1.靜電放電抑製
通常情況下,摩擦會產生靜電,當攜帶有靜電的物體進行放電時就會形成放電電流,一般來說,放電電流能夠形成短暫的強力磁場,甚至對電氣、電子設備等器件的電流造成影響,進而引發故障。靜電放電耦合通常由三部分組成,分別是直接耦合、電容耦合與電感耦合。其中直接耦合為在敏感電路上直接通過的耦合,電容與電感耦合都屬於鄰近的物體或是電纜放電造成的耦合。
對智能插座進行靜電放電抑製其更為主要的目的是為了保護無線通信微處理器免受靜電放電的影響,由於智能插座的使用特性,因此在日常生活中,其經常暴露於人為觸摸到的外部環境中,在與外界環境、粉塵等接觸後,智能插座不可避免會出現靜電放電現象,靜電吸附會對智能插座的通信造成影響,進而影響其使用功能。
針對於智能插座的靜電放電問題,對其進行適度的抑製是保證其質量的有效措施,在這一點上,可以選用多種抑製方式來進行,首先,針對低電壓的智能插座,在電纜的選擇上要進行分析,針對輸入與輸出的電壓,選擇具有一定屏蔽性能的電纜,此外,還可以輔以過壓嵌位電路或是在電纜的旁路安裝濾波器等。其次,若電纜旁路不支持濾波器的安裝,則針對該項敏感接口進行必要的隔離。***,對連接智能插座的電路進行接地設施的安裝,以免智能插座靜電過量造成事故。
除此之外,對智能插座進行靜電放電抑製還可采取以下措施,首先是安裝靜電放電抑製元件,以此從根本上將靜電放電問題進行控製,並且此元件還能夠充分將無線芯片組與無線接口後的數字電路進行保護。其次可以使用 TVS 二極管陣列,這種方式能夠將箝位電壓與封裝尺寸實現***化。這兩種方式都能夠在保證不占據過多空間的基礎上實現對靜電放電的抑製。並且這類元件在電壓負荷量上能夠承受近30kv,***種聚合物 ESD 抑製器還能夠實現納秒級的電壓響應,TVS 能夠實現皮秒級的電壓響應,且聚合物 ESD 抑製器的***面積不超過 3mm,TVS 的面積控製在 9mm 以下。
2.快速瞬變脈衝群抑製
針對於快速瞬變脈衝群的抑製問題,我們首先要明確電快速瞬變脈衝群的形成,其為數量有限且清晰可辨的脈衝序列或持續時間有限的振蕩,其單個脈衝具有明顯的重複周期、電壓值、脈寬、上升時間等。電快速瞬變脈衝群是存於電子器件中較為常見的一種瞬態幹擾,持續時間較短但能量較大,並且在電路中能夠進行累加,以此形成較為嚴重的電路幹擾,進而對智能插座的使用造成影響。
對其進行抑製時,我們首先可以在 PCB 抑製電路板上來進行,將抑製電路板的接地線公共阻抗進行控製,這一點可以通過對強弱電電纜的區分設計上來實現,將強電電纜與弱電電纜實現分別捆綁,並限製二者的交叉,此外,在進行PCB 布線時,針對電纜長度也要進行控製,電纜越短,抑製效果越好。同時基於敏感電流的問題,將敏感電路與騷擾電路進行最遠距離的控製,同時輔以濾波器等,以此降低 PBC地線公共阻抗值,進而實現對快速瞬變脈衝群的抑製。
其次也可以在電感元件上安裝敏電阻、阻容電阻、二極管等,以此實現對電感瞬態的幹擾抑製。並且注意對濾波器或吸收器等設備的安裝時,對磁珠的選擇要科學合理,分析得出,磁珠內徑與外徑之間的差值越大,磁珠長度越長,其抑製效果越好。
再次,選擇電子元件時,要對電子元件的質量進行把控,在這一點上,***在選用前對電子元件進行電磁兼容仿真檢測,且檢測技術要達到芯片級,檢測合格方可投入使用。電子元件的質量對抑製電快速瞬變脈衝群有較好的作用。
***注意其他一些細節技術,例如接地技術,接地設施安裝時要盡量縮減環路的面積。同時為了將對電快速瞬變脈衝群的抑製效果***化,還可以安裝瞬態幹擾吸收器。同時為了降低電快速瞬變脈衝群的幹擾對智能插座的系統的影響,在智能插座的軟件上還應當設置監測系統與報警系統,以便維護智能插座的正常使用。亦可使用鐵氧體磁環來對其進行抑製,並在智能插座生產時對現場生產進行管理,同時提高出廠檢測技術,以免在後續使用中出現電快速瞬變脈衝群幹擾問題。
3.浪湧抑製
浪湧出現於智能插座的電路中,具體表現為電壓或電流出現瞬間的超峰值,其主要表現在兩個方面,一方面是電壓浪湧,另一方面是電流浪湧。浪湧具有瞬時性,其形成僅僅為幾百萬分之一秒,造成智能插座浪湧的原因較多,例如短路或電源切換等。當發生浪湧後,會在一瞬間將電阻燒斷、將電容擊穿,針對於智能插座而言,其能夠對雷電等造成的浪湧進行有效的抑製。
為了保護用電設備,使其免受浪湧的危害,可以安裝瞬變吸收器,並且將此瞬變吸收器與用電設備的線路進行並聯,以此保證當用電設備的電壓超出限值時能夠將電壓進行快速轉移。此外,還可以選擇合適的壓敏電阻,為了保證其對電阻的有效控製,壓敏電阻的引線應盡量縮短。通常情況下,電壓值的選取應以電壓為基礎,以電路中電壓的 1.2~1.4 倍進行電壓值的判定,並對有效值與峰值之間的轉換進行觀測。
另一種較為有效的抑製浪湧的措施為安裝浪湧電壓抑製器,這是專門為保護由雷擊造成的浪湧影響電子設備的器件。其使用原理是當電路中由於外界幹擾造成電流電壓出現峰值時,快速對電流電壓進行導流,以此將電壓電流進行分散,避免其對電子設備造成損害。
當前較為普遍使用的幾種浪湧電壓抑製器為開關型、限壓型、分流型與扼流型。其中開關型浪湧電壓抑製器在沒有出現電流電壓峰值時,電路阻抗保持較高狀態,若由於雷擊或其他外部因素造成電流電壓升高,電路阻抗會發生突變,快速降低,進而保證限值電流的同行。而限壓型浪湧電壓抑製器與開關型原理類似,不同的是其阻抗是隨著電壓電流的逐步升高而穩步降低,其電壓電流呈現非線性特征。再說分流型浪湧電壓抑製器,這種即為我們上文中提到的瞬變吸收器,其與電子設備並聯,同樣在常態下保持高阻抗,經與限值電壓電流碰撞後變為低阻抗。扼流型浪湧電壓抑製器與電子設備呈現串聯狀態,其與上述幾項抑製器呈反向狀態,在常態下維持低阻抗,當限值電流電壓經過時變為高阻抗。
由於當前智能插座普遍應用於建築大樓中,建築物外部易遭受雷擊,累積會造成浪湧,因此為保護智能插座的安全使用,對浪湧進行抑製是十分必要的。
結論
綜上所述,智能插座作為一種新興研發的產品,在未來有較廣的使用面,但是,由於其新研發的特性,針對智能插座的質量檢測還較不完善,針對本文中提出的利用電磁兼容檢測技術對智能插座進行檢測能夠有效對智能插座的質量進行判定與控製,進而有效地維護智能插座的使用安全性,為人們的生產生活提供更大的便利,是一項值得普及推廣的檢測技術。
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