安防监控系统应用光纤或同轴电缆在闭合的环路内传输视讯讯号,并从摄影到图像显示和记录构成独立完整的系统。它可以在恶劣的环境下代替人工进行长时间监视,让人看到被监视现场的一切情况,并以录影机记录下来。随着安全监控系统在银行、交通、社区、库房管理中迅速普及,监控系统设备遭受过压破坏的可能性也日益受到关注。
安防监控设备有三种输入电压,分别是5V、12V和交流24V电源。本文以常见的12V输入电源来说明。在实际应用中,监控设备较常遇到的过压事件损坏包括感应雷击浪涌(surge)事件和长时间过压事件。感应雷击波形通常是以IEC61000-4-5标准中规定的8x20 us冲击电流波形存在,IEC61000-4-5标准也规定了设备耐受雷击浪涌的严苛度等级,而试验的严苛度等级则取决于环境及安装条件。通常12 V输入电源的安防监控设备要求能够耐受共模的感应雷击浪涌,也就是感应雷击的内阻是12欧姆,电压通常要求为通过2000 V。除了感应雷击损坏之外,还有一种常见的损坏就是误接输入电源电压,比如当12 V的输入电源误接成交流24 V时,如果欠缺有效的保护,监控设备里的器件便会损坏。
TE电路保护部的PolyZen器件可以有效保护监控设备,抵抗上述的感应雷击浪涌和误接电源故障。 PolyZen产品是一款独立的表面黏着器件,它整合了一个功率瞬态抑制二极体以及一个PolySwitch聚合物正温度系数(PPTC)器件,产品原理如图一所示。
相较于分离器件,PolyZen器件具有尺寸小的优势,它使用了具有热保护功能的功率二极体来协助避免感应雷击所造成的失效。在误接电源时,功率二极体能快速有效地对电压进行钳位并将故障电流分流,而PolySwitch PPTC元件则可以快速地关断过大的故障电流,从而协助保护功率二极体和下游电子元件。需要注意的是,感应雷击波是一种瞬态的高压浪涌,而误接电源可能是一种长时间的故障状态,然而功率二极体只能防瞬态的浪涌过压,对于长时间的过压故障,只能以PolyZen器件中的PolySwitch来保护功率二极体。只有TE公司PolyZen系列中的PolySwitch和功率二极体独特的无缝热耦合,才能够在安防监控设备中同时实现感应雷击浪涌和误接电源保护。
PolyZen除了可以有效保护安防监控设备对抗感应雷击浪涌和误接电源两种故障外,还有过流保护、过温保护、ESD静电保护、电源反向错接保护等功能。综合上述,PolyZen是一款可以用于安防监控设备而且保护性能优异的综合保护器件。 (本文作者戴泰初任职于TE电路保护部)