是煤炭行業，通信技術更是滲透到各個方面。合理有效地利用通信機房，對于設備的運行維護、快速處理設備故障、降低運營成本、提高企業的核心競爭力具有十分重要的意義。
1 通信機房的選址及整體方案
在23層鄭煤集團辦公大樓內部建設通信機房時，從設備運輸線路盡量短、管線敷設盡量短、避免雷電造成的電磁感應侵害、機房專用空調室內部主機與室外機在高度和距離等綜合因素考慮，選在3樓建設網絡中心機房。網絡中心機房的構成，如圖1所示。
圖1 鄭煤集團網絡中心機房
2 網絡中心機房對環境的要求
機房對環境的要求主要包括電氣環境、溫濕度、清潔度、防鼠、照明等方面。
（1）電氣環境方面主要指防靜電和防電磁干擾等。網絡中心機房配有絕緣和防靜電地板，并要求出入機房工作人員穿鞋套，避免靜電的產生。
（2）機房配備專門的溫濕度器，每日觀察保證相對濕度在40%～60%，溫度在18～25℃，使機房內的各類設備保持良好的運行環境。若超出范圍，根據實際情況對其進行加濕或干燥。
（3）機房是個對清潔度要求很高的場所。每日清掃地板、機柜和空調外部，保證室內的清潔，保障設備的正常運行。對于長期運行但無法經常清潔的設備，也要定期做清潔，防止電路板插針周圍的灰塵造成設備告警。2010年4月，機房服務器突然死機，造成語音業務暫時中斷，經過數據核對、電源檢查等環節確認無誤，把板子拔出之后，發現是灰塵太多造成設備短路所致。
（4）機房布線面廣，地板下面空間大。為杜絕鼠患，機房門采用合金材料、門口設置擋鼠板、機房地板下面設置專門的撲鼠器。
（5）為了方便機房管理人員維護設備，除了正常照明系統，機房配備應急照明系統，由UPS電池供電。
3 配套電源
網絡中心機房在辦公樓的負二樓配備專門的電池組―后備電源，預防在市電斷電情況下，機房設備不間斷供電，正常工作。2010年5月的一天，市電突然斷電，整個辦公樓供電系統頓時處于癱瘓狀態，由于網絡中心機房配有專門的后備電源，沒有受到影響，保證了語音、網絡和瓦斯數據的正常運行，為安全生產提供了保證。
4 安全保障
4.1機房登記制度
網絡中心是整個辦公樓語音系統的樞紐和核心，進出機房有嚴格的制度，設有24小時的專業值班人員，非工作人員進入機房時，需登記方可入內。
4.2機房防火
網絡中心機房采用防火構架及材料，備有多個緊急通道，裝有溫度煙霧感應器及防火報警探測頭，在遇火情時系統自動報警，并啟動惰性氣體滅火系統滅火，消防能力符合標準。此外，機房內配備專門的消防干粉和二氧化碳滅火器，放在顯眼的位置，以便及時的使用。
4.3機房防雷、防靜電
網絡中心各機柜及其設備全部設有防雷接地裝置，每年春季進行防雷接地檢查和地線檢測，確定阻值在允許范圍內。通信機房對防雷和防高壓都有嚴格的要求，墻壁采用的是最先進的防靜電、防輻射復合式鋼板，地板采用復合式的防靜電地板，大大的增強了網絡中心的安全性。
操作員對設備進行操作時，必須佩戴防靜電手套或手腕，以防靜電擊毀元器件，并做好詳細的記錄，以備后查。
5 設備的管理和維護
5.1 硬件的管理和維護
一般情況下，正常運行的通信設備，其印刷電路板和接插件等部件是不能隨便觸動的(除了支持熱插拔的板件)，維護人員對通信設備硬件的日常管理和維護主要是除塵保養和技術維護。
技術維護就是對通信設備的硬件部分進行日常觀察和定期檢測，發現問題及時排除。工作內容包括定期檢測設備運行狀況、處理器負荷等；根據網管系統告警信息的提示，及時對可疑部件進行檢測和維修；根據工作需要調整電路板的位置；更換有故障的電路板和部件；及時對維護終端、計費服務器以及114大客戶系統話務臺進行軟件殺毒，保護主機和軟件的安全。
硬件部分的技術維護應嚴格按照操作規范和廠家說明書的要求進行。特別是更換電路板時，操作人員應帶“防靜電手鐲”或手摸機架的金屬外殼，待釋放掉身上的靜電后方可操作，對更換下來的電路板要及時裝入專用的防靜電塑料袋中。對于電路板的修理，一般需要有專門的檢測設備方可進行，不要貿然拆卸。
5.2 軟件的管理和維護
網絡中心機房軟件的管理和維護主要包括：增加、刪除、修改用戶數據與局向數據；定期測試用戶功能（彩鈴、一號通、呼叫轉移等）；定時運行診斷程序并檢測其工作狀態；及時拷貝和打印數據庫資料，并做好保管工作；配合廠家做好計費軟件遠程維護工作；做好軟件的防病毒和殺毒工作。
為了在故障發生時能更好更快的解決問題，保證語音通信暢通，為安全生產提供保障。機房制定《語音故障快速鎖定手冊》，快速鎖定故障范圍。當故障發生時，嚴格按照匯報流程進行逐級匯報，組織相關人員快速到達現場，共同探討提出解決方案，明確分工，有條不紊的對故障進行處理。故障恢復后向相關領導、部門匯報并認真做出總結，為今后的故障處理提供范本，進一步提高語音故障的處理速度。
6 語音維護方面現存的問題
鄭煤集團現有的語音承載網架構簡單，由四臺H3C3600交換機兩兩堆疊，分別放置在鄭州和新密兩個機房，各種業務及核心SS都下掛在鄭州網絡中心的兩臺核心交換機H3C3600上，如圖2所示：
語音承載網現存的問題：交換機與軟交換核心SS1B之間或是交換機之間都只有一條鏈路互聯，其中任意一條鏈路中斷，或是核心交換機故障都可能造成全網語音中斷，危險極大。語音承載網負責鄭煤集團及下屬礦井所有的電話業務，為保證語音通信的暢通及穩定，應盡快對語音承載網進行改造，使其更加健壯。
圖2語音承載網
7 結論與展望
鄭煤集團網絡中心機房自2009年10月建成投入使用以來，整體運行情況良好。對下屬礦井的語音和網絡通信起到了很好的支撐作用，對整個智能化礦山和安全礦山起到了保駕護航的作用。語音承載網改造方案實施以后，語音業務的運行更加穩定，承接的業務也必定更加廣泛。
參考文獻
[1] 《電子計算機機房設計規范》（GB50174-93）
[2] 《電子計算機場地通用規范》（GB/T-2887-2000）
[3] 《防靜電活動地板通用規范》（GB 6650-86）
作者簡介：劉福軍（1985-），男（漢），河南新密，助理工程師，研究方向：信息通信，鄭州煤電股份有限公司通信分公司。
王晴婉（1982-），女（漢），河南新密，碩士，中級工程師，研究方向：信息通信，鄭州煤電股份有限公司通信分公司。
關鍵詞 指揮中心；機房；安全維護
中圖分類號：TP308 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2013）14-0111-01
隨著消防部隊信息化建設的發展，在日常接處警、滅火救援、防火監督等工作中都離不開網絡，隨著公安內網的建立，也成為了我們辦公、資源共享的重要平臺，各類服務器也隨之曾多。通信機房的地位和作用越來越重要。但由于網絡的開放性，各服務器作為信息存儲、傳輸、應用處理的基礎設施，影響其安全的因素很多，如何保護、維護好通信機房的各項設施，降低設備運營、管理成本，提高部隊通信效率和可靠性，及時診斷發現、迅速處理故障，對于確保緊急情況保持指揮調度體系完整有效，為指揮決策層科學決策和正確指揮提供強有力的信息通信保障具有重要意義。
1 通信機房環境的要求
1.1 供配電與安全環境要求
供配電系統是通信機房設備正常運行、通信指揮中心及應急保障系統通信不中斷、指揮體系作戰指揮指令及時準確下達、現場圖像語音信息雙向暢通的重要保證，基本要求為：
1）應滿足24小時不停機、滿負荷運行的要求，并設置應急電源。
2）發電設備必須安裝完善的漏電、過載保護和穩壓裝置，需具備減振、降噪、強制排風換氣等措施，利于維護檢修。
3）機房設備配電線路、UPS電源和其他配電線路、電磁設備需要分開設置，設置調壓裝置，防止出現電源電壓變動、頻率變化及波形失真率超出規范等情況。
4）機房需避免靜電損害，設置符合要求的接地裝置，禁止在機房內大范圍移動或長時間搬運設備主、備件，防止物體之間、設備之間接觸、摩擦產生靜電，除非必要人員，一律禁止隨意出入機房。
1.2 嚴格控制溫濕度范圍
消防通信機房內集成了通信設備、監控設備、顯示設備等，對溫、濕度環境有著極其嚴格的要求。因此，設備與設備之間，設備與機柜之間必須保持合理的間距，并嚴格限定溫度、適度范圍，有利于維持電路及電子元件的穩定性和可靠性，防止晶體管的工作參數發生漂移。同時，應加強設備邊緣、機柜、基礎線路的絕緣處理，防止靜電或溫度過高、濕度太大造成金屬件、線路接頭及插接件管產生銹蝕，造成短路或漏電，威脅設備安全。
1.3 潔凈環境要求
機房環境必須潔凈，應作全封閉設計，防止灰塵進入，避免因設備燒毀或其他故障，導致119接處警系統癱瘓。
2 服務器安全
2.1 服務器安全
1）需要安全防護環境。機房應為服務器提供安全可靠的存放環境，進行專人管理，建立健全安全管路規章制度。同時也需要加強設備、人員管理，防止人為損壞或蓄意破壞。
2）進行安全性設置。設置密碼時，不能太過簡單，必須設置14位以上的密碼，并及時填補系統漏洞，下載軟件補丁。
3）建立定期巡查制度。應加強巡查，及時發現并消除安全隱患，做好巡查記錄，及時更換損壞的部件，做好日常維護，使各服務器不受到外部破壞。
2.2 服務器設置
1）端口安全。不使用默認端口，定期修改、檢測。
2）只保留必須的服務，關閉多余或不必要的服務，防止成為黑客利用的漏洞。
3）系統升級、打操作系統補丁，同時及時跟蹤最新漏洞補丁。
4）防止syn洪水泛濫：通過修改HKEY_LOCAL_MACHINE＼SYSTEM＼CurrentControlSet＼Services＼Tcpip＼Parameters新建DWORD值，名為SynAttackProtect，值為2。
5）禁用DCOM：運行中輸入Dcomcnfg.exe。
3 數據儲存及安全
3.1 數據定期備份
為防止文件因各種原因導致丟失，我們通常定期對磁盤存儲的數據進行備份，在以“一體化綜合業務平臺”為例，文件備份十分嚴密，支隊定期將對數據整盤備份，此外，總隊、部局十五所也將對數據進行定期備份，充分的保障了數據的安
全性。
3.2 用Ghost進行系統備份與恢復
利用Ghost等軟件做好定期備份工作，防止因系統或服務器損壞而丟失數據。可設置多服務器或異地備份模式，實現災難數據備份與恢復，并具備網絡備份與恢復功能。Ghost的優勢在于方便，可以整盤備份還原，且有一定的壓縮功能。
3.3 RAID5的應用
RAID 5是一種存儲性能、數據安全和存儲成本兼顧的存儲解決方案。RAID是利用奇偶效驗算法對磁盤陣列數據進行冗余，允許在一塊盤出現故障的情況下保證數據安全。既可保證陣列的讀寫效率，又可以節約成本。只有到RAID5損壞了兩塊盤以上，才會導致儲存文件丟失。其優勢顯而易見，它能為部隊重要數據的儲存提供必要的保證。
參考文獻
[1]劉超慧.基于衛星通信和3G技術的消防通信指揮系統[J].新鄉學院學報自然科學版，2011，28（4）.
