高可靠性安防摄像头的保护方案

PolyZen 就是一种可以有效保护安防摄像头避免各种故障的器件。它可以有效地实现浪涌(surge)保护、长时间过压保护、过流保护、ESD 保护、过温保护和电源反向偏执保护。PolyZen 产品原理示意图如图1所示。它集成了一个可选择齐纳电压 (Vz) 的精密齐纳二极管或者 TVS 管，以及一个 PolySwitch 聚合物正温度系数 (PPTC) 器件。PolyZen 器件的一大优点在于齐纳二极管热耦合至非线性聚合物正温度系数 (PPTC) 电阻层。这个 PPTC 层完全集成到器件中, 以串联的形式连接在 VIN 与由二极管箝位的 VOUT 之间。这个PPTC 电阻层通过从低电阻状态切换为高电阻状态, 从而对较长时间的二极管过热或过电流事件做出反应, 又称为“动作”。动作的 PPTC 会限制电流并生成压降。这就有助于保护齐纳二极管及随后的电子设备, 有效地提高二极管的电源处理能力。

图1：PolyZen 产品原理图

下图 2 为用 PolyZen 器件承受过压的模拟实验，试验的电源为受功率限制的 20V/3A 电源，当 ZEN056V130A16YM 遭受此过压事件时，5.6V 的精密齐纳二极管能快速有效的钳位电压并分流故障电流，而 PolySwitch PPTC 组件继而可以快速关断过大的电流，从而帮助保护齐纳二极管和下游电子组件。

图2：PolyZen  20V/3A过压事件保护

下图 3 为用 PolyZen 器件承受浪涌的模拟实验，在 12V 输入电源的安防摄像头设备中，通常的要求是 IEC61000-4-2 标准要求的共模 8/20us 感应雷击浪涌，也就是感应雷击的内阻是 12欧姆，而电压通常要求通过 2000V。试验用 ZEN150V130A15YML7B 来测试 2000V 的浪涌，从图中可以看出 2000V 的浪涌电压经过 PolyZen 的钳位之后只有 46V，完全可以保护下游脆弱的电子设备。

图3：PolyZen 2000V 浪涌事件保护

下图 4 为用 PolyZen 器件承受静电 ESD 的模拟实验，PolyZen 除了拥有卓越的过压保护功能之外，还具有 ESD 静电保护功能，试验用 ZEN056V130A16YM 来测试，按照 IEC61000-4-2 标准的 30kV ESD 事件冲击，经过 ESD 冲击之后，PolyZen 器件性能正常，说明 PolyZen 可以承受高达 30kV ESD 的冲击。

图4：PolyZen 正向 ESD 事件保护

下图 5 为用 PolyZen 器件承受电源反向错接的模拟实验，试验用 ZEN132V230A16LS 来测试，电源功率可以输出 12V/40A，当电源正负错接之后，PolyZen 只需要 5ms 时间就能限制电流，充分说明 PolyZen 可以承受高达 40A 反向偏置电流的冲击。

图5：PolyZen 电源反向偏置事件保护

综上所述，PolyZen 具有包括过压保护、浪涌保护、过流保护、ESD 静电保护和电源反向错接保护等功能，它是一款非常适合用于安防摄像头设备的综合保护器件。

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