寫字樓
、酒店、機場、商場均為人群大量流動的建築場所，因此必須配備自動火災報警係統。該係統是由傳感器

、執行器、電源和數據傳輸單元所組成的複雜係統。一般而言
，每個火災探測器都能通過網絡鏈接到控製器。

 

根據建築結構和布局的不同，我們采用環形和星形網絡拓撲結構。控製器執行兩項具體任務：dingqisaomiaoanzhuangshebei，ruguosuihoufaxiantanceqiyiqidong，kongzhiqibixuchufabaokuojianzhuwuneisuoyoudeshengyinhekeshihuabaojingzhuangzhizhixingbiyaodedongzuo，guanbifanghuomen，yijitongguoLAN或移動通信網絡執行消防服務。

 

例如，火災報警係統可通過24V電源供電。由於係統在電源發生故障時仍然需要繼續工作，因此火災報警係統電源集成了UPS，即使發生長時間斷電
，係統也能確保合適的供電電壓。除火災探測器外
，運動探測器和玻璃破碎傳感器也必須集成到該係統中。圖1顯示了火災報警係統的基本結構。

 

圖1：火災報警係統結構，其中火災探測器網絡采用雙環拓撲結構。此外，聲音報警裝置（擴音器）還能在星形網絡拓撲結構中運行。

 

火災探測器采用不同的傳感器技術，具體技術取決於其應用需求：

 

探測煙霧的光學傳感器

 

檢測溫升的溫度傳感器

 

探測CO和CO2的氣體傳感器

 

圖2顯示了帶光學傳感器的火災探測器的原理框圖。圖2：在火災探測器內部
，微控製器 （3.3 V）
、紅外發射器和接收器 （10 V） 通過電源總線 （24 V） 供電。

 

嚴苛的過壓保護要求

 

由you於yu工gong作zuo環huan境jing的de複fu雜za性xing，火huo災zai報bao警jing係xi統tong需xu要yao應ying對dui各ge種zhong過guo電dian壓ya現xian象xiang，如ru數shu據ju和he電dian源yuan電dian纜lan產chan生sheng過guo電dian壓ya。電dian源yuan線xian和he信xin號hao線xian都dou會hui受shou到dao過guo壓ya影ying響xiang。由you於yu係xi統tong電dian纜lan較jiao長chang，具ju有you多duo種zhong耦ou合he情qing形xing由you，過guo電dian壓ya問wen題ti更geng加jia嚴yan重zhong。

 

圖3概述了可能存在的過電壓類型。

 

TDK集團生產的愛普科斯 （EPCOS） 壓敏電阻適用於各種過電壓類型。不過這裏必須區分單片式和疊層式。

 

單片式壓敏電阻專為高電壓和大電流而設計，因此適用於電源輸入端。除傳統的片狀壓敏電阻
，愛普科斯 （EPCOS） ThermoFuse™壓敏電阻的T14和T20係列特別適用於與安全相關的應用。其工作電壓為130 VRMS至1000 VRMS，抗浪湧電流能力可高達10，000 A （8/20 µs）。

 

如果ThermoFuse壓ya敏min電dian阻zu過guo熱re，集ji成cheng熔rong絲si會hui將jiang壓ya敏min電dian阻zu與yu網wang絡luo隔ge離li，防fang止zhi印yin製zhi電dian路lu板ban上shang出chu現xian任ren何he著zhe火huo現xian象xiang，或huo損sun壞huai位wei於yu壓ya敏min電dian阻zu附fu近jin的de元yuan件jian。熔rong絲si和he壓ya敏min電dian阻zu安an裝zhuang在zai塑su料liao外wai殼ke的de內nei部bu，並bing且qie與yu壓ya敏min電dian阻zu的de塗tu層ceng類lei似si，采cai用yong阻zu燃ran性xing材cai料liao製zhi成cheng。

 

這些元件具有三個接頭：兩個用於電力電纜
，一個用於監測輸出，例如可通過該監測輸出，經由LED顯示元件的狀態。為便於更換，這些壓敏電阻可采用印製電路板端子進行安裝。

 

圖4：防止過熱的ThermoFuse係列壓敏電阻。 此外
，元件狀態可通過監測輸出端進行持續監測。

 

對火災報警係統電源總線以及火災探測器本身而言，CTVS浪湧保護係列的多層壓敏電阻適用於參考IEC 61000 4-5標準定義的浪湧測試。由於采用多層設計
，CTVS能提供滿足需求的各種額定電壓的產品。封裝尺寸為0805至2220的表麵貼裝元件專為8/20 µs （4 kV） 或10/700 µs （2 kV） 的脈衝電流而設計