[2]葉磊，邱榮邦.惡劣環境下衛星移動通信性能研究[J].計算機與網絡，2009（5）.
關鍵詞 加油站;防雷;隱患;接地;靜電防護
中圖分類號 TM7 文獻標識碼 A文章編號 1674-6708(2010)16-0073-02
0 引言
靖西縣地處桂西南邊陲,南與越南接壤,靖西縣屬亞熱帶季風氣候,夏天無署,冬無嚴寒,年平均氣溫19.1℃,中國是世界上氣象災害最嚴重的國家之一。隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的提高,機動車輛和汽車加油站急速增加,伴隨的加油加汽站的雷電事故呈現逐年上升趨勢,直接威脅到國家財產和周圍人民生命安全,削弱了其作為城市能源樞紐的功能,因此,這些易燃易爆場所的雷電安全防護就顯得尤為重要。本文通過對加油加氣站所處環境、防雷裝置特點和檢測資料,分析、總結出了常被人忽視的潛在隱患,其綜合防雷應從建筑物的防雷、油罐的防雷、電源系統防雷、接地這幾個方面考慮依據國家技術規范要求,明確了針對性的全面防護措施,提出了系統的解決方案和辦法。
1 加油站常見特點與隱患
1.1 防直擊雷裝置
加油加氣站通常設在城區開闊位置或郊區、道路干線、高速公路等開闊地帶,占地面積不大,但所屬環境為雷電高風險地區。建筑物一般都有罩棚、營業室、值班室等,至少應按3類防雷設計,油罐區應按一類建筑物雷電防護要求。
金屬罩棚大多符合防雷技術要求,但緊鄰的站房多數無防雷裝置,安裝的金屬牌或射燈也無接地,存在防雷隱患。近年來,隨著國家對石化系統防雷的重視防雷檢測的深入,防雷狀況逐步有所改善。
1.2 防雷電電磁脈沖裝置
加油站的電源和通信線路通常都是架空到站區附近再埋地引入建筑物,部分是架空接入變壓器后再地埋引入,山區和鄉村加油站有時根本沒有地埋措施;河南省石化系統推廣的信息監控網絡才剛剛起步,引入加油站的ISDN等通信線路通常也是由戶外架空明線引入的;油庫的液位、溫度等信息線路外露安裝或無護套屏蔽接地措施;這些電源和信息線路絕大多數都未安裝電涌保護器(SPD)防護措施;因此非常容易遭受雷電電磁脈沖和過電壓襲擊。
雖然有的加油站在供電線路安裝了一級SPD,但往往由于級數不夠、人工接地體阻值過大、接地線太長或連接不可靠等原因不符合規范,必然嚴重影響防雷效果,實際上防雷保護器形有實無。
1.3 電源系統裝置
加油站的380V交流供電線路是架空明線接入至站區附近再地埋引入建筑的,部分加油站是由10KV電力線架空接入,經變壓器后再地埋引入建筑的。在鄉村和山區有時根本沒有地埋措施,因此非常容易感應雷電電磁脈沖。
1.4 通信網絡系統裝置
引入加油站的ISDN等通信線路通常也是由戶外架空明線引入的,并且通常未安裝專用電涌保護器(SPD)做雷電防護措施。 火花不易引起爆炸或不致造成巨大破壞和人身傷亡者”。此時,應定為二類防雷建筑物。
1.5 防雷技術規范
隨著科技的進步,加油加氣站的電子設備也越來越多,越來越精密,承受電磁干擾能力就越低,受雷電過電壓襲擊的機會必然大大增加。可見,從雷電防護角度來看,加油站和油庫運行于雷害高風險環境中,即對于雷害風險的“暴露程度”很高。例如,2008年6月24日17時~20時,百色靖西縣受850hPa切變線影響,部分鄉鎮有強雷暴和大雨以上的強對流天氣過程,龍某住宅區南面距龍潭河約50m,東北面約150m有座30多米高的小山峰,此地帶易遭受雷擊幾率較大。當天有雷暴時,17時40分左右該小區已斷電,至20時間該小區住戶電器陸續有遭雷擊事故,經調查:8臺電腦(靠窗5臺)、調制解調器7臺、電視機3臺、電視機頂盒3臺,太陽能熱水器2臺受不同程度損壞。據受災住戶反映:有4位住戶電腦電源已全部拔出,但網絡線未拔出。其余用戶電源及網絡線均未拔出。
2 防雷技術措施
2.1 直擊雷保護
加油加氣站的金屬罩棚為第二類防雷建筑物,金屬外露罩棚最好平頂,不宜過高、過大,避雷網不應大于l0m×10m或12m×8m,其引下線間距不應大于18m,應利用每個支撐柱子作為引下線,保證至少兩根鋼筋上下可靠焊接,在地面合適的位置留出檢測試端子;其外部包裹塑鋼版應注意可靠接地,以防止靜電聚積。站房應采用避雷帶(網)防雷裝置,并利用站房柱筋和金屬罩棚接地系統。
2.2 公用接地系統與等電位連接
加油加氣站的防雷接地、防靜電接地、電氣設備的工作接地、保護接地及信息系統的接地等宜共用一組接地裝置,且接地電阻值應不大于4Ω(當采用單獨設置接地裝置時,要求各接地裝置之間要保持一定的距離)。接地系統應圍繞建筑物作環形閉合接地裝置,每組接地體設置2~3根垂直接地極,垂直接地極長2.5m、埋深超過0.7m;接地網應在基建時把油罐、管道加油口等多處位置可靠焊接,并為卸車地、加油機、配電盤等支線接地提供方便。
[關鍵詞]窗戶系統 超聲波 智能控制
中圖分類號：TP23 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）02-0000-01
一：概述
伴隨著社會經濟的發展、科技的進步，人們對生活質量的要求也越來越高，隨之而來的還有環境的污染，室外的大環境很難去改變，同時現代的人更多的時間是呆在室內的，所以，室內的環境質量成了人們所關注的焦點！現在室內空氣污染造成的危害，除了生理上，甚至對心理狀態都有影響。所以，在如今人們追求生理、心理雙健康的情況下，對室內空氣質量的改善是很有必要的。
窗戶的發展，從遮蔽避難場所的通風功能到現在風格各異的裝飾元素，一直都是從材料、方式、美觀等方面的改進，并沒有對現代產生的各種室內問題做出直接的解決方案，反而是把重點放在了窗戶的風格、美觀等方面，對于開窗通風需要一個客觀的、數據化的檢測控制系統，使人們對無形的空氣質量有一個直觀的數據顯示和認識。除此之外，合理利用科技的力量，完善一個可以解決大部分問題的窗戶系統是本文研究的目標。
二：設計現狀以及意義
1.研究的背景：
大范圍的霧霾天氣，使人們對大氣污染談其色變，對室外的環境質量產生的恐懼心理，出門要帶口罩，在家不敢開窗，購買各種改善室內空氣質量的產品，如空調、凈化器、加濕器等，殊不知這些改善局部環境的產品將會給人們的健康帶來更為嚴重的次危害：“空調病”、“加濕器肺炎”等病癥逐漸出現，漸漸認識到危害的人們，提出了“新風換氣”的自然通風理念，其作用在于對一些疾病有很好的預防作用。
2.研究的目的與意義：
窗戶系統化、智能化之后，通過空氣質量檢測所得出的具體數據，比較室內外的空氣質量，再結合使用者的生活習慣，對窗戶進行自動化管理，完成效果最佳的室內通風換氣的過程，減少生活在封閉空間人們的健康威脅，營造健康舒適的居家環境，同時也給繁忙的都市人，帶來更過的方便。室內外的空氣溝通后，將一反以前封閉的生活狀態，人們將跟外界環境有更多的接觸，減少空調綜合癥的發生。
3.國內外已有方法現狀：
現在人們改善室內空氣的方式常用的有以下幾種：
（1） 植物法，在居室中擺放綠色植物，吸收放射性物質或殺菌效果，但是起效時間很慢，只是起到一個潛移默化的效果。
（2） 芳香法，用空氣芳香劑類、袋裝芳香類植物、茶葉、菠蘿等對抗室內空氣異味。
（3） 活炭吸附法，利用活性炭吸附凈化原理來吸附空氣中的大分子氣體懸浮顆粒，通過強制空氣循環達到過濾凈化空氣的目的。
（4） 化學法，所謂的化學法就是利用化學分解反應原理，此法比較適合用于裝修過程中對板材等材料進行處理從而達到防止裝修污染。
（5） 空氣凈化器，在使用空氣凈化器的房間內，臭氧濃度容易大大超標，這會傷害人的肺部，導致呼吸短促、咽喉發炎、哮喘病發作等。這都是由于有害微生物經空氣進入了人體的呼吸道并引發了炎癥造成的。
