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1什么是AEB自动紧急制动 自动紧急制动 Advanced/Automatic Emergency Braking; AEB AEB是一种汽车主动安全技术,能够实时检测车辆前方行驶环境,并在可能发生碰撞危险时自动启动车辆制动系统,使车辆减速,辅助驾驶员避免碰撞或减轻碰撞后果。 当系统计算出会有碰撞可能时,首先会通过声音、图标等警示驾驶员,若驾驶员没能对预警起到正确反应,再轻微震动制动踏板或方向盘来二次预警,过程中提前填充制动油路油压,以便全力制动能快速准确的完成。 简单点说AEB,就像你副驾驶的教练,能在危险的时候帮你踩刹车。 AEB常见变化: 自动紧急制动(AEB): 当车辆感知到即将发生碰撞时,车辆会独立停车,以避免发生碰撞,或者降低无法避免的严重程度。 向前自动紧急制动(AEB): 在汽车向前行驶时,会自动应用制动,以防止碰撞或减小冲击力。 后方自动紧急制动(AEB后部): 当汽车在倒车方向行驶时,会自动施加制动以防止碰撞或减小冲击力。 具有行人检测功能的自动紧急制动(AEB踏板): 在汽车前进时,会自动施加制动,以防止与行人或骑自行车的人发生碰撞或减少冲击力。 城市速度AEB(AEB-city): 在城市速度(通常为80公里或以下)下,会自动应用制动器以防止碰撞或减小冲击力。 高速公路速度AEB(高速公路AEB): 在高速公路速度(每小时80公里以上)时,会自动应用制动器以防止碰撞或减小冲击力。 2AEB是如何工作的 AEB系统和其他辅助系统一样,由感知、决策、执行三大部分组成,具体来说就是由雷达、摄像头作为传感器构成感知部分,传感器内置ECU或独立的外置ECU完成决策,并将制动请求通过总线发送至执行器,通常是ESP,也可以是其他装置,例如线控制动系统或独立的高压蓄能器控制器对车辆进行制动。 【感知】 常见的感知方案有三种。 视觉摄像头: 摄像头就像人眼一样,可跟踪识别行人障碍物等,感知距离大概在120米左右,但是不能精确计算与物体的相对距离,而且受不良天气的影响,因此单独采用摄像头方案的AEB系统非常少 障碍物识别,主流的主机厂一般使用Mobileye的成熟算法,测距主要是利用被识别障碍物在图像中的像素大小以及短时间差内的图像障碍物视差来实现。 毫米波雷达: 毫米波雷达的感知距离大概在150米以上,但是因为天线和尺寸的特性,雷达的角度分辨率也有限,但是较难识别行人等障碍物,而且雷达存在二次反射问题,容易出现误识别,因此单独采用雷达的AEB方案,也非常少。通过多普勒效应计算距离/差速。 _ 视觉摄像头 毫米波雷达 作用距离 100-120m 150-250m 测距精度 近/远 0.1m/1m 0.3m(远近一致) 光线与天气影响 显著 很小 物体高宽测量 精度高 精度低 车道线标识识别 有 无 行人识别准确度 高 低 成本 一般 一般 视觉摄像头与毫米波雷达系统对比 视觉摄像头融合雷达 为了能做出更可靠的AEB方案,大部分车厂将毫米波雷达与视觉摄像头结合起来,两者优势互补,视觉摄像头识别目标类型,用雷达较好的角度分辨率感知距离,判断与障碍物距离信息,然后相互确认,大幅度降低误判断 可靠性 目标真实可靠性高 互补性 全天候应用与远距离提前预警 高精度 大视角全距离条件下的高性能定位 识别能力 复杂对象的分类处理 成本 高性价比与选择灵活性 视觉与毫米波雷达融合方案优势 【决策】 决策就是用汽车的大脑(ECU)做判断,ECU能够根据传感器信息,然后按照设定的逻辑计算,得出执行命令,最后将执行命令发送给执行机构。 这里我们要提到一个词——碰撞时间TTC(Time-To-Collision)。 TTC是Time-To-Collision的缩写,直译为碰撞时间。海沃德(1972)将TTC定义为:“如果两个车辆以现在的速度和相同的路径继续碰撞,则需要碰撞的时间”。在交通冲突技术的研究中,TTC已被证明是衡量交通冲突严重程度和区分关键行为与正常行为的有效手段。一些研究的结果指出直接使用TTC作为交通决策的线索。车辆之间未来相互作用的预测涉及为受试车辆以及所有可能发生相互作用的车辆创建预测轨迹,以查看是否可能发生碰撞。 在TTC算法中,车辆被视为二维平面。每一辆都由位于平面中特定位置的矩形表示。每辆车都有速度和加速度,速度与加速度都是矢量。 每辆“主体”车辆与附近的车辆会发生相互作用,不存在先导车辆或跟随车辆。主体车辆的动作遵循三条规则: 1. 跟随前方的车辆 2. 避免碰撞 3. 基于TTC的数值来调整所采取的动作的强度 TTC是针对每两辆相互足够接近车辆来计算相互时间长。根据其老位置、新速度矢量和新加速度矢量计算车辆的新坐标。它的新速度矢量同样是从它的旧速度和新加速度矢量计算出来的。通过对期望轨迹、道路几何形状、交通控制(例如,停止标志、交通信号和速度限制)以及邻近车辆的接近来确定加速度矢量。如果不引起任何碰撞,加速度被认为是可接受的。 在车辆行驶时,实时地计算出本车与前车在当前运动状态下,继续运动直到发生碰撞所需要的时间(即TTC),来与事先设定好的阀值进行比较:当 TTC 值小于 FCW 阀值时,系统采用视觉、听觉或触觉向驾驶员报警;当 TTC 小于 AEB 阀值时,系统以一定的减速度采取紧急制动。 