通信設(shè)計中電路保護(hù)問題
出處:berryfan 發(fā)布于:2008-09-02 14:58:05
?。郑铮桑校ǎ郑铮椋悖濉。铮觯澹颍桑校?、T1、E1、ADSL、HDSL、VDSL、SDSL、視頻、無線本地環(huán)路等應(yīng)用都面臨著一個共同問題:需要防止雷擊和電源交擾電話線接口,以保證用戶和維護(hù)人員的安全,并可滿足電路保護(hù)的要求。
設(shè)備設(shè)計人員可根據(jù)下面10個步驟來決定電信設(shè)計應(yīng)滿足哪種安全要求,并選擇適當(dāng)?shù)碾娐繁Wo(hù)設(shè)計。
?。薄〈_實設(shè)計方案的銷售地區(qū)
電路保護(hù)要求在世界各地是不同的,故要根據(jù)設(shè)計的不同安裝地點來決定所要滿足的保護(hù)要求。在北美洲,PSTN接口二級保護(hù)的權(quán)威機構(gòu)有UL(Underwriters Laboratories)、FCC(聯(lián)邦通信委員會)、Bellcore (Telcordia?。裕澹悖瑁睿铮欤铮纾椋澹螅?。在歐洲和世界上大多數(shù)地區(qū),JTU(國際電信聯(lián)盟)的K系列建議是廣泛的參考規(guī)范。
那些計劃只滿足北美洲保護(hù)要求的設(shè)計者們將遵循UL、FCC和Telcordia的電路保護(hù)準(zhǔn)則。這些準(zhǔn)則包括防雷擊和電源交擾的要求,這比ITU的要求要嚴(yán)格一些。
若把設(shè)計方案銷售給北美洲以外的國家和地區(qū),那么使用較低電涌率的元件就可以滿足ITU的有關(guān)要求; 銷售給世界其它國家和地區(qū),設(shè)計者在選件時既要滿足北美的電路保護(hù)要求,又要滿足ITU的電路保護(hù)要求。
加拿大有自己的CSA(加拿大標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會)要求,而未用FCC要求。然而近,FCC?。校幔颍簟。叮傅囊笈cCSA的要求一致起來了。
?。病〈_定客戶
對于知道要滿足的具體規(guī)范要求,關(guān)鍵是要確定誰是你的客戶。例如,要為北美洲的客戶端設(shè)備(CPE)做設(shè)計,就需要滿足UL1950和FCC?。校幔颍簟。叮副Wo(hù)要求。(UL60950不久就會發(fā)布并涵蓋CPE)。而網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要滿足Telcordia?。牵遥保埃福沟囊?。
在世界上其它國家和地區(qū),ITU?。耍玻币?guī)定了CPE的要求,ITU K.20規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的要求。新的ITU K.45標(biāo)準(zhǔn)將用于中心局和客戶端建筑之間的接入網(wǎng)設(shè)備。
?。场〈_定要滿足哪種要求
對于CPE,設(shè)計人員應(yīng)滿足UL1950(也許不久將是UL60950)和FCC的Part?。叮敢?。FCC?。校幔颍簟。叮敢笤醋悦绹?,并具備法律效力,任何連接到PSTN的CPE必須滿足這些要求。上面已經(jīng)提到,準(zhǔn)備在北美洲銷售的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的設(shè)計人員一般要考慮滿足Telcordia GR-1089要求。
在很多情況下,CPE設(shè)計為滿足Telcordia?。牵遥保埃福挂?。若一臺設(shè)備被用作CPE或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,那么設(shè)計人員應(yīng)能通過滿足Telcordia?。牵遥保埃福沟木W(wǎng)絡(luò)設(shè)備保護(hù)要求而全面考慮所有的設(shè)計可能性。例如,數(shù)字環(huán)路運營需要滿足UL/FCC和Telcordia的要求。
?。础♂槍嶋H問題選擇保護(hù)要求