（6） 新風換氣法，用于異味較輕、通風條件好，可長時間通風放置的裝修后居室。對于污染程度較重、通風條件不好的居室則難以達到去除異味的效果。
4.設計理念：
以往應急產品的設計，很大程度上只針對產品單方面進行研究，僅僅停留在表象的探討，對于如何深層次的挖掘和借鑒智能化窗戶具體類型、具體特征來具體實施方案、提出解決途徑、進行產品的創新設計等方面還未展開深入研究，缺乏全面性和系統性。
所以，新的設計理念，是在可以新風換氣的前提下，對窗戶系統的使用方式等加入高新技術進行改進：首先，通過對室內外的空氣質量進行檢測、比較，結合用戶的習慣設定控制窗戶的開合還有其他各項開關。在新風換氣的情況下，一般會有光、溫、濕、塵、毒五大問題：藍煙（氣凝膠）是一種高孔隙、低密度、導熱系最低的材料，將加入富缺-電子材料的氣凝膠代替玻璃，在關窗狀態下，通過通電來控制進入室內的光線和溫度；在開窗狀態下，通過超聲波發射頻率震動空氣分子，對進入室內的空氣進行制熱和制冷；向水發射超聲波對室內進行加濕；通過特殊光線消除靜電、隔絕灰塵、并對其消毒。
三 ：超聲波智能窗戶的功能設計
1.設計的整體說明：
設計的是窗戶的整體系統，系統包括硬件和軟件：硬件就是整體外觀的設計、窗戶的基本要素，所運用到高科技的材料；軟件部分包括操作體系，智能化的檢測系統、控制體系等。設計將針對現在室內中的大部分問題，通過高新的技術來進行解決。設計的窗戶系統包括：
（1） 氣凝膠玻璃，一改之前易碎、不可變形的玻璃。
（2） 卷軸，收合氣凝膠玻璃。
（3） 超聲波發射器，對范圍內的空氣制冷、制熱、加濕。
（4） 特殊光線發射器，隔絕灰塵、消除靜電等。
（5） 操作界面，用戶可以通過界面對窗戶系統進行自動化設置。
2.設計原理：
（1） 氣凝膠玻璃，玻璃替代物，有輕盈、柔軟、易裁剪、防火、整體疏水、聲學延遲等物理性質。
（2） 任何物體都有固定的震動頻率，聲波的頻率和該物體的固有頻率相同，則這個物體就會產生共振。所以，只要有空氣分子的震動固有頻率，就可以對空氣分子進行制冷和制熱。
（3） 現在已經發現水的震動固有頻率，由此，超聲波發出水的固有頻率，就可以將水震蕩成為水汽的形式輸出。
（4） 特殊光線的隔塵和消除靜電，靜電的消除，目前已經有了這樣的技術，就不多說，隔塵的方式則是，通過類似激光的光線，對范圍內的灰塵擊碎，在無靜電的情況下，使灰塵落下。
3.設計帶來新的生活方式
工業設計最初產生于把美學應用和技術領域這一實踐之中，所追求的的是功能美和形式美的完美結合，功能美主要通過技術和創意的實現，形式美則是通過藝術造詣的表達來實現，而功能性才是產品的靈魂部分，形式美則是它的附加值。工業設計的進步是伴隨著科技的進步而來的，其速度也是與科技發展的速度呈正比的，目前的技術，足夠實現窗戶的智能化，包括智能檢測空氣質量、智能控制窗戶開關、調節玻璃的采光度、超聲波調節空氣溫度、濕度，光線隔絕灰塵等。不論室內有沒有人，都將保證室內空氣質量的最優，最接近大自然的優質環境。
四 ：結論
任何一個產品都是一個整體，創新點固然重要，但一個完整的產品，不是單單只需要一個創新點就可以完成的，不能因為創新點，而失去它原有的功能，只有把所有的問題都考慮周全，才能完成一個完整的設計。
本設計就是針對現在窗戶的問題提出解決方案：通過氣凝膠玻璃、超聲波調溫、超聲波加濕、激光、靜電消除等技術解決室內光、溫、濕、塵、毒等問題，人們不再需要盲目的去開窗，也不必因為現在的霧霾天氣而對開窗有任何的擔心。
窗戶系統的設計是一個很大的課題，解決人類的生存和生活質量問題是工業設計中一個重要的目的，此方案設計也只是在未來化家居生活設計中進行了初步的嘗試和探索，隨著科技的進步和發展，相信在不久的將來，窗戶系統的發展將會越發完善。
參考文獻
[1] 閆衛.工業設計師必備的基礎知識[M].機械工出版社，2009.31-64 2001.
關鍵詞：辦公室；電子設備；管理
一、辦公室電子設備的日常養護
1.1注重電子設備的使用環境。辦公電子設備在合適的環境中使用能夠大大降低設備出現故障的幾率，保證使用效率。合適和環境主要包括以下幾點：首先，要有適合的溫度和濕度，根據電子設備的環境要求情況，在安裝設備的房間內應該有空調對室內溫度進行調解，同時，還應該有去濕或者是加濕的設備，讓濕度和溫度都能符合設備運行的要求；其次，電子設備運行要遠離熱源和磁場，因為磁場可能會擾亂電子設備本身的磁場，影響其正常使用，還有一些電子設備同時還要遠離陽光直射和熱源，例如復印機等，避免出現危險；然后，就是要保證環境清潔，避免塵埃。灰塵進入到設備中會導致設備原件的正常使用和老化，嚴重的直接影響到設備的連接情況，降低機器的使用壽命。所以，設備應該安裝在盡量少灰塵污染的環境中；同時，還要保證電子設備的有效安放，布線合理，防止電子設備的電路交叉、纏繞在一塊，避免相互干擾而影響電子設備的正常工作；最后，要采取防靜電措施，減少靜電對設備的危害，這就要求電子設備的機房要使用防靜電地板等。
1.2保持電子設備使用的電壓穩定。對于電子設備的使用過程中，電壓的穩定與否能夠影響到設備的正常運行，同時，也能減少電壓對機器的損害[1]。目前，我國很多電子設備采用的都是集成電路，這種電路在使用中對電壓的要求非常高，所以，選擇使用穩壓設備，是電子辦公設備使用中必備的。
1.3建立電子設備維修檔案。辦公室電子設備需要進行定期的維修，在維修的時候建立好維修檔案，記錄每一次設備發生故障的時間、位置以及解決故障的維修方法，還有對故障發生原因的分析，這樣方便以后機器再出現同類故障時，提供有效的解決方案。
1.4注意日常保養。電子設備的日常養護也是非常重要的，能夠保證機器的正常運轉，不僅要做好除塵工作，還要進行除潮。灰塵和潮濕是設備的兩大致命弱點，使整個電路接觸不良、造成元器件短路、生銹甚至燒毀。所以，如果平時注重好對機器的保養，定期對其進行檢查和清理，可以有效提升電子設備的使用年限。
1.5定期進行檢測調試。定期檢測設備各項功能是否工作正常，各項指標是否達到標準，需要在電子設備停工的時候調試檢查，找到事故的隱患，把故障消滅在萌芽之中。
二、強化辦公室電子設備維護保養的管理制度
2.1辦公電子設備以及相關易耗材料的采買，由人事行政部門負責；
2.2辦公電子設備屬于公司的固定資產，員工應該掌握正確的使用方法，并且對辦公設備多加愛護，嚴禁出現暴力事件，或者是因人為原因造成的電子設備損壞；
2.3辦公電子設備應該有專項的負責人員，誰使用誰負責，對于公共區間的辦公電子設備，則由管理人員指定專門的負責人，如果在維護中發現問題，則應該第一時間報給人事行政中心部門，讓其派專門技術人員對設備進行維護和修理[2]；
2.4如果是因為電子設備使用人員的使用和保管不當，造成了電子設備的損壞，必須要追求責任，公司有權向使用責任人追究對物品損害的經濟賠償；
2.5辦公室人員在正常的設備使用中，一定要遵守辦公室電子設備的操作規則；
2.6如果電子設備出現故障不能正常使用，一定要及時報給人事行政部門，讓其找到專業的技術人員對其進行修理，同時，人事行政部門也要對修復時間進行反饋，讓使用部門可以了解設備維修狀態；
2.7辦公電子設備如果出現問題的話，一定要進行及時維修，嚴禁帶病運作的狀態，如果出現問題，要追究使用人的責任，必要時可以進行經濟賠償；
2.8在辦公室長期休假、離人的時候，要保持電子設備關機、斷電的狀態，并且由人事行政部門進行定期抽查，如果有違反的人員，可以記責任人過時，并對其進行處罰，造成嚴重后果的，可以進行經濟處罰。總之，要想辦公電子設備更好的為單位服務，就需要做好正常的保養和維修工作，讓其在最適合的環境中工作，才能發揮其正常的功效，實現辦公自動化。
作者:閆工舒 單位:遼源市農業科學院
參考文獻:
電氣設備機房抗電涌能力的好壞，關系到機房能否正常可靠運行，本文闡述了一種使用氣體放電管、壓敏電阻、鐵氧體器件實現電氣設備機房電涌防護的一種技術方案。
【關鍵詞】電氣設備 機房 電涌 防護
隨著人類文明進入信息時代，人類社會的正常運轉已經離不開各種電氣設備。在技術層面影響電氣設備機房的安全運行的主要因素是電涌干擾與危害，故做好電氣設備機房的防電涌模塊的設計是業界的技術難題技術。
1 電涌的形成及危害
電涌主要來源有因大氣放電形成雷電構成直接或間接的電涌信號；大型電機設備的啟動；電網切換大型負載等形成的瞬態干擾信號。電涌是微毫秒量級的極大電流脈沖，典型參數范圍是波頭時間0.25～20uS、能量2.5～10MJ/?。雷電產生電涌有這幾種：
（1）直擊雷產生的浪涌；
（2）感應雷電產生的浪涌；
（3）雷云靜電感應產生的電涌；
（4）反擊過電壓產生的電涌，當某金屬物體由于雷擊產生過電壓，對大地或其他物體發生閃擊而形成的電涌；
（5）雷電入侵產生的電涌，由于電力傳輸線或者各種信號線上出現的直擊雷或感應雷形成行波電涌信號。
2 電氣設備機房電涌入侵的主要途徑及防護措施護手段
由直擊雷產生的電涌主要通過電力傳輸線、接地保護線、各種輸入輸出信號線入侵到電氣機房設備里；由感應雷電產生的電涌主要通過電磁感應耦合在電力傳輸線、接地保護線、設備外殼上、各種信號線、控制設備的輸入輸出端口產生感應浪涌電壓；由雷云靜電感應產生的電涌，在設備的表面形成靜電過壓，靜電放電產生干擾信號通過電磁感應耦合到設備電路中；由反擊過電壓產生的電涌，通過電力傳輸線、接地保護線、各種輸入輸出信號線入侵到電氣機房設備里；大型電機設備的啟動；電網切換大型負載等形成的電涌通過電力傳輸線輸入。典型的防護手段有這些，對于感應雷電產生的電涌采用并聯電容器法和變壓器隔離法、對直接雷電產生的電涌采用電壓開關型的充氣放電管、硅可控整流器、三端雙向可控硅組件；限壓型型的亞敏電阻、抑制二極管等類型器件來實現保護。
通常來講由雷電產生的電涌信號遠遠要大于大型電機設備的啟動，電網切換大型負載等形成的電涌信號。若系統的設計能防護雷電產生的電涌信號肯定能防護大型電機設備的啟動，電網切換大型負載等形成的電涌信號。
2.1 直擊雷防護
直擊雷的防護主要使用避雷桿塔等接地體、引下線、接閃器將直擊雷電引入地下。機房的引下線、接閃器安裝在避雷桿塔上，避雷桿塔要遠遠高于機房而且離機房要有一定的距離其所構成的保護范圍要能覆蓋整個機房，不能讓雷電直接擊中機房。
2.2 屏蔽
機房的屏蔽可分為機房屏蔽、室內設備屏蔽、輸入輸出線路屏蔽。機房屏蔽利用機房室壁內的鋼筋、金屬構件、門窗地板、鉛版、銅網等構建法拉第籠與底網可靠連接構成屏蔽網；設備的屏蔽應按照國建設行業標準（GB50343）來進行多級屏蔽。對輸入輸出電纜采用屏蔽電纜，屏蔽層做等電位連接和接地，最好做穿金屬管防護。
2.3 接地
機房的接地網的性能影響機房的整體防雷效果，機房的接地電阻通常要求小于10歐姆。機房接地網應采用聯合接地，機房內各類接地線應從接地匯流排或接地網上分別引入。機房接地網由機房建筑地網！避雷桿塔地網和電力變壓器地網等構成。避雷引下線與周圍金屬構件距離需大于3米；獨立避雷桿塔引下線與機房屏蔽等構成法拉第電籠應作上下兩點電位連接。
2.4 等電位連接
等電位連接的目的主要在于降低雷電流所引起的電位差，避免出現反擊。用連接導線或電涌保護器將處在需要防雷的空間內的防雷裝置、機房的金屬構架、輸入輸出導線、電氣裝置等連接起來構成等電位連接網絡實現均壓等電位，縮小設備間的暫態電位差，有效地保護設備免受暫態電位抬高的損壞。
3 電涌保護器的安裝與實施方案
電涌保護器可分為三相電源電涌保護器、單相電源電涌保護器、直流電源電涌保護器。電涌保護器能限制各相線對地線的共模過電壓和各相線之間的差模過電壓，電源系統中安裝電涌保護器要符合電路結構和供電系統的制式。機房供電系統有TT和TN-S兩種制式，機房設備的地線（PE）需要接放電管元件，以便消除工頻電壓長期施加在壓敏電阻上產生的漏電流。按國標（GB50057-94）標準安裝三相、單相、直流電源電涌保護器。為保險三相電電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于交流配電箱內或旁邊；單相電電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于開關電源處；直流電源電涌保護器通流容量根據具體情況選用，安裝于直流電源處；
為防止反擊過電壓造成的電涌危害，將機房與外界連接的各種電氣線路，利用級間配合良好的SPD浪涌保護器與局部等電位接地銅排相連。同時在線路（地）與設備的外殼（地）之間再并聯一只浪涌抑制器。在按照國標（GB50057-94）標準安裝電涌保護器后，還是有一部分電涌分量會流入交流配電箱或電源，這時可利用鐵氧體磁珠和磁環在低頻段損耗小，高頻段阻抗大的特點將通過磁環和磁珠的干擾電磁吸收掉，以熱能的形式耗散出去。具體做法是在電源線或其他輸入輸出導線外面套上鐵氧體磁環，當有雷擊產生的感應電涌沿金屬導線侵入室內，在這些線上套著的鐵氧體等效于在設備和雷擊點間有一個阻抗進行了串接，阻止雷電高頻波的傳播，使得其能量大大衰減，同時它的幅值和陡度得到快速抑制。在直流電源輸入輸出端及各種控制通信設備的輸入輸出端加上鐵氧體磁珠能有效的抑制浪涌信號的干擾，保證系統的可靠譜運行。
4 結束語
綜述全文，對電涌的產生、危害、傳播途徑進行分析，對電氣設備機房電涌入侵的主要途徑及防護措施護手段進行了介紹，給出一種科學有效解決方案，該方案能保證電氣設備機房的安全運行。
參考文獻
[l]中華人民共和國建設行業標準（GB50343）.建筑物電子信息系統防雷技術規范.北京：中國建筑工業出版社，2004.
[2]中華人民共和國建設行業標準（GB50057-94）.建筑物防雷設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社，2000.
[3]周志敏，周紀海，紀愛華.電氣電子系統防雷接地實用技術[M].北京：電子工業出版社，2005.
關鍵詞：城軌交通；能量回饋；PWM整流器；
中圖分類號：C913文獻標識碼： A
Urban Rail Transit Can Feed Type Regenerative Braking Device
Abstract: This paper mainly studies on urban rail transit system, a new regenerative braking energy device, can feed type regenerative braking device, namely the rectifier device itself is a rectifier and inverter, introduces the characteristics of the device, working principle, equipment, and then, through application of research, analysis of common problems in the process of application equipment, the last one, that can feed type regenerative braking is urban rail transit renewable energy technologies can be used in a more economical and effective solution.
