面对雷击浪涌和静电放电如何设计防护电路

jksemi

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。

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。

1、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自恢复保险丝以及MOV(金属氧化物压敏电阻)等器件实现保护。

2 、DC口供电保护

对于直流口，供电口常见的可能出现异常输入包括错接电源、反接电源等过电压故障和短路等过电流故障。这些故障可能会使智能家居这类低功率系统损坏，如果通过其他的方案来实现这些保护，可能会用到PPTC自恢复保险丝、TVS二极管、场效应管、IC及阻容等，需要的周边器件比较多，成本及空间要求高。而PPTC自恢复保险丝在更可靠地解决这些问题的同时，可以有效节约设计空间和成本，器件的可恢复特性则大大地有利于后期维护。PPTC自恢复保险丝能够输出较为稳定的电压，可以保护输入电源错误或反接电源的故障情形;在回路电流异常的情况下，PPTC可以有效地“切断”电路，使得下游电子设备得到有效的保护。

3、信号线保护

智能家居系统的信号线由于现场操作的失误，容易出现错接电源线、绝缘损伤短路、雷击浪涌等情况。信号口保护电路方案，可以保护雷击浪涌、电力线搭接、短路等智能家居中常见的故障情况。通过PPTC/GDT/TVS等过流、过压保护器件的联用，形成对下游电路的有效保护。具体器件的选型，应根据客户的应用要求、故障类型及保护等级要求等方面加以考量和测试，确保产品的高可靠性

智能家居系统伴随着人们的日常生活。静电在日常生活中是十分常见的，人体摩擦感应的静电甚至可达到15kV以上。静电及其放电可通过力学效应、热效应、强电场效应等对元器件造成破坏或损伤，既可能是永久性的(如功能丧失，不能恢复)，也可能是暂时性的(如静电放电产生的干扰使功能暂时丧失);既可能是突发失效，也可能是潜在失效，具有极强的隐蔽性、潜在性、随机性及复杂性。电路如果没有有效的静电防护措施，常常会出现功能异常、死机等，严重的，甚至可能产生人身损伤或财产损失。

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