在實驗室中滿足不同權(quán)威機構(gòu)的要求或標(biāo)準(zhǔn)是一回事,而經(jīng)受實際工作中的考驗是另一回事。很少的設(shè)計可以充分地防止直接的雷擊,各種不同的保護(hù)要求涵蓋了由附近的雷擊所感應(yīng)出電涌的更多通例。它們也涵蓋了可能發(fā)生的更糟的電源交擾情況。如果電源線與電話線直接碰觸,或在附近的電話線中感應(yīng)出故障電流時,就會有電源交擾。
對本文所討論的不同機構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)所反映的大多數(shù)嚴(yán)重問題,Telcordia GR-1089要求提供了保護(hù)。但是,假如設(shè)備不接到PSTN,而是接到內(nèi)部電話線路中,如PBX的內(nèi)線或無線本地環(huán)路系統(tǒng),情況又會怎樣呢?Telcordia?。牵遥保埃福褂写沤ㄖ飪?nèi)要求更適于上面這些情況。這些要求不如Telcordia?。牵遥保埃福雇饩€(PSTN)要求嚴(yán)格。在大多數(shù)情況下,建筑物入口的主要保護(hù)可以保證故障不會進(jìn)入其內(nèi)部。然而,實際中的問題(如電源交擾)會發(fā)生在內(nèi)線中,良好地工程狀況會起很大的保護(hù)作用。
?。怠∵x擇保護(hù)元件
電信接口的保護(hù)元件可以分為兩類:過壓保護(hù)和過流保護(hù)。過壓保護(hù)元件在末端與環(huán),末端與地,和/或環(huán)與地之間是并聯(lián)的。它們通常有高阻抗特性,當(dāng)電壓達(dá)到擊穿值以上時,轉(zhuǎn)換到低阻抗。典型的過壓保護(hù)元件包括可控硅、TVS二極管、MOV以及氣體放電管等。
過流保護(hù)元件在末端和/或環(huán)線中是串聯(lián)的。它們通常有低阻抗特性,當(dāng)電流達(dá)到斷路值以上時,轉(zhuǎn)換到高阻抗。
?。丁】紤]可重置與非重置的保護(hù)
可重置與非重置的問題存在于過流保護(hù)方面??芍刂眠^流保護(hù)器件包括聚合物PTC和陶瓷PTC?!埃校裕谩币辉~指的是含正溫度系數(shù)電阻的器件。在過流狀態(tài)下,PT器件受熱并發(fā)生相變,這使其電阻增大了幾個數(shù)量級。這極大地減小了電路中流過的電流,進(jìn)而對敏感的下游元件起到了保護(hù)作用。非重置元件包括性的保險絲。
可重置元件的優(yōu)勢很明顯,一旦過流故障消失,器件冷卻后會返回到低電阻狀態(tài)。無需用戶去干預(yù),也無需技術(shù)人員的幫助。非重置器件必須由技術(shù)人員或其他合格的人員進(jìn)行手工重置,這樣當(dāng)設(shè)備位于遠(yuǎn)端站時,就會產(chǎn)生不必要的保用成本或高額運營費用。幸好的是,現(xiàn)在二級保護(hù)所用的大多數(shù)過壓保護(hù)元件是可重置的。
7 針對機構(gòu)測試準(zhǔn)備設(shè)計方案
在選好保護(hù)元件并安裝在樣機板上后,便要準(zhǔn)備進(jìn)行測試了。若現(xiàn)場測試設(shè)備已就位,在提交給正規(guī)機構(gòu)的測試實驗室前,需要測試這項設(shè)計。試驗時間很昂貴,如果由于某些錯誤或疏忽而需對樣機板進(jìn)行重新設(shè)計和測試,必然會增加成本。通過采用電路保護(hù)制造商在其應(yīng)用手冊及設(shè)計參考中建議的保護(hù)接口,可使未通過機構(gòu)測試的風(fēng)險化。
?。浮♂槍C構(gòu)測試提交設(shè)計方案
與權(quán)威的UL、ITU、FCC或Telcordia測試實驗室合作,提交樣機板進(jìn)行測試并爭取獲得通過。
?。埂≡O(shè)計銷售
一項符合機構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計會使客戶的生活或工作變得更加輕松,清楚設(shè)計要防止電源交擾和雷擊電涌也會使他們的愿望得以輕松實現(xiàn)。
10 進(jìn)行下一個設(shè)計
一旦設(shè)計人員解決了這些問題,獲得了良好的保護(hù),并確定了可行的設(shè)計方案,這項設(shè)計就可以反復(fù)用于新的項目,當(dāng)然,要根據(jù)具體情況進(jìn)行一些小的修改。
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