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安防監控系統過壓保護方案簡述
 

【作者: 戴泰初】   2015年06月02日 星期二

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安防監控系統應用光纖或同軸電纜在閉合的環路內傳輸視訊訊號,並從攝影到圖像顯示和記錄構成獨立完整的系統。它可以在惡劣的環境下代替人工進行長時間監視,讓人看到被監視現場的一切情況,並以錄影機記錄下來。隨著安全監控系統在銀行、交通、社區、庫房管理中迅速普及,監控系統設備遭受過壓破壞的可能性也日益受到關注。


安防監控設備有三種輸入電壓,分別是5V、12V和交流24V電源。本文以常見的12V輸入電源來說明。在實際應用中,監控設備較常遇到的過壓事件損壞包括感應雷擊浪湧(surge)事件和長時間過壓事件。感應雷擊波形通常是以IEC61000-4-5標準中規定的8x20 us衝擊電流波形存在,IEC61000-4-5標準也規定了設備耐受雷擊浪湧的嚴苛度等級,而試驗的嚴苛度等級則取決於環境及安裝條件。通常12 V輸入電源的安防監控設備要求能夠耐受共模的感應雷擊浪湧,也就是感應雷擊的內阻是12歐姆,電壓通常要求為通過2000 V。除了感應雷擊損壞之外,還有一種常見的損壞就是誤接輸入電源電壓,比如當12 V的輸入電源誤接成交流24 V時,如果欠缺有效的保護,監控設備裡的器件便會損壞。


TE電路保護部的PolyZen器件可以有效保護監控設備,抵抗上述的感應雷擊浪湧和誤接電源故障。PolyZen產品是一款獨立的表面黏著器件,它整合了一個功率瞬態抑制二極體以及一個PolySwitch聚合物正溫度係數(PPTC)器件,產品原理如圖一所示。


相較於分離器件,PolyZen器件具有尺寸小的優勢,它使用了具有熱保護功能的功率二極體來協助避免感應雷擊所造成的失效。在誤接電源時,功率二極體能快速有效地對電壓進行鉗位並將故障電流分流,而PolySwitch PPTC元件則可以快速地關斷過大的故障電流,從而協助保護功率二極體和下游電子元件。需要注意的是,感應雷擊波是一種瞬態的高壓浪湧,而誤接電源可能是一種長時間的故障狀態,然而功率二極體只能防瞬態的浪湧過壓,對於長時間的過壓故障,只能以PolyZen器件中的PolySwitch來保護功率二極體。只有TE公司PolyZen系列中的PolySwitch和功率二極體獨特的無縫熱耦合,才能夠在安防監控設備中同時實現感應雷擊浪湧和誤接電源保護。


PolyZen除了可以有效保護安防監控設備對抗感應雷擊浪湧和誤接電源兩種故障外,還有過流保護、過溫保護、ESD靜電保護、電源反向錯接保護等功能。綜合上述,PolyZen是一款可以用於安防監控設備而且保護性能優異的綜合保護器件。(本文作者戴泰初任職於TE電路保護部)


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