Keywords：Urban Mass Transit；Energy Feedback；PWM Rectifier；
目前城市軌道交通直流牽引供電系統采用二極管整流器,電能只能從交流電網向直流牽引網單向流動。當車輛制動時,多余的再生制動能量使直流電網電壓升高。傳統的解決方法是設置電阻制動裝置,但這將造成電能的極大浪費并帶來溫升等其它問題。由于軌道交通車輛起制動頻繁,制動能量相當可觀,若能加以合理利用必能產生良好的經濟效益。針對以上情況,本文研究的能饋式再生制動裝置，采取再生制動能量吸收裝置與整流系統相結合的方式，即整流裝置本身既是整流器又是逆變器，根據當前供電系統電壓大小、能量流動的情況來切換整流、逆變狀態，是一種更為經濟、有效的解決方案。
1.設備介紹
1.1設備特點
能饋式再生制動裝置是基于國家“十一五”最新科技成果，在城市軌道交通行業中的應用研究。該裝置不僅能夠在列車牽引時為列車提供能量，而且還能在列車制動時將多余的再生制動能量反饋回交流電網。不僅能夠抑制直流網壓的大范圍波動，減小直流電壓紋波，提高供電質量；更重要的是還能避免列車再生制動能量在能耗電阻上的白白消耗，節約電能。此外，借助于大功率PWM 整流器交流電流諧波含量小、功率因數任意可調、直流輸出特性可控的特點，還能實現對交流中壓電網的無功補償，以及對直流接觸網能量優化分配及管理。
大功率雙向變流器作為能饋式再生制動裝置的“核心”，其主電路采用無電感型多重化拓撲，結構緊湊、便于模塊化；功率器件采用大容量智能功率模塊，系統功率密度大、保護功能完善；控制系統具有設備運行狀態實時監控及歷史記錄查詢功能，以及在線及離線故障診斷功能，具有豐富的網絡接口和軟硬件資源，可以方便的與變電站綜合自動化系統進行對接。整個能饋式再生制動裝置在軟硬件設計上，充分考慮了系統的可擴展性，能夠非常方便的通過柜體并聯方式實現系統擴容，并增加系統冗余性。
1.2設備的工作原理
能饋式再生制動裝置以 PWM 整流器作為基本組成單元。而 PWM整流器則是在脈寬調制技術的基礎上發展而來的一種功率變換裝置，其組成上可以看成是一臺 PWM 逆變器加上交流電感 L。它采用脈寬調制技術，PWM 逆變器能夠在其交流測輸出幅值和相位可控的三相交流電。而交流電感 L 在逆變器與電網之間起緩沖作用。在電網電壓ea 和交流電感L一定的情況下，通過控制Ua的大小和相位，就可以控制電流ia 的大小和相位，進而控制變流器傳輸的功率。
1.3設備的構成
能饋式再生制動裝置的系統構成主要包括變壓器、交流低壓開關柜、雙向變流器柜、直流接觸器柜四大部分。
目前采用的第三代 IGBT 智能功率模塊參數為 2400A/1700V，隨著最新第四代 3600A/1700V 的 IGBT 推廣應用，單個雙向變流器柜容量將在此基礎上提升50%，即由 2MW 變為 3MW。預期不久將來發展為4MW 系統對應的變壓器容量增大一倍。
2.設備應用情況
本項目于2012年3月至今，以長沙地鐵車輛段為模擬環境進行了多次實驗，掛網能饋式牽引供電機組容量為 2MW。在模擬掛網運行過程中，設備運行可靠，性能穩定，其技術先進性和現場適用性均得到同行專家及用戶的充分認可。在相關設備應用過程中，常見下列需注意的問題：
2.1. 容量選擇注意問題
能饋式再生制動裝置中采用大功率的可關斷器件 IGBT。由于IGBT 的價格較貴、容量有限，且損壞機理不同于傳統功率二極管的“熱效應累積”損壞機理，因此能饋式再生制動裝置設計上只滿足125%一分鐘的過載能力，暫不具備現有二極管整流器的 300%一分鐘的極端過載能力。在設備選型時請對此點給予特別注意。
2.2. 施工安裝注意問題
a.能饋式再生制動裝置中的雙向變流器柜上部安裝有可觸摸的工業平板電腦，其防水防塵等級達到 IP65，但由于其耐受外部機械應力能力較差，因此要求在雙向變流器柜的運輸、施工安裝過程中對其特別加以注意，防止損壞；
b.能饋式再生制動裝置不同于既有的二極管不控整流器，裝置內部存在多條光纖、傳感器、繼電器及控制接線，因此要求在能饋式再生制動裝置各柜體的運輸、安裝及施工過程中對其特別加以注意，防止損壞；
c.能饋式再生制動裝置中的雙向變流器柜功率器件采用的是大功率 IGBT，其對靜電敏感。因此，在雙向變流器柜的施工、安裝調試過程中請勿觸碰，防止靜電放電損壞開關器件；施工完畢對設備進行絕緣測試前，應斷開控制系統，并對 IGBT 進行保護處理，防止高壓損壞器件。
2.3 運營維護注意問題
2.3.1在能饋式牽引供電系統的運行巡檢方面，要求如下：
a． 要求能饋式牽引供電系統的運行過程中每日對其巡檢至少兩次；
b． 要求巡檢過程中，所涉及的設備主要指整流變壓器、雙向變流器、交流低壓開關柜和直流接觸器柜；
2.3.2在能饋式牽引供電系統的維護維修方面，要求如下：
a． 能饋式再生制動裝置的控制系統能夠對系統中電容器、開關器件、冷卻風扇等關鍵部件進行運行狀態監控及壽命評估，因此原則上應至少每月通過觸屏平板電腦查詢上述設備運行情況；
b． 對于雙向變流器柜，每三個自然月對其進風口檢查一次，防止積累異物，影響 IGBT 的散熱效率。雙向變流器每年應由專業技術人員進行至少一次徹底除塵；對于交流低壓開關柜，每兩年應由專業技術人員進行至少一次徹底除塵；對于直流接觸器柜，每兩年應由專業技術人員進行至少一次徹底除塵；
3. 設備應用前景展望
能饋式再生制動裝置具有能量雙向流動，輸出特性可控，功率因數可調等顯著優點，不僅能夠實現列車制動能量的回饋再利用，取代能耗電阻，達到節能減排的目的，還能減小直流電壓波動范圍及紋波，提高供電品質。此外，還可以對中壓環網進行無功補償，提高系統功率因數。但是其設備容量有限，投資較大。
將能饋式再生制動裝置與二極管整流機組組合使用，實現二者的優勢互補，最終形成了技術可行、投資合理的組合應用方案。經掛網試驗證明，該應用方案在技術上是可行的，設備運行穩定、系統匹配良好。更重要的是，該方案能夠將工程投資控制在合理水平，投資效
益回收快，回報率高，易于推廣應用。
綜上所述，能饋式再生制動裝置技術先進、性能可靠，結合工程實際需要，采取合理的應用方案，可以發揮其巨大的技術優勢，獲得良好的投資回報，市場前景非常廣闊。
參考文獻
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由于電池技術并沒有顯著的進展，系統設計人員遂開發了大量功率管理技術來應付這些挑戰。其中一種技術允許系統設計人員“關斷”手機的某些電路以延長電池壽命。
在這些便攜式設備的設計流程中，系統設計人員如果知道半導體器件如何與功率管理方案配合，便能更快地完成設計。建立系統設計的標準流程與集成電路 (IC) 的開發流程是一樣的。半導體電路設計人員必須充分了解這些功率管理方案，并設計集成電路可在以后的任何系統中正常地工作。實現省電模式或關機模式的標準半導體功能包括：
過壓容限
三態
自動重啟
上電期間瞬間脈沖電流消隱
本文將對這些功能進行詳細說明，并確定執行這些功能的電路設計技術。作為系統設計人員，理解這些功能在硅片中的實現方式將有助于進行更好的系統功率管理設計，從而將最終問題解決。
過壓容限
圖1：讓寄生二極管D2短路，寄生二極管D1的陰極連接到電源上
過壓容限是輸入或輸出節點容忍信號級別大于器件電源電壓的能力。在手機設計中，從微處理器到存儲器或其它器件存在著多種直流電平。系統各獨立的電源子系統間吸入電流(“sinking”of current)會給器件帶來潛在的損害。例如，若一個電壓為3V的器件驅動另一個1.8V的器件，這種電勢差可使電壓較低的器件吸入電流。如果不用一些方法加以限制的話，系統架構中兩器件都存在潛在危險。這種額外的電流吸入會增加系統功耗，從而加速電池消耗。這種額外的電流已證明在任何關注電源的設計中(如電池壽命有限的手機)，是造成高成本的因素。
有許多技術可以解決這個問題，較為傳統的方法之一是利用比較器來實現過壓容限。CMOS電路具有一個PMOS管Q2置于輸出和VCC之間，并必須將它的NWELL連接到電路中的最高電勢處，一般是Vcc。這樣，讓寄生二極管D2短路，寄生二極管D1的陰極連接到電源上，如圖1所示。若輸入/輸出(I/O)電壓超過VCC，則二極管D1向電源導通。如果利用額外的電路添加一個比較器電路(COMP)，NWELL線路可以被連接到VCC或輸出兩個電勢中的較高者。這使NWELL節點保持最高電勢，因此限制了D1二極管傳導電流，如圖2所示。
圖2：利用額外的電路添加一個比較器電路(COMP)，NWELL線路可以被連接到VCC或輸出兩個電勢中的較高者。這使NWELL節點保持最高電勢，限制了D1二極管傳導電流
在off狀態，控制模塊驅動PMOS門極到VCC。不過如果輸出端大于VCC+PMOS Q2晶體管的閾值電壓的話，從輸出到Vcc存在不必要的電流泄漏路徑。必須注意，圖2中驅動Q2門極的晶體管一般是由Vcc供電，故引起此問題。解決泄漏問題的方法如圖3所示，是增加一個從比較器輸出到PMOS Q2門驅動控制模塊的連接。控制模塊會保證PMOS柵極驅動電壓為兩個電勢VCC或輸出的較高者，確保PMOS保持關斷狀態，從而消除泄漏路徑。
