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智能家居電路保護解決方案設計

時間:2016-05-18 作者:jonzy 瀏覽:
       包括電源在內的供電系統的安全可靠性是保障所有通電產品的關鍵,因此,工程師尤為重視電源以及供電系統的電路保護也是可以理解的。智能家居的概念逐漸被多數消費者所接受,也開始主動去了解市場中的熱銷智能家居類產品。

智能家居由以下幾個方面構成:燈光、插座控制系統;背景音樂系統;電動窗簾、電動門窗等;影音系統;安防系統;綜合布線系統等。其中供電系統是這一切智能設備的心臟,是各個控制系統正常運行的保障,本篇小碩就電源防護器件的選型來為大家詳細分析智能家居供電系統電路保護解決方案的設計思路。

  首先,我們都知道,電源是用來把電能從一種形式轉換成另一種形式,以使設備正確運行。常見的電源實例包括:把AC電壓轉換成穩定的DC電壓的AC到DC轉換器;把電池電源轉換成要求的電壓電平的DC到DC轉換器。而其中智能家居的電源主要為主控電路、信號隔離和顯示電路供電。電源方案為在輸入端口處添加浪涌防護電路,確保電源電路工作的可靠性和穩定性。

  行業間的協調和標準統一方面目前還不夠成熟,這就要求只能家居系統更多地考慮產品的安全特性,另外智能家居的安裝和布線可能是一次性的,所以系統最好具有極高的可靠性,對應用過程中可能出現的雷擊浪涌、電網過電壓、靜電等能夠及時防護。實際應用中,智能家居系統的電源接口和信號接口極易受到雷擊浪涌、電網電壓波動、靜電和老化短路、接線錯誤等過電壓及過電流故障侵害,導致系統故障或損壞。為提高系統的安全性和可靠性,需要在設計時考慮對其相應接口做充分的保護。

  在了解防護要點之后,就要對浪涌防護電路中所用到的電路保護元器件要有所了解,用于電源防護的電路保護器件有SOCAY碩凱電子的防雷限壓陶瓷放電管、TVS二極管、壓敏電阻、以及過流防護器件PTC自恢復保險絲等,其中陶瓷放電管、TVS二極管和壓敏電阻都屬于過壓器件,以下是其選型要點:

  過壓保護器件選型應注意以下四個要點:

  1)關斷電壓Vrwm的選擇。一般關斷電壓至少要比線路最高工作電壓高10%;
  2)箝位電壓VC的選擇。VC是指在ESD沖擊狀態時通過TVS的電壓,它必須小于被保護電路的能承受的最大瞬態電壓;
  3)浪涌功率Pppm的選擇。不同功率,保護的時間不同,如600w(10/1000μs);300W(8/20μs);
  4)極間電容的選擇。被保護元器件的工作頻率越高,要求TVS的電容要越小。
  其中尤其要注意的是TVS二極管的選型,由于TVS二極管分為單向和雙向的,因此工程師必須要根據不同的應用接口選擇使用雙向還是單向的TVS。直流電源接口一般使用單向的TVS;交流電源接口和通信接口一般使用雙向的TVS。



 
  PTC自恢復保險絲選型要點:

  1.保持電流要略大于用戶的正常工作電流。
  2.Vmax要大于或等于用戶的最大工作電壓。
  3.Imax要大于最大故障短路電流。

    雋智智能電路保護元器件能夠提供在短路和過載條件下的安全保護。它們在外形因素、電流額定值、額定電壓、斷流容量和安裝選項上有廣泛的選擇范圍,為設計工程師在設計上提供了靈活性。
  在整個電源輸入上的金屬氧化物壓敏電阻(MOV)提供過壓鉗位保護。它們的性價比高,且能最大程度地減少可能通入下游電子器件的瞬態電能。金屬氧化物壓敏電阻的選擇基于一系列參數,包括額定電壓、峰值脈沖電流、器件尺寸和導線配置。

  MOV和保險絲需要形成一種協調的解決方案,以至于熔斷保險絲元件所需的電能(也稱為“i2t”值)足夠高,能在浪涌電壓條件下允許MOV起作用,而不會使保險絲跳閘。換句話說,在浪涌電能鉗制和耗散的條件下,保險絲不應打開。它只應在過載或短路情況發生時跳閘。

  即使在交流輸入中具有壓敏電阻,也有電路在浪涌事件中不能幸免的實例。在這些情況下,可以在倒相極的輸入電路添加一個TVS二極管。這個TVS二極管針對瞬變提供了二級保護。從壓敏電阻上“允許通過”的電能將被這個TVS二極管進一步減少到不會使電路失效的水平。

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