Soluzioni di protezione dei circuiti per i sistemi di allarme antincendio e di sicurezza

I sistemi di allarme antincendio e di sicurezza sono progettati per operare all’interno di determinati limiti di corrente e tensione nominali. Se si superano questi limiti a causa di un corto circuito o della tensione di transitorio, i componenti possono subire danni permanenti e il dispositivo può guastarsi. Le fonti di alimentazione e le tracce del circuito devono essere protette anche contro i guasti che possono avvenire durante l’installazione o nel caso di una batteria di soccorso cortocircuitata.

Spesso nei sistemi di sicurezza si utilizzano dei modem per allertare automaticamente la polizia o i pompieri in caso di emergenza. Queste linee di telecomunicazione devono essere protette dai danni causati dalla caduta di fulmini, contatti con le linee di potenza o induzione di energia AC. I sistemi di allarme devono essere compatibili con lo standard UL864, che non permette di qualificare un alimentatore con potenza intrinsecamente limitata se provvista solo di fusibili saldati all’interno. Se si prevede nel sistema la connessione a una linea telefonica, esso deve rispettare le normative UL60950 e TIA 968-A in Nord America, così come la ITU K.21 in Europa e altre parti del mondo.

I fusibili erano tipicamente usati per la protezione da sovracorrente nei sistemi di allarme e sicurezza. Però le normative UL864 e UL60950 costituiscono una difficile sfida per questi dispositivi, che possono usurarsi sotto determinate condizioni di test. Inoltre, i fusibili sono componenti monouso che devono essere sostituiti dopo un guasto.

Molti produttori di apparecchiature elettriche preferiscono proteggere i circuiti combinando dispositivi Polyswtich ripristinabili con una protezione di sicurezza dai guasti a monte. A differenza dei fusibili, questi dispositivi non richiedono la sostituzione dopo un caso di guasto e permettono al circuito di tornare a condizioni di operatività normali, dopo che la corrente ha ripreso il ciclo e/o la condizione da sovracorrente è stata eliminata.

Per proteggere i sistemi d’allarme e sicurezza dai danni dovuti a sovratensione o picchi di tensione, causati da transitori di commutazione o limitatori di tensione, possono essere utilizzati diversi metodi. Per esempio: i tiristori SiBar sono utilizzati in tutto il mondo, permettendo ai produttori di apparecchiature di rispettare i principali standard come GR-1089 Core, ITU K. 20/K. 21 e UL60950.

Il varistore a ossido metallico ROV, con le sue caratteristiche di alta capacità di assorbimento di energia e di trattamento della corrente, la risposta veloce e il basso costo, risulta adatto alla protezione da sovratensione nelle applicazioni a tensione di linea.

Il dispositivo PolyZen di Tyco Electronics aiuta anche a proteggere l’elettronica sensibile dai danni causati da picchi di tensione induttivi, transitori di voltaggio, alimentazione incorretta e polarizzazione inversa. Il dispositivo PolyZen si compone di un diodo Zener di precisione, a bassa resistenza, che viene termicamente accoppiato a un elemento PolySwitch.

Quando il dispositivo è in funzione, una sovratensione prolungata o condizioni di polarizzazione inversa causano l’intervento dell’elemento PolySwitch, appena il diodo inizia a scaldarsi. L’intervento o condizione di “trip” del Polyswitch cambia il valore di resistenza serie dello stesso passando da una resistenza nominale bassa a una molto alta, aiutando in questo modo a proteggere l’elettronica a valle grazie alla caduta di tensione sullo stesso PolySwitch. Inoltre, limitando la corrente, aiuta a prevenire i guasti al diodo Zener causati da una fuga termica.

I dispositivi PESD di Tyco Electronics sono un’altra soluzione possibile, per proteggere le apparecchiature elettroniche sensibili contro le scariche elettrostatiche, convogliandole verso massa, lontano dalla circuiteria dei dispositivi elettronici. Questi dispositivi offrono una capacità parassita molto bassa di 0,2pF, che è utile nelle applicazioni ad alta frequenza.

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