圖3：增加一個從比較器輸出到PMOS Q2門驅動控制模塊的連接。控制模塊會保證PMOS柵極驅動電壓為兩個電勢VCC或輸出的較高者，確保PMOS保持關斷狀態，從而消除泄漏路徑
了解這些電路如何工作，便可以加快設計流程。例如，即使一個器件具有過壓容忍功能，不同的實現方法將帶來完全不同的結果。吸入電流會存在電壓“窗口”，泄漏值比預期值高時會出現極端的過壓情形，而且，過壓電路的瞬態響應會起變化。結果，系統工程師可能會遭遇無法預見的問題。為了加快新設計的上市時間，系統設計人員并不希望從頭到尾追蹤可能的需要返工的問題。了解如何實現過壓容限有助于電源系統設計人員一開始就選擇正確的產品，最終并獲得成功。飛兆半導體提供的產品便具有過壓容限功能，并能把不需要的吸入電流限制到極低值(一般小于3μA)，如FSLV16211- 24位總線開關。
三態：在省電模式I/O保持高阻抗的能力
這種三態對多點下傳總線和子系統掉電十分有利。當一個部件“掉電”時，I/O泄漏路徑會引起不需要的功耗，或者甚至對部件造成損害。因為I/O擁有至電源的泄漏路徑，它也可能導致器件甚至整個子系統自行上電。
由于功率浪費加上可靠性被損害，這些系統“小故障”會對所有功率管理方案造成影響。例如，當一部揭蓋式手機待機時，功率管理IC會關斷電路板上的不同部分來保存能量。在關斷系統的不同部分時，工程人員關心的是每一微安的電流流動，因為它最終會影響電池壽命。如果一個器件在的多點下傳總線上仍然有效，不提供關機三態，就可能出現泄漏。這也許會破壞總線上的數據并消耗額外的功率。
在大多數半導體中，器件最普遍的泄漏路徑是通過連接到I/O上的PMOS管。類似于過壓的情形，PMOS的NWELL的寄生PN二極管可以變為正向偏置而導通。此外，PMOS的門極為0，若I/O電壓高于PMOS的閾值電壓時，將產生不必要的從I/O到電源的電流路徑。這會被電路設計人員視為過壓的一種，其解決方案如圖3所示。
電路設計人員還必須提供靜電放電(electrostatic discharge，ESD) 解決方案，以消除到電源或接地的泄漏路徑。鑒于上述的原因，不能使用舊的端接到Vcc的PN ESD二極管。一些較新型的有源鉗位電路或觸發ESD電路,必須關注過壓容限和三態關機而進行謹慎設計。柵級接地NMOS ESD解決方案因本身具有過壓容限特性，并在關電時不泄漏，因此得到廣泛采用。
開機重啟
當電源確立以提供穩定可靠的上電時，“開機重啟”提供了初始化產品的方法。一般而言，I/O是三態的(高阻抗)，而內部寄存器被清除直到電源超過“安全”級別。
用于“開機重啟”的簡單技術是設計一個帶內置滯后的比較器，把電源電壓和內部產生的參考電壓進行比較。這是慣用的作法，可確保器件以已知的狀態上電。當電源電壓超過參考電壓時，比較器會產生重啟脈沖。
圖4：把電源電壓和內部產生的參考電壓進行比較是慣用的作法，可確保器件以已知的狀態上電
如圖4所示，電阻R3和連接NMOS Q1/的二極管為比較器輸入提供參考電壓。電阻R1和R2作為電阻分壓器(resistor divider)，產生與VCC成正比的電壓。比較器COMP的設計帶有抵消功能，使到其輸出在兩個輸入端為低時保持為低。上電時，隨著電源電壓的攀升，比較器的參考電壓在節點1建立，其數值是通過電流限制電阻R3建立連接NMOS Q1的二極管的閾值電壓。它與由R1和R2組成電阻分壓器的輸出比較，該數值和VCC成正比，可用以設置所需與VCC相對的跳變電壓(trip voltage)。當電源電壓大于期望值時，比較器的輸出變高，表示電源被確立。
當利用這種重啟電路時，所有內部器件都應通過有源低信號實行重啟。“開機重啟”電路保持重啟節點為低電平，直到電源電壓值高到足以保證所有內部節點正常工作，并有效地重啟器件。當重啟電路的輸出變高時，可進行正常工作。
電路設計人員必須謹慎選擇重啟電壓跳變點 (trip point)，如果過高，噪聲或電源波動會造成重啟電路故障；如果過低，所有器件可能無法重啟。對此，簡單的解決方案是利用高滯回比較器電路，或一旦重啟建立就將其鎖存。在電源確立以保存能量后，低功率設計會使比較器電路掉電。
設計“開機重啟”電路時，需要特別關注同一個器件上的多個電源引腳。通常，在所有電源電壓確立之前，應該使產品保持在重啟模式，而不論其電源使用順序為何。假定“開機重啟”電路A由電源A供電，“開機重啟”電路B由電源B供電。電路設計人員必須確定即使A首先上電，芯片的B部分仍然被控制，反之亦然。系統設計人員應參考數據表或與制造商聯系，以確定對有多個電源的產品來說，是否需要特定的供電順序。
在那些很注重器件是否以正確模式開機的應用中，如鎖相環(phased-locked loop)，“開機重啟”是必須采用的重要電路。否則，如果鎖相環以錯誤的狀態啟動，它可能鎖存于諧波頻率中，從而影響了器件的性能。
回到手機設計的題目上，使用這種 “開機重啟”的方法對用于揭蓋式手機鏈路傳輸數據的串化器/解串器很有用。在這些特定器件中，以正確的狀態啟動將決定來自應用處理器的信號能否在屏幕上顯示正確的圖像。
無干擾上電
對系統設計人員而言，上電期間脈沖電流十分重要，因為在電源電壓的整個上升周期，產品的電源電流是受控的。如果內部電路設計不正確，在上電期間就可能引起有害的電源對地短路。這對于系統設計人員非常重要，因為如果這個問題發生，整個系統便可能失效，從而帶來嚴重的可靠性問題。
傳統的CMOS設計要求電源電壓超過大約兩個晶體管閾值電壓時才能開始工作。在“開機重啟”電路建立并控制該器件之前的這個“死”域期間，問題可能發生。在重啟電路對內部節點進行控制之前，這些節點可能上電并消耗大量電源電流。一個例子是CMOS的輸出，在上電期間，PMOS和NMOS驅動同時浮至VCC/2，而且二者都接通。這種現象在VCC和接地之間建立了一個低阻抗路徑，對電源有不良影響。電路設計人員必須在這現象出現之前設計“開機重啟”電路，以維護和控制輸出。另一個解決方案包括設計系統邏輯在原本的關機狀態下上電，或提供無源電路如內部上拉/下拉電阻來防止這問題發生。還必須設計觸發(flop)和鎖存(latch)，并在當沒有“開機”重啟電路而電源持續攀升時，將其設定為穩態。
數據表信息
了解這些不同功能后，設計人員便能夠更好地選擇所需產品以滿足其要求。選擇正確的產品將消除最終的功率循環問題，加快產品上市時間。飛兆半導體提供的產品便具有過壓容限、三態關機、“開機重啟”和無干擾上電等功能。
舉例說明：我們將分析飛兆半導體的24位總線開關FSLV16211數據表中的這些特性。在數據表的“DC電氣特性”一欄中可以找到大部分信息。從前面的論述中可知，不同的系統電壓電源能引起通過器件的泄漏電流，但可透過過壓容限予以阻止。在數據表上，過壓容限可經由輸入泄漏電流 (標注為II。)來確定。在表1中，過壓容忍測試在Vcc為2.3V或3.6V、VI在0V～3.6V間時進行。測試結果顯示輸入泄漏電流僅為10μA或1μA，具體數值視測試而定。與不具備這一嵌入功能的器件相比較，泄漏電流顯著降低。
隨著科技的不斷發展，信息處理效率的提高，微電子器件的尺寸越來越小，這使得微電子器件的可靠性問題逐漸凸顯出來.微電子器件可靠性主要受四個方面的影響：柵氧化層、熱載流子、金屬化、靜電放電.通過對國內外現狀的分析，主要介紹了影響微電子器件可靠性的四個主要因素及其產生原理，并提出了提高微電子器件可靠性的解決方案及措施.
關鍵詞：
微電子器件； 可靠性； 熱載流子； 靜電放電
中圖分類號： TN 406文獻標志碼： A
目前，飛速發展的微電子技術和不斷縮小的器件尺寸，都使得由于器件可靠性而造成的影響越來越嚴重.以靜電放電（Electro Static Discharge，ESD）為例，在靜電放電失效的基本機理研究方面，中美兩國研究人員對過電壓場致失效和過電流熱致失效的定義、原理以及在何種器件中哪種失效更容易發生等方面都研究得非常透徹.但是，具體到某一類型的微電子器件的ESD失效模式和基本機理，美國研究得更加充分且全面，并建立了 ESD [主要是人體模型（HBM）和帶電器件模型（CDM）] 的失效電路模型.另外，除了傳統的互補金屬氧化物半導體（CMOS）器件，美國還系統地研究了磁性讀寫頭、各種微電子芯片等器件[1].
目前，我國在微電子器件可靠性的研究方面加大了資金和技術投入，縮小了與美國的差距.但是對典型微電子系統的 ESD失效分析和對先進的失效分析技術手段、方法的研究和運用等方面仍然是我國科研工作者今后需要努力的方向.
1影響微電子器件可靠性的主要因素
影響微電子器件[如互補金屬氧化物半導體（CMOS）、金屬氧化物半導體場效應管（MOSFET）、垂直雙擴散金屬-氧化物半導體場效應晶體管（VDMOS）等]長期工作可靠性最主要的失效機理包括：熱載流子效應、柵氧化層及柵氧擊穿（即電介質經時擊穿，TDDB）、金屬化及電遷移、靜電放電（ESD）.下面對這四種失效機理及可靠性模型等方面進行詳細介紹.
1.1熱載流子效應
熱載流子效應是電路中重要的失效模式之一.在超大規模集成電路中，隨著柵氧化層厚度、結深和溝道長度的減小，導致漏端電場增強，從而加劇了由熱載流子引起的可靠性問題.熱載流子注入氧化層會引起器件的閾值電壓漂移、跨導下降，甚至導致器件特性退化.隨著時間的推移，器件性能的退化將會導致整個電路失效.