【执行】 执行可以简单的理解为驾驶员帮你踩刹车。 执行机构,通常是通过ESP或其它装置,例如i—Booster或者独立的高压蓄能器控制器——对车辆刹车系统进行控制制动。 但是在执行刹车之前,一般都会有碰撞预警系统做提示,让你自己处理危险,或者有个心理准备。 提醒阶段主要是通过声学和光学的方式提醒驾驶者对车辆即将可能发生碰撞进行接管,并对制动系统进行提前减压。同时还会根据车辆实际的配置对一些功能进行调节,比如可变悬架。 到了预制动阶段,AEB系统首先会试图通过短促的制动来唤醒驾驶员,同时车辆也会对安全带进行预紧。此时制动系统开始对刹车盘施加制动力,但通常只有全部制动能力的30%。此阶段仍然可以通过驾驶员的干涉来完全避免碰撞。 而部分制动阶段时AEB系统开始使用50%的制动力来为车辆减速,同时配备自动车窗和天窗的车辆会开始主动关闭,避免驾驶员在接下来可能发生的碰撞中被抛出窗外,在进入部分制动时,AEB系统也会打开双闪警示灯提醒后车。此时如果驾驶员进行干预,仍然有可能避免发生碰撞。 最后是全力制动阶段,在这一阶段AEB系统将会放弃依靠驾驶员的制动行为,并通过执行器进行100%刹车力度的制动。与此同时车辆也会收到信号开始着手为接下来可能存在的碰撞风险做好准备,比如将安全带收紧等。 整个执行过程的持续时间通常只有两三秒钟,我们甚至很难通过身体的感受来区分第二和第三阶段的区别。通常来说AEB系统会根据危险等级依次进入四个阶段,但也有一些情况会跳过其中某个或某几个阶段。比如面对突然出现的行人,或是前方障碍物与当前车辆的距离迅速缩短。 3AEB工作范围 可以工作在不同的道路上。 目前大部分车厂采用视觉融合毫米波雷达的方案,具有车辆识别和行人识别的功能。 车辆识别: 在40km/h以内,可以做到避免与静止车辆碰撞 在与前方运动的速度差小于40km/h以内,可以做到避免碰撞 如果运动时速与前车大于40km/h时,降低事故损伤程度 行人识别:(只能探测到身高80cm以上的人) 时速30km/h以内,避免与行人发生碰撞 时速在30km/h-90km/h之间,有可能会撞上,但是可以降低损伤事故 时速超过90km/h,行人识别功能关闭 车速过低<5km/h时,AEB不工作,速度太高>150km/h时,也不工作,目前的AEB并不是任何车速下都能刹车 除了速度范围,一般车型的AEB也只能识别车辆和行人两种,虽然部分AEB带有骑行识别功能,但识别率很低 4AEB的技术重点是什么 传感器融合方案 传感器数据融合的基本原理主要是综合多个传感器获取的数据和信息,把多传感器在空间和时间上冗余或互补信息依据某种准则来进行组合,获得对被测对象的一致性描述 传感器融合的优势: 1.增强系统生存能力 2.扩展空间覆盖范围 3.扩展时间覆盖范围 4.提高可信度 5.降低信息的模糊度 6.改进探测性能 7.提高空间分辨率 8.增加了测量空间维数 9.成本低、质量轻、占空小 首先摄像头和毫米波雷达分别针对观测目标收集数据,然后对各传感器的输出数据进行特征提取与模式识别处理,并将目标按类别进行准确关联,最后利用融合算法将同一目标的所有传感器数据进行整合,从而得出关于目标威胁性的一致性结论。 数据融合也有不同的策略,比如有的方案会选择将不同传感器各自处理生成的目标数据进行融合,有些会选择将不同传感器的原始数据进行融合,避免一些原始数据的丢失。在智能驾驶场景下,传感器的数据融合大致有3种策略:数据级、特征级和决策级。 数据级融合 数据级融合是最低层次的融合,直接对传感器的感测数据进行融合处理,然后基于融合后的结果进行特征提取和判断决策。这种融合处理方法的主要优点是:只有较少数据量的损失,并能提供其他融合层次所不能提供的其他细微信息,所以精度最高。他的局限性包括: 1.所要处理的传感器数据量大,故障处理代价高,处理时间长,实时性差 2.这种融合是在信息的最底层进行的,传感器信息的不确定性、不完全性和不稳定性要求在融合时有较高的纠错处理能力 3.它要求传感器是同类的,即提供对同一观测对象的同类观测数据 4.数据通信量大,抗干扰能力差 此级别的数据融合用于多源图像复合、图像分析和理解以及同类雷达波形直接合成 特征级融合 特征级融合属于中间层次的融合,先由每个传感器抽象出自己的特征向量(可以是目标的边缘、方向和速度等信息),融合中心完成的是特征向量的融合处理。一般来说,提取的特征信息应是数据信息的充分表示量或充分统计量。其优点在于实现了可观的数据压缩,降低对通信的要求,有利于实时处理,但由于损失了一部分有用信息,使得融合性能有所下降。 特征级融合可以划分目标状态信息融合和目标特征信息融合两大类。 目标状态信息融合主要应用于目标跟踪,融合处理首先对传感器进行数据处理,完成数据校准,然后进行数据相关的状态估计。具体数学方法包括卡尔曼滤波理论、联合概率数据关联、多假设法、交互式多模型法和序贯处理理论。 目标特征信息融合实际属于模式识别问题,常见的数学方法有参量模板法、特征压缩和聚类方法、人工神经网络、K阶最近邻法等。 决策级融合 决策及融合是一种高层次的融合,先由每个传感器基于自己的数据做出决策,然后融合中心完成的是局部决策的融合处理。决策融合是三级融合的最终结果,是直接针对具体决策目标的,融合结果直接影响决策水平。这种处理方法数据损失量大,相对来说精度最低,但通信量小,抗干扰能力强,对传感器依赖小,不要求是同质传感器,融合中心处理代价低。