精耕電源系統保護 TE專家分享電源設計經典案例

在電源設計過程中，工程師們會遇到一系列令人頭疼的問題。如：雷暴天氣，使不少電子設備受損，經歷了雷暴損害電子設備之害，很多人為防雷防浪涌保護方案發愁；電源系統過電壓保護已成為熱門話題。工程師應該如何有效進行電源系統的過電壓保護？為使LED照明燈具更長的使用壽命，TE是如何考量在消除因電氣環境促使的現場故障中考慮瞬態電壓保護？新能源汽車作為將來一大趨勢，電源管理也顯得非常重要，電動車系統電源電路保護該注意些什么？

　　作為工程師，我們該從哪些方面來解決以上問題呢？TE電路保護部戴泰初先生為我們全面解讀防雷防浪涌方案、電源系統的過電壓保護策略、瞬態電壓保護延長LED照明燈壽命、電動車系統電源電路保護方案等。

　　TE在安防電子的防雷策略及案例

　　電子系統設備經常會受到外界瞬時過電壓干擾，這會影響用戶設備穩定運行，嚴重時甚至會造成設備損壞。雷擊就是一種很常見的過電壓現象，全球每天大約有8百萬次雷擊發生。

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

　　由于安防設備通常是安裝在室外露天環境中，它會極易受到雷擊，會嚴重危害安防系統的安全工作，所以安防系統一定需要一個完善的防雷防浪涌方案。

　　在安防設備上的RS-485、Ethernet、POE等端口，TE公司都有一系列完善的雷擊保護方案。RJ45/POE端口廣泛用于安防，視頻監控以及智能電網等工業系統，用以實現系統內的數據，視頻傳輸，流量控制，以及通過總線供電的實現。由于安防以太網工作環境的嚴苛，對于RJ45/POE端口的電磁兼容的雷擊浪涌防護必不可少，通常接觸到的客戶對于交換機的以太網端口的雷擊電流防護高達4KV甚至更高的6KV 10/700us 浪涌電流保護能力。基于如此高的端口浪涌防護需求，TE基于1000M RJ45/POE端口的典型解決方案如圖1所示，該方案可以實現高達6KV的10/700us浪涌防護能力。

　　圖1 TE關于RJ45/POE端口的解決方案

　　此外，RS-485總線標準是安防系統設備上應用最為廣泛的物理層協議之一。RS-485的主要特點：支持遠距離傳輸，長達4000英尺；雙向信號差分傳輸，提高信號的噪音抑制能力，并且允許一條總線上可以掛接多個發射器和接收器，信號傳輸為寬范圍電平-7V~+12V。基于RS-485電性能參數，其典型高浪涌防護等級的解決方案為兩極防護，其中第一級可采用TE電路保護部門的GTCS25-900M-R05用于旁路大部分的雷擊電流，中間采用TRF250-120起到第一級和第二級保護的耦合器件；而第二級保護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應用于RS-485端口的典型應用解決方案。

　　圖2 TE關于RS-485端口的解決方案

　　工程師該如何進行電源系統的過電壓保護？

　　在過壓保護方面，TE電子提供GDT氣體放電管以及綜合保護元件2Pro和Polyzen產品，以及多級浪涌保護方案中用于耦合器