1.1.1熱載流子效應對器件的影響
首先是熱載流子對器件壽命的影響.由于熱載流子的注入，器件氧化層中電荷的分布被改變，從而導致器件性能的退化.熱載流子還可加速器件老化.對晶體管進行最惡劣情況下的加速老化試驗，可推算出常規條件下器件的壽命，由此可衡量熱載流子特性的優劣 [2].
其次，熱載流子效應的存在嚴重影響了場效應管MOS集成電路集成度及電路和器件的可靠性.圖1為柵氧化層厚度為40 nm、30 V電壓條件下，MOS電容柵電流Ig隨時間t的變化關系.從圖中可知，在恒定電壓下，柵電流隨著時間的增加而減小.
1.1.2熱載流子效應引起的失效現象[3]
（1） 雪崩倍增效應
在小尺寸MOSFET中，隨著源―漏電壓的升高以及溝道長度的縮短，夾斷區的電場也增強.這時，通過夾斷區的載流子將從強電場獲得很大的漂移速度和動能，就很容易成為熱載流子，同時這些熱載流子與價電子碰撞時還可產生雪崩倍增效應.
（2） 閾值電壓漂移
若夾斷區的一些熱載流子與聲子發生碰撞，得到了指向柵氧化層的動量，那么這些熱載流子就有可能注入柵氧化層中；進入柵氧化層中的一部分熱載流子還有可能被陷于氧化層中的缺陷處，變成固定的柵氧化層電荷，從而引起閾值電壓漂移和整個電路性能的變化.
（3） MOSFET性能的退化
溝道內的一小部分有足夠高能量的熱載流子可以越過Si-SiO2界面的勢壘（電子勢壘高度Eb約為3.2 eV，空穴的Eb約為4.9 eV），并且注入柵SiO2層中形成柵極電流Ig.此柵極電流盡管很小，但熱電子注入柵SiO2層中將會引起界面陷阱積蓄電荷，并且，電荷的積累經過一段時間之后會使器件性能退化，導致閾值電壓漂移、跨導降低和亞閾值斜率增大，甚至柵氧化層擊穿.
（4） 寄生晶體管效應
當有較大的襯底電流Isub流過襯底（襯底電阻為Rsub）時將產生電壓降（Isub?Rsub），使得源―襯底的N+-P結正偏，從而形成一個“源―襯底―漏”的寄生N+-P-N+晶體管.該寄生晶體管與原來的MOSFET并聯構成了一個復合結構的器件.這種復合結構導致了短溝道MOSFET發生源―漏擊穿，還會導致CMOS電路中的閂鎖效應，使伏安特性曲線出現回滯現象.
1.2金屬化及電遷移
電遷移是指在很大電流的作用下，金屬原子發生擴散遷移的一種物理現象.電遷移中原子擴散方向與電子流動方向相同.電遷移將使得原子源源不斷地由陰極向陽極擴散，并逐漸導致在陰極形成空洞，在陽極則發生原子的堆積.這種過程將隨導電截面積的減小而加速進行，最終導致器件的失效[4].
電遷移現象是在直流電流作用下金屬中的離子產生位移所致.首先表現為電阻值的線性增加，到一定程度后就會引起金屬膜局部虧損而出現空洞，或引起金屬膜局部堆積而出現小丘或晶須，造成金屬互連線短路失效，嚴重影響集成電路的壽命.在器件向亞微米、深亞微米發展中，金屬互連線的寬度不斷減小，電流密度不斷增加，更易于因電遷移而失效[5].
1.3靜電放電（ESD）
在傳統的微電子器件中靜電放電的能量由于影響較小，人們很難察覺.但是在高密度微電子器件中則可能因為靜電電場和靜電放電電流引起失效，或造成“軟擊穿”現象，導致設備鎖死、復位、數據丟失和不可靠.這都對設備的正常工作產生較大影響，使設備的可靠性降低，甚至造成設備的損壞.據統計，在集成電路工業中由ESD引起的損失高達25%，因此，由ESD導致的損失是一個很嚴重的問題.
1.3.1ESD模型的分類
根據靜電產生的原因和對電路放電方式不同，在集成電路中常用的ESD模型有四種：人體模型（HumanBody Model，HBM）；機器模型（Machine Model，MM）；器件充電模型（ChargedDevice Model，CDM）；電場感應模型（FieldInduced Model，FIM）.圖2為2 kV HBM、200 V MM與1 kV CDM的放電電流I比較.其中，雖然HBM的電壓比MM的電壓高，但是200 V MM的放電電流卻比2 kV HBM的放電電流大得多，因此機器放電模型對集成電路IC的破壞力更大.在不到1 ns的時間內，1 kV CDM的放電電流最高可達到15 A.所以CDM的靜電更易造成集成電路的損傷[6].
1.3.2ESD失效種類[7]
（1） 直接損傷
直接損傷是由電流產生的功耗引起的.它會熔化器件的一部分并造成故障.當電子器件暴露于ESD應力，該設備可能無法正常工作.ESD應力所造成的高電流使器件溫度升高，可能會造成金屬熔化，PN結或氧化層擊穿.IC內部晶體管會因為ESD電流產生的散熱造成永久性物理傷害.這些損傷產生的原理如圖3所示.焦耳熱產生的溫度上升可導致熔化的金屬膜晶體管的PN結尖峰長絲，PN結擊穿.金屬膜的熔化會導致開路.而PN結的擊穿可以通過退化的電流-電壓特性曲線觀察到，這時的曲線上會有一個異常的結漏電流.在最嚴重的情況下，ESD引起的功耗可以同時產生結細絲、結尖刺和金屬熔化.另一方面，ESD引起的電壓也可以在絕緣層上產生電場，絕緣層的擊穿電場強度越大，越會發生絕緣層的擊穿.
（2） 潛在損傷
強電場也會引起電荷注入.Si-SiO2界面處的強電場會加速表面處的載流子運動.當載流子獲得足夠的能量時就能越過Si-SiO2界面勢壘，并注入氧化層[如圖4（a）].此時，失效分析手段無法在氧化層中發現物理損傷，但氧化層的電荷狀態變化可能會導致器件晶體管的電流-電壓特性改變.電荷注入會使電路退化，但與破壞性失效不同的是，它并不會使器件完全失效，所以稱為ESD引起的潛在損傷，圖4（b）是它的極限形式（氧化層擊穿）.潛在的損害難以確定，因為即使產生了一定退化，設備仍然可以工作.然而，如果一個芯片中含有潛在損傷的晶體管，那么整個芯片就有可能出現過早失效或芯片故障.一些基本的特性測試（如漏電流測量等）可以確定破壞性的損傷，但是潛在損傷卻很難檢測出來.
1.4柵氧化層及柵氧擊穿
隨著MOS集成電路微細化的發展，柵氧化層向薄膜方向發展.而電源電壓卻不宜降低，在較高的電場強度下，使柵氧化層的性能成為一個突出的問題.柵氧化層抗電性能不好將引起MOS器件電參數不穩定，如閾電壓漂移、跨導下降、漏電流增加等，甚至引起柵氧化層的擊穿.柵氧化層擊穿作為MOS電路的主要失效模式已成為目前國際上關注的熱點.柵氧化層擊穿主要分為四種：本征擊穿（瞬時擊穿）；非本征擊穿；經時擊穿TDDB；軟擊穿.
有關氧化層TDDB問題的研究很多，其中最受重視的是氧化層的TDDB壽命.在20世紀70年代后期，根據實驗數據，有研究人員提出了關于柵氧化層TDDB壽命拓展的經驗式，即
式中：TF為中期壽命；ΔH*0為柵氧化層TDDB激活焓；T為溫度；kB為玻爾茲曼常數；γ為電場加速因子；Eox為氧化層電場強度.
針對上述經驗式，提出了兩種經典模型：
（1） E模型：由熱化學擊穿模型得到.該模型認為氧化層的退化與擊穿是電場作用的結果，由缺陷的產生和積累決定，即
式中：Q1為E模型過程的激活能.
（2） 1/E模型：由空穴擊穿模型得到.該模型在電子隧穿注入的基礎上，認為氧化層擊穿是由空間電荷積累造成的，并認為擊穿所需的總俘獲空穴電荷量一定，即[8]
式中：G為1/E模型的電場加速因子； Q2為1/E模型過程的激活能.
圖5為E模型、1/E模型與TDDB實驗數據的對比.由圖中可以看出，在低場強中，E模型與實驗數據的吻合較好，而采用1/E模型估計的中期壽命TF值偏大；在高場強中，1/E模型與實驗數據的吻合較好，而E模型估計的TF值偏小.從實際應用看，在工業中，由于E模型比1/E模型計算的壽命要短，所以工業上一般采取E模型.
2提高微電子器件可靠性的主要措施
2.1抑制熱載流子效應的措施
在設計超大規模集成電路時，可采用減小溝通道長度、減薄氧化層厚度以及相應增加摻雜濃度等方法達到高速度和高集成度的設計要求.但是，這些綜合結果卻易導致熱載流子的產生.針對上述情況，可通過以下方法抑制熱載流子效應：
（1） 減小漏結附近的電場，可使熱載流子發射的可能性降低.
（2） 改善柵氧化層的質量，采用完美的干法氧化工藝，降低熱載流子陷阱密度和俘獲截面，能夠減小由于熱載流子注入柵氧化層而對器件性能的影響.
（3） 可在電路和版畫設計上采取如采用鉗位器件或適當增大寬長比等措施.
（4） 采用一些新結構，如低摻雜漏（Lightly Doped Drain，LDD）結構等，可提高擊穿電壓，減少碰撞電離.