常见的算法由Bayes推断、专家系统、D-S证据推理、模糊集理论等。 特征级和决策级的融合不要求多传感器是同类的。另外由于不同融合级别的融合算法各有利弊,所以为了提高信息融合技术的速度和精准,需要开发高效的局部传感器处理策略以及优化融合中心的融合规则。 【信息融合的主要技术和方法】 ・信号处理与估计理论方法 信号处理与估计理论方法包括用于图像增强与处理的小波变换技术、加权平衡、最小二乘、Kalman滤波等线性估计技术,以及扩展Kalman滤波(EKF),Gauss和滤波(GPS)等非线性估计技术等 ・统计推断方法 统计推断方法包括经典推理、Bayes理论、证据推理、随机集理论以及支持向量机理论等 ・信息论方法 信息论方法运用优化信息度量的手段融合多源数据,从而获得问题的有效解决。经典算法有熵方法、最小描述长度方法(MDL)等。 ・人工智能方法 人工智能方法包括模糊逻辑、神经网络、遗传算法、基于规则的推理以及专家系统、逻辑模板法、品质因数法(FOM)等。 5AEB的品牌名称 阿尔法罗密欧:Autonomous Emergency Braking 奥迪:Automatic Brake Assist 宝马:Driving Assistant Plus 福特:Active City Stop 霍尔顿:Automatic Emergency Braking City Stop 本田:Collision Mitigation Braking System 现代:Autonomous Emergency Braking 起亚:Autonomous Emergency Braking 路虎:Autonomous Emergency Braking 雷克萨斯:Pre-collision Safety System with Brake Assist 马自达:Smart City Brake Support 梅赛德斯·奔驰:PRE-SAFE Brake 迷你版:City Collision Mitigation 三菱:Forward Collision Mitigation 日产:Intelligent Emergency Braking with Forward-Collision Warning 标致:Active City Brake 斯柯达:Multi-Collision Braking 斯巴鲁:Pre-Collision Braking System (Eyesight) 丰田:Pre-Crash Safety System 大众:City Emergency Braking 沃尔沃:City Safety 6AEB使用注意事项 关于AEB大家有一个普遍的误解——好的AEB系统应该避免一切碰撞。 在目前的技术条件下,工程师并不能完全排除AEB系统发生各种故障或错误,却依然能发出减速度请求的情况,例如由于识别到错误的目标而导致AEB触发,车辆突然减速。特别地,在高速公路上行驶的时,如果过度减速,很容易导致追尾事故。出于功能安全(Functional Safety)的考虑,目前市场上的多数AEB系统最多允许车速降低60kph。当车辆减速达到这一限制的时候,制动干预应该逐渐退出(仅制动退出,并非AEB系统退出),由驾驶者接管。
目录 一、交流电源防雷器(一)单相并联式防雷器(三)单相串联式防雷器(四)三相串联式防雷器二、通信机房用直流电源防雷器(一)并联式直流电源防雷器(二)串联式直流电源防雷器三、通用两级信号防雷器(一)双绞线型(二)同轴线型四、小功率电源变压器或开关电源保护电路(以两组输出为例)五、通讯电子设备的保护电路六、直流电源与信号同传1、110V 不接地电源与信号同传:2、+24V 负极接地电源与信号同传:七、信号电路的二级双重保护方式八、检测/控制电路的保护九、单级信号防雷器1、只用玻璃放电管的保护电路2、只用半导体过压保护器的保护电路3、只用 TVS 管的保护电路十、天馈防雷器1、单级电路天馈防雷器2、二级电路天馈防雷器3、三级电路天馈防雷器十一、防静电保护器 一、交流电源防雷器 (一)单相并联式防雷器 电路一:最简单的电路 说明: 1、优点:电路简单,采用复合对称电路,共模、差模全保护, L、N 可以随便接。 缺点:压敏电阻RV1 短路失效后易引起火灾。最好在每个压敏电阻上串联一个工频保险丝以防压敏电阻短路起火。如果L、N 线不可能接反,则可省去压敏电阻RV2、RV3,将放电管G 的上端直接接到N 线上,构成“1+1”电路。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路二:较安全的电路 说明: 1、优点:采用复合对称电路,共模、差模全保护, L、N 可以随便接,正常工作时无漏电流,可延长器件使用寿命,由于陶瓷气体放电管失效模式大多为开路,不易引起火灾。缺点:万一压敏电阻和陶瓷气体放电管都短路失效时还有可能起火。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路三:通用的安全保护电路 说明: 1、优点:采用复合对称电路,共模、差模全保护,L、N 可以随便接,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 (二)三相并联式防雷器 电路一:最简单的电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,电路简单,三相全保护。