1.静电放电抑制
通常情况下,摩擦会产生静电,当携带有静电的物体进行放电时就会形成放电电流,一般来说,放电电流能够形成短暂的强力磁场,甚至对电气、电子设备等器件的电流造成影响,进而引发故障。静电放电耦合通常由三部分组成,分别是直接耦合、电容耦合与电感耦合。其中直接耦合为在敏感电路上直接通过的耦合,电容与电感耦合都属于邻近的物体或是电缆放电造成的耦合。
对智能插座进行静电放电抑制其更为主要的目的是为了保护无线通信微处理器免受静电放电的影响,由于智能插座的使用特性,因此在日常生活中,其经常暴露于人为触摸到的外部环境中,在与外界环境、粉尘等接触后,智能插座不可避免会出现静电放电现象,静电吸附会对智能插座的通信造成影响,进而影响其使用功能。
针对于智能插座的静电放电问题,对其进行适度的抑制是保证其质量的有效措施,在这一点上,可以选用多种抑制方式来进行,首先,针对低电压的智能插座,在电缆的选择上要进行分析,针对输入与输出的电压,选择具有一定屏蔽性能的电缆,此外,还可以辅以过压嵌位电路或是在电缆的旁路安装滤波器等。其次,若电缆旁路不支持滤波器的安装,则针对该项敏感接口进行必要的隔离。***,对连接智能插座的电路进行接地设施的安装,以免智能插座静电过量造成事故。
除此之外,对智能插座进行静电放电抑制还可采取以下措施,首先是安装静电放电抑制元件,以此从根本上将静电放电问题进行控制,并且此元件还能够充分将无线芯片组与无线接口后的数字电路进行保护。其次可以使用 TVS 二极管阵列,这种方式能够将箝位电压与封装尺寸实现***化。这两种方式都能够在保证不占据过多空间的基础上实现对静电放电的抑制。并且这类元件在电压负荷量上能够承受近30kv,***种聚合物 ESD 抑制器还能够实现纳秒级的电压响应,TVS 能够实现皮秒级的电压响应,且聚合物 ESD 抑制器的***面积不超过 3mm,TVS 的面积控制在 9mm 以下。
2.快速瞬变脉冲群抑制
针对于快速瞬变脉冲群的抑制问题,我们首先要明确电快速瞬变脉冲群的形成,其为数量有限且清晰可辨的脉冲序列或持续时间有限的振荡,其单个脉冲具有明显的重复周期、电压值、脉宽、上升时间等。电快速瞬变脉冲群是存于电子器件中较为常见的一种瞬态干扰,持续时间较短但能量较大,并且在电路中能够进行累加,以此形成较为严重的电路干扰,进而对智能插座的使用造成影响。
对其进行抑制时,我们首先可以在 PCB 抑制电路板上来进行,将抑制电路板的接地线公共阻抗进行控制,这一点可以通过对强弱电电缆的区分设计上来实现,将强电电缆与弱电电缆实现分别捆绑,并限制二者的交叉,此外,在进行PCB 布线时,针对电缆长度也要进行控制,电缆越短,抑制效果越好。同时基于敏感电流的问题,将敏感电路与骚扰电路进行最远距离的控制,同时辅以滤波器等,以此降低 PBC地线公共阻抗值,进而实现对快速瞬变脉冲群的抑制。
其次也可以在电感元件上安装敏电阻、阻容电阻、二极管等,以此实现对电感瞬态的干扰抑制。并且注意对滤波器或吸收器等设备的安装时,对磁珠的选择要科学合理,分析得出,磁珠内径与外径之间的差值越大,磁珠长度越长,其抑制效果越好。
再次,选择电子元件时,要对电子元件的质量进行把控,在这一点上,***在选用前对电子元件进行电磁兼容仿真检测,且检测技术要达到芯片级,检测合格方可投入使用。电子元件的质量对抑制电快速瞬变脉冲群有较好的作用。
***注意其他一些细节技术,例如接地技术,接地设施安装时要尽量缩减环路的面积。同时为了将对电快速瞬变脉冲群的抑制效果***化,还可以安装瞬态干扰吸收器。同时为了降低电快速瞬变脉冲群的干扰对智能插座的系统的影响,在智能插座的软件上还应当设置监测系统与报警系统,以便维护智能插座的正常使用。亦可使用铁氧体磁环来对其进行抑制,并在智能插座生产时对现场生产进行管理,同时提高出厂检测技术,以免在后续使用中出现电快速瞬变脉冲群干扰问题。
3.浪涌抑制
浪涌出现于智能插座的电路中,具体表现为电压或电流出现瞬间的超峰值,其主要表现在两个方面,一方面是电压浪涌,另一方面是电流浪涌。浪涌具有瞬时性,其形成仅仅为几百万分之一秒,造成智能插座浪涌的原因较多,例如短路或电源切换等。当发生浪涌后,会在一瞬间将电阻烧断、将电容击穿,针对于智能插座而言,其能够对雷电等造成的浪涌进行有效的抑制。
为了保护用电设备,使其免受浪涌的危害,可以安装瞬变吸收器,并且将此瞬变吸收器与用电设备的线路进行并联,以此保证当用电设备的电压超出限值时能够将电压进行快速转移。此外,还可以选择合适的压敏电阻,为了保证其对电阻的有效控制,压敏电阻的引线应尽量缩短。通常情况下,电压值的选取应以电压为基础,以电路中电压的 1.2~1.4 倍进行电压值的判定,并对有效值与峰值之间的转换进行观测。
另一种较为有效的抑制浪涌的措施为安装浪涌电压抑制器,这是专门为保护由雷击造成的浪涌影响电子设备的器件。其使用原理是当电路中由于外界干扰造成电流电压出现峰值时,快速对电流电压进行导流,以此将电压电流进行分散,避免其对电子设备造成损害。
当前较为普遍使用的几种浪涌电压抑制器为开关型、限压型、分流型与扼流型。其中开关型浪涌电压抑制器在没有出现电流电压峰值时,电路阻抗保持较高状态,若由于雷击或其他外部因素造成电流电压升高,电路阻抗会发生突变,快速降低,进而保证限值电流的同行。而限压型浪涌电压抑制器与开关型原理类似,不同的是其阻抗是随着电压电流的逐步升高而稳步降低,其电压电流呈现非线性特征。再说分流型浪涌电压抑制器,这种即为我们上文中提到的瞬变吸收器,其与电子设备并联,同样在常态下保持高阻抗,经与限值电压电流碰撞后变为低阻抗。扼流型浪涌电压抑制器与电子设备呈现串联状态,其与上述几项抑制器呈反向状态,在常态下维持低阻抗,当限值电流电压经过时变为高阻抗。
由于当前智能插座普遍应用于建筑大楼中,建筑物外部易遭受雷击,累积会造成浪涌,因此为保护智能插座的安全使用,对浪涌进行抑制是十分必要的。
结论
综上所述,智能插座作为一种新兴研发的产品,在未来有较广的使用面,但是,由于其新研发的特性,针对智能插座的质量检测还较不完善,针对本文中提出的利用电磁兼容检测技术对智能插座进行检测能够有效对智能插座的质量进行判定与控制,进而有效地维护智能插座的使用安全性,为人们的生产生活提供更大的便利,是一项值得普及推广的检测技术。
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