本發(fā)明涉及信息安全技術(shù)，尤其是一種交流電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏的防護(hù)裝置及方法。

背景技術(shù)：

數(shù)字系統(tǒng)在工作的過程中，會(huì)有意無意的將系統(tǒng)存儲(chǔ)和處理的信息通過輻射泄漏和傳導(dǎo)泄漏兩種電磁泄漏的方式發(fā)射出去，利用tempest（transientelectromagneticpulseemanationsurveillancetechnology）技術(shù)，可以將泄漏的電磁信號(hào)在泄漏源遠(yuǎn)端還原出來。電源線傳導(dǎo)信息泄漏是一種主要的傳導(dǎo)泄漏方式。針對(duì)電源線傳導(dǎo)信息泄漏，現(xiàn)有的防護(hù)方法，是在傳導(dǎo)線路上串聯(lián)紅黑隔離裝置進(jìn)行濾波來實(shí)現(xiàn)隔離。

傳統(tǒng)紅黑隔離裝置通過在電力線上串聯(lián)共模電感，電力線與電力線、地線間裝配差模和共模電容，利用電感和電容的吸收能力，以及電容的高頻特性，將一部分泄漏信號(hào)吸收，一部分泄漏信號(hào)對(duì)地線泄放，從而達(dá)到紅黑信號(hào)隔離的目的，并未對(duì)電源地線作任何濾波處理。基于此原理，傳統(tǒng)紅黑隔離裝置對(duì)于地線接地效果要求較高，須在接地良好的情況下才能達(dá)到理想的紅黑隔離效果，而在家用、辦公、車載等接地條件不理想的實(shí)際使用過程中，無法達(dá)到相應(yīng)的紅黑隔離效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：針對(duì)上述存在的問題，提供一種新的交流電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏防護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)以及防護(hù)方法，降低裝置接地的要求，即使在裝置接地情況不佳的情況下依然能對(duì)泄漏信號(hào)中的共模信號(hào)、差模信號(hào)良好濾波。

本發(fā)明采用的電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏防護(hù)方法，包括：

將單相電源的三根供電線輸出的電信號(hào)進(jìn)行輸入級(jí)共模濾波的步驟；

將經(jīng)過輸入級(jí)共模濾波后的電能進(jìn)行共模差模濾波的步驟；

將經(jīng)過共模差模濾波后的電能進(jìn)行輸出級(jí)共模濾波的步驟；

將經(jīng)過輸出級(jí)共模濾波后的電能輸出給用電設(shè)備的步驟。

本發(fā)明提供的電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏防護(hù)裝置，包括殼體，殼體內(nèi)部包括輸入端交流連接器、輸入級(jí)共模濾波電路、共模差模濾波電路、輸出級(jí)共模濾波電路以及輸出端交流連接器；

輸入端交流連接器、輸入級(jí)共模濾波電路、共模差模濾波電路、輸出級(jí)共模濾波電路以及輸出端交流連接器順序連接。

進(jìn)一步，輸入級(jí)共模濾波電路與輸出級(jí)共模濾波電路的結(jié)構(gòu)相同，分別包括環(huán)形磁芯；在磁芯上繞有三個(gè)繞組；三個(gè)繞組的繞線方向相同；三個(gè)繞組的一端分別作為l相輸入端、n相輸入端以及地線輸入端，三個(gè)繞組的另一端分別作為l相輸出端、n相輸出端以及地線輸出端。

進(jìn)一步，所述磁芯為納米非晶材料的磁芯。

進(jìn)一步，共模差模濾波電路為兩級(jí)濾波電路。

進(jìn)一步，輸入級(jí)共模濾波電路的地線輸出端與輸出級(jí)共模濾波電路的地線輸入端連接；

輸入級(jí)共模濾波電路的l相輸出端與共模差模濾波電路的第一輸入端連接，輸入級(jí)共模濾波電路的n相輸出端與共模差模濾波電路的第二輸入端連接；

共模差模濾波電路的第一輸出端與輸出級(jí)共模濾波電路的l相輸入端連接，共模差模濾波電路的第二輸出端與輸出級(jí)共模濾波電路的n相輸入端連接。

進(jìn)一步，共模差模濾波電路包括第一~第六共模電容、第一~第三差模電容、電阻及兩個(gè)互感。

第一共模電容與第二共模電容連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地，第一共模電容的另一端為共模差模濾波電路的第一輸入端，第二共模電容的另一端為共模差模濾波電路的第二輸入端；第一差模電容的一端與共模差模濾波電路的第一輸入端連接，第一差模電容的另一端與共模差模濾波電路的第二輸入端連接。