缺点:压敏电阻短路失效后易引起火灾。最好在每个压敏电阻上串联一个工频保险丝以防压敏电阻短路起火。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路二:较安全的电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,三相全保护,正常工作时无漏电流,可延长器件使用寿命,由于陶瓷气体放电管失效模式大多为开路,不易引起火灾。缺点:万一压敏电阻和陶瓷气体放电管都短路失效时还有可能引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,以延长使用寿命和确保安全)。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 电路三:通用的安全保护电路 说明: 1、优点:采用“3+1”电路,三相全保护,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示为每相两个压敏电阻并联,应挑选压敏电压值相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 (三)单相串联式防雷器 单相通用安全保护电路: 说明: 1、优点:采用两级复合对称电路,共模、差模全保护,残压低,L、N 可以随便接,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示第一级为m 个压敏电阻并联,第二级为n 个并联,应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 6、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 (四)三相串联式防雷器 三相通用安全保护电路: 说明: 1、优点:采用两级“3+1”电路,三相全保护,残压低,安全,压敏电阻短路失效后能与电路脱离,一般不会引起火灾。 2、压敏电阻的压敏电压值参照下表选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(如图所示第一级为m 个压敏电阻并联,第二级为n 个并联,应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 3、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个工频保险丝以防工频过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 4、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压为470V~600V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 5、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 6、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 二、通信机房用直流电源防雷器 (一)并联式直流电源防雷器 1、正极接地(-48V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为90V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 2、负极接地(+24V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高);根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为90V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 3、正负对称直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,或采用几个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全)。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择,直流击穿电压一般为150V。当要求的通流容量≤3KA 时,可以用玻璃放电管代替。 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右) (二)串联式直流电源防雷器 1、正极接地(-48V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(压敏电压高的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、第一个陶瓷气体放电管G1 的通流容量根据要求的通流容量Im 选择,第二个放电管G2 可以参照第二级Im2 选择。 