電路保護為IP監(jiān)控戶外應用保駕護航
近年來,監(jiān)控攝像系統(tǒng)的實用、可靠性以及安全性成為制造廠商關注的焦點。特別是伴隨著網(wǎng)絡監(jiān)控的大面積應用,在許多使用場所中,前端IP監(jiān)控攝像機需要面對戶外各種復雜環(huán)境因素的影響,靜電(ESD)以及雷擊浪涌事件時有發(fā)生,導致攝像機損毀或短路引發(fā)起火危險,也造成產品的返修率居高不下,甚至出現(xiàn)嚴重的公共安全事故。在這一狀況下,電路保護器件的重要性日益突顯,如何規(guī)范產品的保護規(guī)格等級,如何挑選保護組件,如何配合PCB板設計作到有效保護,如何進行保護組件的測試等等,都是值得廠商研究的課題。
而在實際應用中,IP網(wǎng)絡監(jiān)控攝像機通??芍苯蛹茉O在現(xiàn)存的以太網(wǎng)絡上,通過以太網(wǎng)提供電源(PoE功能)、影像、聲音及控制等。在網(wǎng)絡布線上,“戶外拉線越長,受到ESD及雷擊浪涌轟擊的機率越大,設備也越容易產生損壞,因此IP監(jiān)控攝像機的ESD/雷擊浪涌保護組件已經出現(xiàn)了強烈的需求,客戶已經無法接受經常損壞的產品,”晶焱科技股份有限公司研發(fā)副總經理姜信欽說道,“高返修率不僅造成維護成本的提高,也影響了企業(yè)的商譽,這些令到制造商開始在IP監(jiān)控攝像機的各個端口設置了系統(tǒng)級的ESD/雷擊浪涌保護組件,目的是為了保護系統(tǒng)內部脆弱的影音芯片或接口傳輸芯片等。”
晶焱科技股份有限公司研發(fā)副總經理姜信欽
針對ESD/雷擊浪涌保護組件的研發(fā),姜信欽指出,重點在于IP網(wǎng)絡攝像機各種接口不同規(guī)格的TVS保護組件,針對信號電器特性研發(fā)適合于此接口的保護元器件,在不影響接口信號的正常操作下,若發(fā)生ESD/雷擊浪涌事件時,能夠有效率地將此能量宣泄。無論是哪一種接口的保護器件,TVS的研發(fā)必須依照信號的電器特性調整出最低的ESD箝制電壓,并將TVS保護組件調整到耐受最大的能量沖擊。
基于上述開發(fā)理念,晶焱不僅提供各種接口的ESD/雷擊浪涌TVS保護元器件,更可為以太網(wǎng)絡接口提供包括一次側擺放兩顆AZ3028-04P,二次側擺放兩顆AZ3133-04F搭配電源部份使用AZ2015-01H,以形成一套完整的IP網(wǎng)絡攝像機解決方案;在其它接口上(如視頻接口、音頻I/O、USB、RS232等),晶焱也有完整的解決方案。與此同時,晶焱還可將TVS整合到接口芯片內部,如雷擊防護功能強大的RS485接口芯片(AZRS3088)就是此類產品的代表,其單芯片雷擊耐受能力達到30A以上,選用該芯片系統(tǒng)不需再額外使用ESD/雷擊浪涌TVS保護組件,并已足夠自我保護系統(tǒng)等級ESD及雷擊浪涌的能量,可讓客戶不必為了外加ESD/雷擊浪涌TVS而重新制作版子,在設計初期更可節(jié)省PCB空間,并簡化了設計過程。
Littelfuse(力特)公司全球技術營銷經理杜志德
“網(wǎng)絡視頻監(jiān)控設備硬件的可靠性至關重要,”Littelfuse(力特)公司全球技術營銷經理杜志德表示,“靜電(ESD)、浪涌和感應雷擊,以及電源波動都會對設備造成損傷或者損壞,影響設備的正??煽窟\行,因此可靠的硬件設計是產品性能的保證,其中電路保護的可靠性設計是必須要考慮的內容。”
Littelfuse針對IP監(jiān)控攝像機的端口保護提供了全面的短路保護方案,其中SP3050-04(SPA產品)針對以太網(wǎng)端口的ESD防護是一顆集成了4通道的專用電路保護芯片;SIDActor產品針對CVBS端口可以提供有效的浪涌保護,P0080Sx(針對浪涌測試需求)可提供近乎100A的浪涌吸收能力。在高端PoE設備方面,Littelfuse的SPA產品配合TVS不僅可以對數(shù)據(jù)端口,而且還可以對電源端口提供全面的保護。杜志德介紹道,一些IP監(jiān)控攝像機被放置在室外,在靜電防護與防雷擊設計上,特別要求器件要達到較小的尺寸、較大的雷電吸收能力,這些都是很高的設計要求。Littelfuse的半導體器件在大功率的能量吸收上面有悠久的設計經驗,如Littelfuse的30KP AK系列的TVS產品可以提供幾乎無限制次數(shù)的浪涌吸收能力,并在標稱范圍內沒有疲勞損傷,長時間的可靠工作,確保監(jiān)控產品的長壽命設計。
深圳市瞬雷電子有限公司經理李暉則進一步指出,IP監(jiān)控攝像機的廣泛應用帶來了對復雜環(huán)境中的電路保護需求,特別是PoE電源有著明確的要求:雷擊線間線地4KV;并且隨著攝像機的集成度越來越高,使得機內空間日趨狹小,對于器件也提出了小型化、集成化的要求,重點開發(fā)的方向是大功率、小型化器件。瞬雷電子針對IP監(jiān)控攝像機開發(fā)出來了S.E.T器件SPE06SB/SPE06SC和SMD GDT器件SPX200F,均為應對PoE電源需求而設計,再配合瞬雷電子的TUSD03FB將達到良好的防護效果,其優(yōu)點是體積小、防護等級及性價比高。
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