精耕電源系統(tǒng)保護(hù) TE專家分享電源設(shè)計(jì)經(jīng)典案例

在電源設(shè)計(jì)過程中，工程師們會(huì)遇到一系列令人頭疼的問題。如：雷暴天氣，使不少電子設(shè)備受損，經(jīng)歷了雷暴損害電子設(shè)備之害，很多人為防雷防浪涌保護(hù)方案發(fā)愁；電源系統(tǒng)過電壓保護(hù)已成為熱門話題。工程師應(yīng)該如何有效進(jìn)行電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)？為使LED照明燈具更長(zhǎng)的使用壽命，TE是如何考量在消除因電氣環(huán)境促使的現(xiàn)場(chǎng)故障中考慮瞬態(tài)電壓保護(hù)？新能源汽車作為將來一大趨勢(shì)，電源管理也顯得非常重要，電動(dòng)車系統(tǒng)電源電路保護(hù)該注意些什么？

　　作為工程師，我們?cè)搹哪男┓矫鎭斫鉀Q以上問題呢？TE電路保護(hù)部戴泰初先生為我們?nèi)娼庾x防雷防浪涌方案、電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)策略、瞬態(tài)電壓保護(hù)延長(zhǎng)LED照明燈壽命、電動(dòng)車系統(tǒng)電源電路保護(hù)方案等。

　　TE在安防電子的防雷策略及案例

　　電子系統(tǒng)設(shè)備經(jīng)常會(huì)受到外界瞬時(shí)過電壓干擾，這會(huì)影響用戶設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐稍O(shè)備損壞。雷擊就是一種很常見的過電壓現(xiàn)象，全球每天大約有8百萬次雷擊發(fā)生。

　　雷暴天氣，使不少電子設(shè)備受損，經(jīng)歷了雷暴損害電子設(shè)備之害，很多人為防雷防浪涌保護(hù)方案發(fā)愁。最常見的電子設(shè)備危害不是由于直接雷擊引起的，而是由于雷擊發(fā)生時(shí)在電源中感應(yīng)的電流浪涌引起的，所以我們這里討論的雷擊主要指的是間接感應(yīng)雷。

　　由于安防設(shè)備通常是安裝在室外露天環(huán)境中，它會(huì)極易受到雷擊，會(huì)嚴(yán)重危害安防系統(tǒng)的安全工作，所以安防系統(tǒng)一定需要一個(gè)完善的防雷防浪涌方案。

　　在安防設(shè)備上的RS-485、Ethernet、POE等端口，TE公司都有一系列完善的雷擊保護(hù)方案。RJ45/POE端口廣泛用于安防，視頻監(jiān)控以及智能電網(wǎng)等工業(yè)系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)，視頻傳輸，流量控制，以及通過總線供電的實(shí)現(xiàn)。由于安防以太網(wǎng)工作環(huán)境的嚴(yán)苛，對(duì)于RJ45/POE端口的電磁兼容的雷擊浪涌防護(hù)必不可少，通常接觸到的客戶對(duì)于交換機(jī)的以太網(wǎng)端口的雷擊電流防護(hù)高達(dá)4KV甚至更高的6KV 10/700us 浪涌電流保護(hù)能力。基于如此高的端口浪涌防護(hù)需求，TE基于1000M RJ45/POE端口的典型解決方案如圖1所示，該方案可以實(shí)現(xiàn)高達(dá)6KV的10/700us浪涌防護(hù)能力。

　　圖1 TE關(guān)于RJ45/POE端口的解決方案

　　此外，RS-485總線標(biāo)準(zhǔn)是安防系統(tǒng)設(shè)備上應(yīng)用最為廣泛的物理層協(xié)議之一。RS-485的主要特點(diǎn)：支持遠(yuǎn)距離傳輸，長(zhǎng)達(dá)4000英尺；雙向信號(hào)差分傳輸，提高信號(hào)的噪音抑制能力，并且允許一條總線上可以掛接多個(gè)發(fā)射器和接收器，信號(hào)傳輸為寬范圍電平-7V~+12V?；赗S-485電性能參數(shù)，其典型高浪涌防護(hù)等級(jí)的解決方案為兩極防護(hù)，其中第一級(jí)可采用TE電路保護(hù)部門的GTCS25-900M-R05用于旁路大部分的雷擊電流，中間采用TRF250-120起到第一級(jí)和第二級(jí)保護(hù)的耦合器件；而第二級(jí)保護(hù)則可以采用鉗位電壓更為精確的TVS或crowbar模式的thyristor，將浪涌電壓殘壓降至最低范圍。圖2為TE應(yīng)用于RS-485端口的典型應(yīng)用解決方案。

　　圖2 TE關(guān)于RS-485端口的解決方案

　　工程師該如何進(jìn)行電源系統(tǒng)的過電壓保護(hù)？

　　在過壓保護(hù)方面，TE電子提供GDT氣體放電管以及綜合保護(hù)元件2Pro和Polyzen產(chǎn)品，以及多級(jí)浪涌保護(hù)方案中用于耦合器