第一互感的第一輸入端與第一差模電容的所述一端連接，其第二輸入端與第一差模電容的所述另一端連接，其第一輸出端與電阻的一端連接，其第二輸出端與電阻的另一端連接。

第三共模電容與第四共模電容連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地；第三共模電容的另一端與電阻的所述一端連接，第四共模電容的另一端與電阻的所述另一端連接；第二差模電容的一端與電阻的所述一端連接，第二差模電容的另一端與電阻的所述另一端連接。

第二互感的第一輸入端與電阻的所述一端連接，其第二輸入端與電阻的所述另一端連接，其第一輸出端與第三差模電容的一端連接，其第二輸出端與第三差模電容的另一端連接。

第五共模電容與第六共模電容連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地；第五共模電容的另一端與第三差模電容的所述一端連接，第六共模電容的另一端與第三差模電容的所述另一端連接；第三差模電容的所述一端為共模差模濾波電路的第一輸出端，其所述另一端為共模差模濾波電路的第二輸出端。

進(jìn)一步，所述殼體為工程塑料殼體。

綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明在原有的共模差模濾波電路（紅黑信號(hào)隔離）基礎(chǔ)上增加了輸入級(jí)、輸出級(jí)共模濾波電路，差模濾波電路本身具備一定共模信號(hào)濾波能力，當(dāng)共模差模濾波電路接地不良，共模信號(hào)無法有效導(dǎo)入大地時(shí)，輸入級(jí)、輸出級(jí)共模濾波電路補(bǔ)償了這一不足，并對(duì)單相交流電的火線、零線和地線同時(shí)進(jìn)行共模濾波，使得信號(hào)濾波效果更佳，有效防護(hù)了電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏。且本申請(qǐng)裝置及方法成本低，使用方便，可以高效應(yīng)對(duì)家用、辦公、車載等接地不完全理想的情況下的紅黑信號(hào)隔離需求。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1為本發(fā)明防護(hù)裝置使用狀態(tài)示意圖。

圖2為本發(fā)明防護(hù)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3本發(fā)明中輸入級(jí)或輸出級(jí)共模濾波電路示意圖。

圖4為本發(fā)明裝置電路原理圖。

圖中標(biāo)記：1為交流電網(wǎng)；2為防護(hù)裝置；3為用電設(shè)備；4為殼體；5為輸入端交流連接器；6為輸入級(jí)共模濾波電路；7為共模差模濾波電路；8為輸出級(jí)共模濾波電路；9為輸出端交流連接器；10為安裝孔；11為環(huán)形磁芯；12為繞組；13為共模差模濾波電路第一輸入端；14為共模差模濾波電路第一輸出端；15為共模差模濾波電路第二輸入端；16為共模差模濾波電路第二輸出端。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

本發(fā)明防護(hù)裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。防護(hù)裝置的殼體4采用工程塑料制成，有效避免電磁泄漏信號(hào)通過殼體間接傳輸，影響裝置濾波效果。

殼體內(nèi)部包括順序連接的輸入端交流連接器5、輸入級(jí)共模濾波電路6、共模差模濾波電路7、輸出級(jí)共模濾波電路8以及輸出端交流連接器9。

其中，共模差模濾波電路7可以采用市面上已有的紅黑隔離裝置內(nèi)部的電路結(jié)構(gòu)，也可以采用如圖4所示的結(jié)構(gòu)，具體包括：

共模電容cy1~cy6、差模電容cx1~cx3、電阻r1及互感l(wèi)2、l3。

共模電容cy1與共模電容cy2連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地，共模電容cy1的另一端為共模差模濾波電路的第一輸入端，共模電容cy2的另一端為共模差模濾波電路的第二輸入端；差模電容cx1的一端與共模差模濾波電路的第一輸入端連接，差模電容cx1的另一端與共模差模濾波電路的第二輸入端連接。

互感l(wèi)2的第一輸入端與差模電容cx1的所述一端連接，其第二輸入端與差模電容cx1的所述另一端連接，其第一輸出端與電阻r1的一端連接，其第二輸出端與電阻r2的另一端連接。

共模電容cy3與共模電容cy4連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地；共模電容cy3的另一端與電阻r1的所述一端連接，共模電容cy4的另一端與電阻r1的所述另一端連接；差模電容cx2的一端與電阻r1的所述一端連接，差模電容cx2的另一端與電阻r1的所述另一端連接。

