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智能家居系统电路保护(上)
来源:TE  时间:2015-06-17

随 着互联网技术高速发展,传统行业与互联网行业的融合已是大势所趋。智能家居这一概念已产生多年,近年来伴随建筑、家电、安全防护、互联网和通信以及IT等 行业的快速成长,智能家居行业开始呈现蓬勃发展之势。但是由于智能家居系统涉及多个行业,如建筑、装潢、家电、互联网等等,行业间的协调和标准统一方面目 前还不成熟,这要求智能家居系统更多的考虑产品的安全特性,例如对于施工现场可能出现的错接、短路等误操作具有极强的保护性且维修成本低;另外智能家居的 安装和布线可能是一次性的,所以系统最好具有极高的可靠性,对应用过程中可能出现的雷击浪涌、电网过电压、静电等能够及时保护。

实 际应用中,智能家居系统的电源接口和信号接口极易受到雷击浪涌、电网电压波动、静电和老化短路、接线错误等过电压及过电流故障侵害,导致系统故障或损坏。 为提高系统的安全性和可靠性,需要在设计时考虑对其相应接口做充分的保护。TE 電路保護部在电源接口和信号接口有着极其丰富和成熟的电路保护产品和方 案,下文简述一二。

(一)系统电源口防护

对 于存在交流供电输入口的产品,供电口常见的可能出现的异常输入包括雷击、电源零线丢失、输入电压错误、电力线感应等过电压故障和错接、短路等过电流故障。 这些故障可能会使智能家居这类的低功率系统损坏,可以通过单独或联合采用 PPTC 或 Fuse 以及 MOV 等器件实现保护,而TE 電路保護部 的 2Pro 产品则可以更可靠的解决这些问题,器件的可恢复特性则大大地降低了维护成本。

如 图1所示的典型应用电路所示,由 PPTC 和 MOV 耦合而成的 2Pro 产品,在发生偶然的瞬态过压时,并联于电路中的MOV导通泄放故障能量, 而其过程中如果存在过高的电流或热量会使耦合的 PPTC 进入高阻状态,从而降低 MOV 元件失效的风险;同时串联于电路中的 PPTC 则可以对可 能的过电流故障进行及时的保护。从图 2 所示的典型雷击浪涌响应曲线可以看出,2Pro 产品可以及时地保护下游设备免遭浪涌瞬时过电压的破 坏。 2Pro 的耦合集成设计比单一的分立器件设计对过电压、过电流及过温有着更可靠的保护效果,如图 3 所示,这是因为在某些故障条件下,如零线丢 失,即便上游使用的分立的保险丝或功率电阻,MOV 也可能会过热而烧毁从而导致灾难性后果。

2Pro 产品的典型应用电路

图 1:2Pro 产品的典型应用电路

2Pro 产品的典型雷击浪涌响应曲线

图 2:2Pro 产品的典型雷击浪涌响应曲线

异常故障电压(400Vrms, 4Asc)下各保护方案对比

图 3:异常故障电压 (400Vrms, 4Asc)下各保护方案对比