2.2改善金屬化引起可靠性問題的方法[9]
目前，提高半導體器件金屬化和接觸可靠性的主要方法有界面效應、合金效應、覆蓋效應和回流效應.
（1） 界面效應
因為器件性能的提高，熱電應力在器件金屬化單位面積上不斷增大，導致金屬與金屬、金屬與半導體之間的界面擴散及反應的幾率增大，或許會形成金屬與金屬的高阻化合物，上層金屬穿過阻擋層進入半導體中也可能使器件漏電增大或結短路.因此，界面效應成為目前急需解決的問題.解決界面效應最有效的方法是選擇一個合適的阻擋層.事實上，為了防止金屬與金屬以及金屬與半導體的反應及擴散，引入了金屬阻擋層.TiN熔點高，熱穩定性和化學穩定性好，有極高的硬度和較低的電阻率，干法和濕法刻蝕工藝成熟，與硅的粘附性較好，因此是一種高性能的阻擋層材料.
（2） 合金效應
在中小功率器件和集成電路中，由于Al金屬化系統工藝簡單成熟，并且價格便宜，所以被普遍采用.但是Al的一個很大問題是容易產生電遷移.為了改善Al的電遷移壽命，在Al中加入少量的Cu可以大大改進Al膜的電遷移壽命（1～2個數量級）.另外，事先在Al中加入少量Si可以減小互溶，這樣不僅提高了Al的電遷移壽命，還解決了由于Al-Si 界面互溶而引起的短路失效問題.所以人們將兩者結合，采用Al-Si-Cu合金，發現Al的電遷移壽命顯著增加，并且限制了Al、 Si的互溶.
（3） 覆蓋效應
在金屬薄膜上覆蓋介質后，不僅可有效提高設備的抗劃傷性、抗腐蝕、抗電遷徙、抗電流浪涌和抗離子粘污能力，還可改善薄膜的微觀結構.總之，介質覆蓋可以增強薄膜的抗電遷徙能力，提高調制傳遞函數（MTF）.這是表面抑制、熱沉效應和壓強效應綜合作用的結果.
（4） 回流效應
從理論上說，總有一個時刻，正向電遷徙動和回流將完全抵消，使凈離子遷徙流為零.顯然，回流可被用來降低電遷徙動失效，提高金屬化可靠性.因此，人們提出了超大規模集成電路的三層金屬化歐姆接觸孔回流加固結構.
2.3ESD防護措施
2.3.1建立防靜電環境
通常采用以下措施建立防靜電環境：
（1） 使用等電位連接的方法，即所有表面都連接在一個可靠的接地體上.這些表面使得靜電荷積累減小，并且可以控制電荷以泄入到大地，從而防止不同的對象和靜電電荷之間的電位差，還可有效地釋放靜電電荷.
（2） 采用防靜電周轉箱、防靜電包裝袋以防止起電.
（3） 使用防靜電服裝、防靜電鞋.一方面，它們可有效地抑制靜電荷的產生；另一方面，當它們與地接觸時，還能達到釋放靜電荷的功能.另外，將防靜電劑噴涂在物體表面，也可有效抑制靜電荷的積累.
（4） 使用離子風靜電消除器并適當控制濕度，能夠消除絕緣材料表面的靜電荷.
（5） 采用測量監控的方法，使用靜電檢測儀檢測人體是否帶靜電，監測防靜電設施是否正常[10].
2.3.2設計過程中的防護措施
以電源和地之間的保護為例，可采用反饋及動態延時結構檢測電路的電源和地的ESD保護電路.這種電路占用芯片面積小，使用相移電路（RC電路）偵測ESD電壓，把偵測到的電壓通過一個反相器輸送到襯底觸發場氧器件（STFOD）上，釋放靜電電流.STFOD器件具有較強的單位靜電釋放能力.這種電路的 ESD 脈沖上升時間僅10 ns左右，電路正常上電延遲時間大概是1 μs～1 ms，而ESD偵測電路中RC電路時間常數介于兩者之間.
由于采用了反饋及動態延時結構，使得電路能夠在靜電發生時間內迅速地將靜電電流釋放，及時將保護電路關閉，避免器件的柵氧化層因電擊穿而遭到破壞.
2.4改善柵氧化層擊穿影響器件可靠性的措施
在柵介質中引入適量N可提高器件的抗擊穿能力.這主要是由于N具有補償SiO2中O3Si和Si3Si等由工藝引入的氧化物陷阱和界面態陷阱的作用，從而減少初始固定正電荷和Si-SiO2界面態.柵介質的擊穿主要是由于正電荷的積累引起的，因此在柵介質中引入適量的N可以改善柵介質的性能[11].另外，通過比較TDDB值及其失效分布可以評估集成電路氧化、退火、拋光、清洗、刻蝕等工藝對柵氧化層質量的影響.工藝中要采取有效的潔凈措施，防止沾污.熱氧化時采用二步或三步氧化法生長SiO2層.可以用化學氣相沉積（CVD）生長SiO2或摻雜氮氧化物以改進柵氧化層質量.
3結論
微電子器件可靠性主要受四方面的影響：熱載流子效應、柵氧化層及其擊穿效應、金屬化及靜電放電（ESD）.雖然完全去除以上影響是不可能的，但要盡可能采取適當措施提高器件的可靠性.從目前的研究結果看，可以比較有效地改善微電子器件可靠性的預防措施有：一是采用減小溝通道長度、減薄氧化層厚度以及相應增加摻雜濃度的方法減小熱載流子效應對微電子器件可靠性的影響；二是采用界面效應、合金效應、覆蓋效應和回流效應等方法，使金屬化及電遷移對微電子器件可靠性的影響降到最低；三是建立防靜電環境，采用反饋以及動態延時結構檢測電路都可以很好地預防ESD對器件的損傷，提高微電子器件的可靠性；四是在柵介質中引入適量的N可以提高器件的抗擊穿能力，降低柵氧化層擊穿效應發生的概率，使微電子器件的可靠性有所提高.
參考文獻：
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HP Deskjet D2368在面板上設置了3個觸控式按鍵，只需輕輕一按，便可以輕松、便捷地完成各種操作。當輸入精度為1200dpi時，HP Deskjet D2368可實現高達4800×1200dpi的最佳彩色分辨率輸出，黑白打印分辨率最高可達1200×1200dpi，能夠滿足用戶從激光品質的黑白文本直至栩栩如生的彩色照片的全部打印需求。如果配合使用惠普原裝墨盒和惠普專業相紙，可使打印出來的照片色彩更加艷麗逼真，黑白文本則更加清晰整潔，色澤持久，即使長期保存也不會“年久色衰”。
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又炫又酷的華碩傲氣雄鷹TA-85
華碩面向大眾的主流機箱TA-8系列家族在TA-86推出后，近日又添新丁――傲氣雄鷹TA-85。秉承了華碩TA-5、TA-6產品的優點和TA-8系列產品特有的屬性，傲氣雄鷹TA-85同樣遵循了38度機箱的品質，在機箱防電磁輻射設計、散熱系統設計到整體結構、拆解方式等關鍵環節都進行了系統的優化處理，并通過了EMI防輻射認證。
傲氣雄鷹TA-85的特別之處在于外觀，可以看到，TA-85將機身前端的開關按鍵處設計成了一個展翅的雄鷹，這也是這款產品被稱作“傲氣雄鷹”的原因所在。此外，TA-85還具備了藍色LED燈光的個性設計、超強的散熱解決方案、優異的機械設計和獨特的USB接口設計。其中，超強的散熱解決方案體現在機箱前后采用了對流散熱設計，優異的機械設計則體現在它的側板采用免螺絲工具設計，從而帶來了安全裝卸。 （E4）
朗科K210雙保險你的數據
害怕你的硬盤不安全嗎？那么來試下這款朗科公司全新推出的2.5英寸加密型移動硬盤K210吧。
朗科K210的硬盤分為兩大區域：普通區和加密區，并分別設有相應盤符。日常文件可存入普通區之中，而具有機密性質的文件則可以存入加密區，并設置用戶密碼，即便是別人在使用該移動硬盤，或者不慎遺失，也可以確保資料不會泄露。
如果說加密是K210信息安全的第一道保險，那么超穩則可謂是第二道保險。移動硬盤在讀盤時通常處于高速運轉的狀況，稍有震蕩，就有可能造成文件丟失或者硬盤損壞。K210運用獨特的雙導軌懸浮防震技術，大大減少了讀盤時的震動，有效增加了讀盤穩定性，進一步確保了數據的安全穩定。此外，K210還采用了目前存儲領域先進的玻璃盤片作為存儲介質，無論高低溫驟變還是劇烈震動都不會發生變形，并且防磁防靜電。
K210采用USB2.0接口，超大容量快速存儲，并且內置LED燈指示工作狀態。K210的可選容量為40GB～200GB，可以滿足不同層次的用戶需求。 （E5）
?新品速覽?
WINTEC內存進中國
近日，美國WINTEC（美商威特）公司宣布正式進入中國市場。這家成立于1988年的致力于內存及相關產品研發與制造的公司，此次將在國內市場上推出包括Server（面向服務器用戶）、AMPX（面向發燒級玩家）、AMPO（面向大眾用戶）三大系列在內的內存模組及全系列閃存卡產品。其中，全系列全規格的服務器內存，包含支持Intel架構、先進的FBDIMM；AMPX系列是WINTEC被國外電腦發燒友看好的內存產品，其667MHz內存產品均可穩定運行在800HMz的頻率水平，也是目前世界上少數能夠提供頻率高達1100MHz DDRⅡ產品的內存系列。 （E4）
