模塊電源和總線模塊在脈沖電子圍欄中的應(yīng)用

　　3 電源方案推薦

　　3.1 主電源方案推薦

　　高壓脈沖電子墻長(zhǎng)久運(yùn)行在戶外場(chǎng)合，必須考慮高溫或者低溫等天氣因素，同時(shí)要有完善的雷擊防護(hù)功能。作為布防主機(jī)的供電電源，必須要有較寬的應(yīng)用溫度范圍。同時(shí)為了簡(jiǎn)化電源接口的浪涌防護(hù)電路，主電源本身也要有一定的EMC防護(hù)能力。

　　金升陽(yáng)LH_ER2封裝圖如圖3所示，金升陽(yáng)LH_ER2系列產(chǎn)品工作溫度范圍達(dá)-40℃～+70℃，并且EMC等級(jí)達(dá)到4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，可顯著簡(jiǎn)化EMC電設(shè)計(jì)。在一般布防主機(jī)系統(tǒng)中，AC-DC的功率只需要15-20W功率即可，如果外置有源報(bào)警的路數(shù)較多，需要相應(yīng)增加AC-DC的功率要求。

　　3.2 高壓檢測(cè)隔離電源推薦

　　電壓檢測(cè)電路的供電功率一般在1W以內(nèi)，并且對(duì)電壓精度要求不高，因此可以采用定電壓輸入產(chǎn)品。高壓脈沖電子墻瞬間輸出電壓高達(dá)4-10kV ，并且此電壓周期性存在于輸出端，其電壓有效值可達(dá)到幾百伏特。常規(guī)的隔離電源模塊耐壓大約只有1000VDC-1500VDC，難以承受這么高的共模電壓，容易造成隔離層破壞，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓。

　　金升陽(yáng)E/FXXXXS-1WR2系列耐壓高達(dá)3000VDC，1min測(cè)試漏電流小于1mA;同時(shí)溫度工作范圍寬，低溫低至-40℃，高達(dá)+85℃無(wú)需降額使用，更適合戶外應(yīng)用;此外該產(chǎn)品無(wú)需添加外圍元器件即可工作，并且具有短路自恢復(fù)功能，減小了整個(gè)系統(tǒng)崩潰的可能性，封裝圖如圖4所示。

　　3.3 主控制單元降壓供電電源推薦

　　主控制降壓供電電源需要給CPU以及外圍的狀態(tài)顯示單元和通信單元供電，同時(shí)控制脈沖產(chǎn)生單元、高壓檢測(cè)單元和報(bào)警聯(lián)動(dòng)單元的工作。因此該供電電源不僅要提供穩(wěn)定可靠的輸出電壓，同時(shí)要具備一定的電源輸出功率。普通的三端穩(wěn)壓器效率低，大功率輸出下需要外置的散熱片才能正常工作，因此不適合作為主控制單元降壓供電電源。

　　金升陽(yáng)K78-500R2系列產(chǎn)品，工作效率高達(dá)96%，因此無(wú)需散熱片即可正常工作，并且與LMK78系列管腳兼容。該產(chǎn)品輸出精度高達(dá)±2%，具備-40℃~71℃的工作溫度范圍且無(wú)需降額使用，更適合戶外工作。同時(shí)該產(chǎn)品完美支持負(fù)輸出，具有過(guò)流、過(guò)溫保護(hù)，封裝如圖5所示。

　　4 RS485總線接口方案推薦

　　高壓脈沖電子墻一個(gè)主機(jī)控制一塊區(qū)域，兩個(gè)主機(jī)之間通訊距離較長(zhǎng)。同時(shí)由于布防主機(jī)會(huì)對(duì)大地打共模電壓，必然導(dǎo)致兩個(gè)主機(jī)之間存在著地勢(shì)差，因此必須對(duì)RS485通信接口進(jìn)行隔離防護(hù)處理;金升陽(yáng)TD_485H系列產(chǎn)品內(nèi)部自帶隔離電源，集成RS485隔離通信電路，簡(jiǎn)化了RS485隔離電路設(shè)計(jì)。該產(chǎn)品采用獨(dú)特磁耦隔離技術(shù)替代傳統(tǒng)光耦隔離技術(shù)，工作可靠性更高; 模塊化封裝，簡(jiǎn)化方案設(shè)計(jì)，減小PCB占板面積;寬溫度工作范圍，低溫低至-40℃，高溫+71℃無(wú)需降額使用，更適戶外工作，實(shí)物圖如圖6所示。

　　5 EMC電路設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　高壓電子圍欄經(jīng)常應(yīng)用于重要場(chǎng)合，如大型工廠、住宅區(qū)、看守所等人員密集且較難管理的露天場(chǎng)合，往往這些場(chǎng)合存在著雷電的發(fā)生，所以EMC防雷電路的設(shè)計(jì)必不可少;高壓電子圍欄必須安裝避雷器，并且地線必須埋地，否則很容易引起主機(jī)因雷電的影響而損壞;主機(jī)的AC進(jìn)線口也容易被雷電干擾而耦合，AC-DC電源模塊前端需要考慮EMC電路來(lái)增強(qiáng)浪涌電壓等級(jí)，提升整個(gè)產(chǎn)品的可靠性。金升陽(yáng)提供完整的EMC解決方案，包括推薦電路以及相應(yīng)的模塊產(chǎn)品，可進(jìn)一步提高整個(gè)系統(tǒng)的EMC等級(jí)。

　　6 小結(jié)

　　隨著中國(guó)的城鎮(zhèn)化速度的進(jìn)一步加快，社區(qū)化的安全建設(shè)越來(lái)越受到人們的關(guān)心。未來(lái)的社區(qū)必將是智能化的社區(qū)，無(wú)需大量值班人員巡視的社區(qū)，必將是智能自動(dòng)報(bào)警監(jiān)控的社區(qū)。智能化的社區(qū)一定會(huì)慢慢融入人們的生活之中，采用模塊化設(shè)計(jì)可以減小產(chǎn)品的設(shè)計(jì)難度、減少產(chǎn)品的設(shè)計(jì)時(shí)間，更能保證產(chǎn)品長(zhǎng)久可靠工作。

　　參考文獻(xiàn):
　　[1]GB/T 7964-2008.脈沖電子圍欄及其安裝和安全運(yùn)行
　　[2]GB/T 10408.1 - 2000.入侵探測(cè)器 第1部分：通用要求
　　[3]TD501D485H datesheet[R/OL].http://www.mornsun.cn/public/channel/Industry/485/TDx01D485H.pdf
　　[4]李旋球,陳堅(jiān),趙勇,等.一種可程控調(diào)制脈沖電源模塊的研制.電子產(chǎn)品世界,2014(5)
　　[5]李健.智能電源管理.電子產(chǎn)品世界,2013(2)