，其抗浪湧電流能力可高達6000 A
，並且能承受高達15 J的衝擊能量。這些元件適用於IEC 61000 4-2 Level 4的ESD防護要求
，並且能提供高達30 kV的可靠保護。

 

與其它保護元件技術（如TVS二極管）不同
，愛普科斯 （EPCOS） CTVS壓敏電阻在溫度高達150°C時都不會出現性能降額。

 

根據安全係統製造商對某些元件的特定要求
，CTVS係列的相關類型產品已經通過了UL 1449（文檔編號E481997）認證。

 

同一類壓敏電阻適用於各種電壓等級采用光學傳感器的火災探測器需要提供額外的內部供電電壓等級：紅外發射器和接收器為10 V，微控製器為3.3 V。

 

圖5顯示了在火災探測器內部生成不同電壓等級的可能電路圖。圖5：通過10 V分立式解決方案和3.3 V LDO（線性調壓器）在火災探測器內部生成不同的電壓等級。此處使用四個壓敏電阻以防止過電壓。

 

通過24V直流母線供電的輸入端必須始終使用壓敏電阻 （CTSV1） 進行過壓防護。CTVS浪湧電壓保護係列的CT2220K30G 愛普科斯 （EPCOS） 表明貼裝型（SMD） 多層壓敏電阻可實現該目的，其最大直流電壓為38 V
，耐衝擊電流設計為1200 A （8/20 µs）。該壓敏電阻應盡可能靠近接線端子安裝。並聯的C1投切電容器（如TDK MLCC）可抑製高頻幹擾。根據總線電壓或衝擊電壓的要求，TDK集團的產品係列還包括許多其它可用於輸入端的多層壓敏電阻。

 

包含Q1、R1和D1在內的電路構成了輸出電壓為10V的電壓控製器。為提高安全性，CT0402S11ACCG愛普科斯 （EPCOS） 壓敏電阻與齊納二極管 （D1）並聯，當二極管故障時壓敏電阻可以導通以防止Q1基極處出現過電壓。10V穩壓輸出端通過另外一個壓敏電阻 （CTVS3） 提供保護。另外，陶瓷電容器C2和C3用於穩壓和噪聲抑製。而LDO控製器產生的微控製器電壓可通過CDS2C05GTA壓敏電阻 （CTSV4） 進行保護。

 

愛普科斯 （EPCOS） CTVS浪湧保護係列的關鍵數據

 

 

除電源線纜
，還需要對數據電纜進行保護，因為靜電 （ESD）會對接口造成嚴重的損壞。鑒於此
，TDK集團推出愛普科斯 （EPCOS） CeraDiode®高速數據線係列，為客戶提供出色的保護。由於該係列產品的電容值低至0.6 pF（具體視型號而定），xinhaodewanzhengxingbuhuishoudaorenheyingxiang。chuchangguidanluqijian，haiyouzhenlieleichanpin，biruzuiduoshiyongsilushujuxiandezhenliechanpin。gaichanpinlingwaiyigeyinrenzhumudejishutedianshiCeraDiodes的響應時間極短，≤0.5 ns。

 

通過PTC熱敏電阻提供短路保護

 

由you於yu所suo有you的de火huo災zai探tan測ce器qi並bing聯lian再zai電dian源yuan總zong線xian上shang，因yin此ci單dan個ge設she備bei的de短duan路lu可ke能neng會hui導dao致zhi整zheng個ge線xian路lu部bu分fen的de癱tan瘓huan。為wei防fang止zhi這zhe種zhong情qing況kuang發fa生sheng，每mei個ge火huo災zai探tan測ce器qi必bi須xu配pei備bei相xiang應ying的de保bao險xian絲si。PTC熱敏電阻特別適合於該任務，因為它們能作為自恢複保險絲。其功能原理是：當熱敏電阻處於低溫（室溫）狀態下，它保持低阻態。如果遇到短路情況
，即出現明顯高於指定最大值的電流

，則PTC熱敏電阻將會發熱
，並立即切換到高阻抗狀態。這能將電流限製到安全水平內。一旦短路原因被排除
，PTC熱敏電阻將重新冷卻並返回其低阻抗狀態。B59873C0120A570 愛普科斯 （EPCOS） PTC在25°C時的最大負載電流為90 mA，非常適合火災探測器。

 

各種火災報警係統元件

 

除過電壓保護解決方案外，其它的愛普科斯 （EPCOS） 和TDK元件係列也適用於火災報警係統。這些元件包括電感和陶瓷、薄膜和鋁電解電容器，以及NTC熱敏電阻。除此以外，NTC熱敏電阻還能根據其熱工作原理而製造

，以滿足火災探測器的應用。

 

 

推薦閱讀：