4、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 2、负极接地(+24V)直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(压敏电压高的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、第一个陶瓷气体放电管G1 的通流容量根据要求的通流容量Im 选择,第二个放电管G2 可以参照第二级Im2 选择。 4、压敏电阻和放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 3、正负对称直流电源 说明: 1、压敏电阻在图上所标型号中选取(选压敏电压高一点的更安全、耐用,故障率低,但残压略高),根据通流容量要求选择外形尺寸和封装形式,要求通流容量Im 大时,第一、二级可以如图所示分别用m个、n个压敏电阻并联(应挑选压敏电压相近的并联,每个压敏电阻都要单独串联温度保险管,以延长使用寿命和确保安全),按第一级Im1≥Im,第二级Im2≥(0.2~0.3)Im 估算。 2、温度保险管一般采用130℃~135℃、10A/250V 的,应与压敏电阻有良好的热耦合。最好再串联一个电流保险丝以防操作过电压瞬间击穿压敏电阻起火。 3、陶瓷气体放电管的通流容量根据要求的通流容量选择 4、压敏电阻和气体放电管都必须按冲击10 次以上的降额值计算通流容量(压敏电阻为一次冲击通流容量的三分之一左右,气体放电管为最大通流容量的一半左右)。 5、串联电感为空心电感,电感量应≥20μH,导线直径应按负载电流计算。 三、通用两级信号防雷器 (一)双绞线型 通用电路一: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②玻璃放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于冲击电流不大于玻璃放电管最大脉冲放电电流的场合,且电路中没有连续直流电压。 通用电路三: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 通用电路四: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过电压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③使用电压低的半导体过电压保护器时,必须如图所示在接地端串联玻璃放电管;当使用电压高于100V 的半导体过电压保护器时可以不串联玻璃放电管。 ④本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 通用电路五: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路适用于传输高频/高速信号(最高频率可达20MHZ)。 (二)同轴线型 (1)外导体接地电路: 通用电路一: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路带宽很宽,可以传输 20MHZ 以下的高频信号。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于电路中没有连续直流电压的场合。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路三: 说明: ①本电路只适用于信号频率/速率较低,且电路中没有连续直流电压的场合。 ②R 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ③玻璃放电管和半导体过电压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 (2)外导体不接地电路: 通用电路一: 说明: ①电路带宽很宽,可以传输 20MHZ 以下的高频信号。 ②陶瓷气体放电管和 TVS1 的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 通用电路二: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(2W-4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②玻璃放电管和半导体过压保护器的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③本电路只适用于信号频率/速率较低的场合。 ④输入、输出接头应分别与原系统的接头类型相配。 (三)提高传输频率/速率的方法 1、采用低电容TVS 管或半导体过压保护器 传输频率/速率≥10MHz,Cj≤60pF; 传输频率/速率≥100MHz,Cj≤20pF。 2、将TVS 管或半导体过压保护器串入高速整流桥中(如下图所示): 四、小功率电源变压器或开关电源保护电路(以两组输出为例) 电路一: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。