即使在恐怖主義威脅引起世人高度關(guān)注之前,，許多公共和私有機構(gòu)也已開始在重要的基礎(chǔ)設(shè)施中安裝視頻安保系統(tǒng)了。視頻安保提供了改善態(tài)勢感知,、防止惡意破壞,、偷盜或其他犯罪、加快反應(yīng)和管理決策速度以及提高全體人員和公共安全所必需的視覺圖像,。

　　從機場到橋梁,、從煉油廠到輸油/輸氣管道、從港口到高速公路等等,，將視頻安保設(shè)備納入其準(zhǔn)備計劃之中無不使它們獲益良多,。

　　機場安保的第一道防線是柵欄、關(guān)卡和圍墻,。特別是諸如油庫,、候機樓、甚至行李搬運場地等敏感區(qū)域其安全級別更高,，設(shè)置有安保檢查點,。所有這些區(qū)域以及機場內(nèi)部的大多數(shù)位置通常都是采用監(jiān)控攝像機進(jìn)行監(jiān)視的。

　　對視頻安保系統(tǒng)安裝要求最為嚴(yán)苛的是賭場,，在這里,，必須對各種戲法花招和快捷無比的動作進(jìn)行捕捉、檢查和歸檔,，以滿足嚴(yán)格的管理條例,。有策略性地安放“天眼”攝像機可為安保人員的實體設(shè)備資源提供某種補充, 從而幫助他們以一種及時和有效的方式來更好地疏導(dǎo)管理擁擠的人群和合理地部署人員。賭博區(qū)域的高質(zhì)量視頻影像為安保專業(yè)人員提供了用于防止作弊和捉獲“出千者”所需的詳細(xì)信息,。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)在零售商店中發(fā)揮著重要的作用,，它可作為一種針對潛在犯罪行為的可視化防范措施，并為經(jīng)營者和安保專業(yè)人員提供了用于處理責(zé)任索賠,、員工偷盜或其他管理問題的工具,。因此，當(dāng)犯罪者在視頻上被抓現(xiàn)行時,，商店行竊和員工偷盜的處理就可以更加容易,。此外，借助視頻錄像，諸如顧客滑倒,、跌倒和責(zé)任索賠等事件的了解和處置也會更加準(zhǔn)確,。

　　在現(xiàn)今矯正機構(gòu)(如監(jiān)獄、管教所等)的管理當(dāng)中,，必須例行處置的問題非常之多,，走私、暴力,、囚犯和警員安全等只是其中的一小部分,。因此，在維持秩序和確保安全的工作環(huán)境方面,，視頻安保系統(tǒng)起到了前所未有的重要作用,。

　　隨著醫(yī)療保健機構(gòu)規(guī)模的日益擴大并開始提供晝夜不停的護理服務(wù)，面對各種各樣的安全風(fēng)險,，它們變得更加容易遭受攻擊。雖然行業(yè)指導(dǎo)準(zhǔn)則在其“護理環(huán)境”標(biāo)準(zhǔn)中對不斷提高安全防范水平提出了強制性的要求,，但是,，在選擇合適的工具以滿足其保護患者、訪客,、員工和知識產(chǎn)權(quán)(IP)的需要方面,，擁有決策權(quán)的責(zé)任者卻是各家醫(yī)院和醫(yī)療保健機構(gòu)。

　　即使在恐怖主義威脅引起世人高度關(guān)注之前,，許多公共和私有機構(gòu)也已開始在重要的基礎(chǔ)設(shè)施中安裝視頻安保系統(tǒng)了,。視頻安保提供了改善態(tài)勢感知、防止惡意破壞,、偷盜或其他犯罪,、加快反應(yīng)和管理決策速度以及提高全體人員和公共安全所必需的視覺圖像。