互感l(wèi)3的第一輸入端與電阻r1的所述一端連接，其第二輸入端與電阻r1的所述另一端連接，其第一輸出端與差模電容cx3的一端連接，其第二輸出端與差模電容cx3的另一端連接。

共模電容cy5與共模電容cy6連接，兩者的公共連接點(diǎn)接地；共模電容cy5的另一端與差模電容cx3的所述一端連接，共模電容cy6的另一端與差模電容cx3的所述另一端連接；差模電容cx3的所述一端為共模差模濾波電路的第一輸出端，其所述另一端為共模差模濾波電路的第二輸出端。

共模差模濾波電路主要用于濾除經(jīng)過本發(fā)明裝置的差模泄漏信號(hào)，在接地情況良好時(shí)也會(huì)濾除一些經(jīng)過本發(fā)明裝置的共模泄漏信號(hào)。其中電感l(wèi)2與l3主要用于濾除l相（火線）和n相（零線）上的共模信號(hào)，將火線與零線上的高頻共模信號(hào)引流到地線；cx1-cx3用于吸收交流火線與零線之間的差模信號(hào)?？梢?，當(dāng)接地不佳的情況下共模差模濾波電路不能有效濾除火線與零線上的高頻共模泄漏信號(hào)。

為此，本發(fā)明引入了輸入級(jí)共模濾波電路以及輸出級(jí)共模濾波電路來補(bǔ)償共模差模濾波電路對(duì)共模信號(hào)的濾除效果。

本發(fā)明一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中采用的共模濾波電路參見圖3，輸入級(jí)與輸出級(jí)可以采用相同結(jié)構(gòu)的共模濾波電路。

其包括環(huán)形磁芯11；在磁芯上繞有三個(gè)繞組12；三個(gè)繞組的繞線方向相同，保證線圈同名端如電路圖4所示，其中l(wèi)1代表輸入級(jí)共模濾波電路，l4代表輸出級(jí)共模濾波電路。三個(gè)繞組的一端分別作為l相輸入端、n相輸入端以及地線輸入端，三個(gè)繞組的另一端分別作為l相輸出端、n相輸出端以及地線輸出端。

電感磁芯11優(yōu)選用納米非晶材料制成，這樣在較小繞組的情況下可以實(shí)現(xiàn)較大的共模電感的電感量，在保證共模濾波效果的同時(shí)，降低整個(gè)裝置的串聯(lián)電阻。繞組12導(dǎo)電材料優(yōu)選銅漆包線。

泄漏源在本裝置單側(cè)進(jìn)行信號(hào)泄漏時(shí)候，共模泄漏電流在交流火線、零線、地線上泄漏方向是同向的。當(dāng)共模濾波電路中有同向共模電流通過時(shí)，單相電源的三根供電線輸出的電信號(hào)在三個(gè)繞組（等效為共模電感）內(nèi)部激勵(lì)的磁場(chǎng)方向一致，三個(gè)繞組會(huì)呈現(xiàn)較高的電感量，此時(shí)，對(duì)共模信號(hào)的抑制作用較強(qiáng)。對(duì)于設(shè)備正常工作所需要的差模電流，火線與零線電流相反，地線電流忽略不計(jì)，差模電流在磁芯內(nèi)部激勵(lì)出的磁場(chǎng)方向相反，相互抵消，三個(gè)繞組會(huì)呈現(xiàn)出低電感特性，因此對(duì)正常工作的差模信號(hào)無抑制效果。可見共模濾波電路主要用于濾除電源火線、零線、地線上的共模噪聲，達(dá)到共模泄漏信號(hào)抑制效果。

參見圖1，使用時(shí)將裝置串接到電源與用電設(shè)備之間的電源線中，裝置的輸入端交流連接器靠近電源，輸出端交流連接器靠近用電設(shè)備。

本發(fā)明還提供了一種電源傳導(dǎo)電磁信息泄漏防護(hù)方法，包括：

將單相電源的三根供電線輸出的電信號(hào)進(jìn)行輸入級(jí)共模濾波的步驟；

將經(jīng)過輸入級(jí)共模濾波后的電能進(jìn)行共模差模濾波的步驟；

將經(jīng)過共模差模濾波后的電能進(jìn)行輸出級(jí)共模濾波的步驟；

將經(jīng)過輸出級(jí)共模濾波后的電能輸出給用電設(shè)備的步驟。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。