关注@电路一点通 ② RV2、RV3 根据U1、U2 的数值选择压敏电压值,外形大小根据输出线长度选择,不带长引线时用5D 或7D,用长引线输出时,应选用通流容量更大的压敏电阻(引线越长,通流容量要越大)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压 470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 电路二: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。 ② TVS1、TVS2 一般用1.5KE 系列的(浪涌电流很小的地方也可用P6KE 系列的),根据U1、U2 的最大峰值电压选择击穿电压值(VBRmin≥1.2Up)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压 470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 ④本电路只适用于输出端不带长引线、浪涌电流较小的地方使用(例如在同一块电路板或相邻电路板上)。 电路三: 说明: ①自恢复保险丝 PTC 根据输入电流和最高工作环境温度选择,压敏电阻RV1 的通流容量根据输入浪涌电流大小选择(一个不够时,可用几个并联,参照“一、交流电源防雷器” ),压敏电压应在470~620V 之间选取(电压很不稳定的地方应选更高的)。 ② RV2、RV3 根据U1、U2 的数值选择压敏电压值,外形大小根据输出线长度选择,不带长引线时用5D 或7D,用长引线输出时,应选用通流容量更大的压敏电阻(引线越长,通流容量要越大)。输出电流较大时,要在线上串联自恢复保险丝PTC2、PTC3(根据输出电流和最高环境温度选择)。 ③陶瓷气体放电管一般用直流击穿电压470V 的,通流容量根据输入浪涌电流大小选择。 五、通讯电子设备的保护电路 电路一: 说明: ①本电路适用于架空线引入或其它浪涌电流较大的场合。 ②陶瓷气体放电管的最大放电电流一般选 10kA 或5kA,直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表:关注@电路一点通 ③TVS 管用 P6KE220CA 型。如果传输线上没有振铃信号,则可用P6KE68CA 型。 ④R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.6Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 电路二: 说明: ①在埋地电缆引入或其它浪涌电流较小的场合使用。 ②BLSA1、BLSA2 用YA-301 型或 YS-301 型玻璃放电管。 ③TVS 管用 P6KE220CA 型。如果传输线上没有振铃信号,TVS 管可用P6KE68CA 型。 ④R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(3.6~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 电路三: 说明: ①在埋地电缆引入或其它浪涌电流较小的场合使用。 ②R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(3.6~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ③使用电压低(≤100V)的半导体过压保护器时,必须如图所示在接地端串联玻璃放电管(BLSA3);当使用电压高于100V 的半导体过压保护器时可以不串联玻璃放电管。 六、直流电源与信号同传 1、110V 不接地电源与信号同传: 电路一 电路二 2、+24V 负极接地电源与信号同传: 电路一 电路二 七、信号电路的二级双重保护方式 说明: 图中所标元件型号适用于信号幅度≤6V,整流桥中所接的P0080 可以用P6KE7.5A型TVS 管代替(负端朝左)。其它信号幅度时,要更换元件型号。 八、检测/控制电路的保护 例如:水、电、煤气抄表系统,门禁、对讲、报警系统,这类系统一般采用低频(脉冲)信号或直流(交流)开关信号。这类系统又分为不接地系统和接地系统两大类。 (1)不接地系统保护电路: 说明: ①R1、R2 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路中没有连续直流电压时,TVS 管可以用击穿电压相当的半导体过压保护器代替。当浪涌电流较小时,陶瓷气体放电管可以用击穿电压相当的玻璃放电管代替。 (2)接地系统保护电路: 说明: ①R 可以用普通金属氧化膜电阻(4.3~5.1Ω),也可以用冷态电阻相当的正温度系数热敏电阻(如:自恢复保险丝:LP60-010/030,LB180(U))。 ②陶瓷气体放电管和 TVS 管的直流击穿电压根据信号电压幅度选择,见下表: ③电路中没有连续直流电压时,TVS 管可以用击穿电压相当的半导体过压保护器代替。当浪涌电流较小时,陶瓷气体放电管可以用击穿电压相当的玻璃放电管代替。 九、单级信号防雷器 1、只用玻璃放电管的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率很高,但没有连续直流电压的场合。 ②玻璃放电管的直流击穿电压应根据信号电压峰值,按下式选择: VBRmin≥1.2USpeak ③既可以对不接地的双线传输线进行保护,也可以在有公共接地线的传输系统中(如图中虚线所示)对需要保护的线进行独立保护。 2、只用半导体过压保护器的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较低,且没有连续直流电压的场合。 ②半导体过压保护器的击穿电压应根据信号峰值电压,按下式选择: VBR≥1.2USpeak ③当所用半导体过压保护器的击穿电压低于 100V 时,应在接地端串联一个击穿电压大于100V 的二端半导体过压保护器或玻璃放电管再接地,如下图所示。 ④当传输线中有公共接地线(如图中虚线所示)时,采用“(1)不带差模保护”的电路,可以对1 线、2 线、⋯⋯分别进行保护。 3、只用 TVS 管的保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较低、线路中可能有连续直流电压、浪涌电流较小的场合。 ②TVS 管的直流击穿电压应根据信号电压峰值,按下式选择: VBRmin≥1.2USpeak ③当接地线较长、信号易受干扰时,可在TVS1、TVS2(左图)或TVS2、TVS3(右图)之间加接击穿电压大于100V 的TVS 管或玻璃放电管再接地,如下图所示。 ④当传输线中有公共接地线(如图中虚线所示)时,采用“(1)不带差模保护”的电路,可以对1 线、2 线、⋯⋯分别进行保护。 ## 4、复合保护电路 说明: ①可用于信号频率/传输速率较高(≤10MHZ)的场合。整流桥若用快速恢复二极管构成,传输信号频率/速率可达20MHz 以上。 ②当线路中有连续直流电压时,必须采用电路二。 ③图中所标元件型号适用于信号幅度≤6V。信号幅度更大时,要更换整流桥中所接元件型号(参照“两级信号保护电路”关于TVS 管和半导体过压保护器选择的说明)。 ④当接地线较长、信号易受干扰时,TVS1、TVS2 应选用击穿电压≥100V、且峰值脉冲功率更大的TVS 管,或采用电路三。 十、天馈防雷器 1、单级电路天馈防雷器 说明: ①可以同时传送电源,保护效果较差,适用于天线不带放大器或虽然带放大器但耐冲击能力较强的场合。 ②同轴腔体和两端的接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA 的,直流击穿电压主要根据所传输的信号功率大小选取,一般50W 以下用90V 的,传输功率越大,应选用直流击穿电压越高的放电管。 ④将放电管装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑤在户外使用时,腔体、接头、放电管安装孔都必须设计成防水的。 2、二级电路天馈防雷器 说明: ①保护效果好,残压低,可以同时传送电源,适用于天线带放大器或不带放大器的场合。 ②腔体和输入、输出接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA、直流击穿电压90V 的。 ④TVS 管一般用1.5KE 系列的,击穿电压根据所传输的直流电压或交流电压峰值选取(VBRmin≥1.2UDC 或VBRmin≥1.2Up)。 ⑤ C 是由紫铜片构成的平板电容器,平板间加聚四氟乙烯薄膜;L1、L3 是用漆包紫铜线绕成的空心电感,L2 可用100μH 左右的铁心电感。 ⑥将元件装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑦在户外使用时,腔体、接头和盖板都必须设计成防水的。 3、三级电路天馈防雷器 说明: ①保护效果很好,残压低,可以同时传送电源,适用于天线带放大器或不带放大器的场合。 ②腔体和输入、输出接头是根据系统所用接头类型、传输信号频率范围专门设计加工的。 ③陶瓷气体放电管一般选用通流容量 20kA、直流击穿电压90V 的。关注@电路一点通 ④压敏电阻 RV 一般选用20D100K 型的。 ⑤TVS 管一般用1.5KE 系列的,击穿电压根据所传输的直流电压或交流电压峰值选取(VBRmin≥1.2UDC 或VBRmin≥1.2Up)。 ⑥C 是由紫铜片构成的平板电容器,平板间加聚四氟乙烯薄膜;L1、L4 是用漆包紫铜线绕成的空心电感,L2、L3 可用100μH 左右的铁心电感。 ⑦将元件装入腔体后,用微波网络分析仪测试信号频率范围内的驻波系数、插入损耗应满足要求。 ⑧在户外使用时,腔体、接头和盖板都必须设计成防水的。 十一、防静电保护器 说明: ① “电路一”响应时间最短,通流量较小,适用于不能接地的设备、部件或电路; ② “电路二”响应时间较短,通流量可大可小,适用于不能接地的设备、部件或电路; ③ “电路三”响应时间很短,通流量较大,适用于可以接地的设备、部件或电路; ④ “电路四”响应时间较短,通流量较小,适用于可以接地的设备、部件或电路; ⑤ 所用器件的击穿电压(压敏电压)应低于被保护设备、部件或电路所能承受的最高电压,但要高于电路最高工作电压,通流量根据可能感应的最大静电荷量折算成的电流值选取。
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