　　從機場到橋梁,、從煉油廠到輸油/輸氣管道,、從港口到高速公路等等，將視頻安保設(shè)備納入其準(zhǔn)備計劃之中無不使它們獲益良多,。

　　機場安保的第一道防線是柵欄,、關(guān)卡和圍墻。特別是諸如油庫,、候機樓,、甚至行李搬運場地等敏感區(qū)域其安全級別更高，設(shè)置有安保檢查點,。所有這些區(qū)域以及機場內(nèi)部的大多數(shù)位置通常都是采用監(jiān)控攝像機進(jìn)行監(jiān)視的,。

　　對視頻安保系統(tǒng)安裝要求最為嚴(yán)苛的是賭場，在這里，必須對各種戲法花招和快捷無比的動作進(jìn)行捕捉,、檢查和歸檔,，以滿足嚴(yán)格的管理條例。有策略性地安放“天眼”攝像機可為安保人員的實體設(shè)備資源提供某種補充, 從而幫助他們以一種及時和有效的方式來更好地疏導(dǎo)管理擁擠的人群和合理地部署人員,。賭博區(qū)域的高質(zhì)量視頻影像為安保專業(yè)人員提供了用于防止作弊和捉獲“出千者”所需的詳細(xì)信息,。

　　視頻監(jiān)控系統(tǒng)在零售商店中發(fā)揮著重要的作用，它可作為一種針對潛在犯罪行為的可視化防范措施,，并為經(jīng)營者和安保專業(yè)人員提供了用于處理責(zé)任索賠,、員工偷盜或其他管理問題的工具。因此,，當(dāng)犯罪者在視頻上被抓現(xiàn)行時,，商店行竊和員工偷盜的處理就可以更加容易。此外,，借助視頻錄像,，諸如顧客滑倒、跌倒和責(zé)任索賠等事件的了解和處置也會更加準(zhǔn)確,。

　　在現(xiàn)今矯正機構(gòu)(如監(jiān)獄,、管教所等)的管理當(dāng)中，必須例行處置的問題非常之多,，走私,、暴力、囚犯和警員安全等只是其中的一小部分,。因此,，在維持秩序和確保安全的工作環(huán)境方面，視頻安保系統(tǒng)起到了前所未有的重要作用,。

　　隨著醫(yī)療保健機構(gòu)規(guī)模的日益擴大并開始提供晝夜不停的護理服務(wù),，面對各種各樣的安全風(fēng)險，它們變得更加容易遭受攻擊,。雖然行業(yè)指導(dǎo)準(zhǔn)則在其“護理環(huán)境”標(biāo)準(zhǔn)中對不斷提高安全防范水平提出了強制性的要求,，但是，在選擇合適的工具以滿足其保護患者,、訪客,、員工和知識產(chǎn)權(quán)(IP)的需要方面，擁有決策權(quán)的責(zé)任者卻是各家醫(yī)院和醫(yī)療保健機構(gòu),。

　　監(jiān)控攝像機的部署

　　在大多數(shù)場所中,，為了獲得完整的監(jiān)控覆蓋范圍也許需要好幾百部攝像機。監(jiān)視和管理多個位置設(shè)施最常用的方法之一是采用具以太網(wǎng)供電(PoE)能力的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)攝像機,。此類實現(xiàn)方案能夠顯著地簡化攝像機的安裝并降低相關(guān)的成本,，這是因為數(shù)據(jù)和功率利用同一根電纜進(jìn)行傳輸,，而且攝像機不必安裝在電源的附近。然而,，對于可從一根以太網(wǎng)電纜吸取的最大功率量,，則需要謹(jǐn)慎地加以對待。如欲了解可從一個PoE接口吸取的最大容許功率的更多信息,，請查閱IEEE 802.3af(PoE)或 IEEE 802.3at(PoE+)規(guī)范,。

　　監(jiān)控攝像機通常采用24VDC或12VDC的工作電源電壓，功率級高達(dá)25W,。PoE線路將提供48V電壓,，該電壓需要進(jìn)行降壓并由于安全性及故障的原因而與其輸入至輸出隔離開來，從而導(dǎo)致電源變得更加復(fù)雜,。不過,，功率轉(zhuǎn)換技術(shù)近期所取得的發(fā)展已使低至中等功率隔離式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計變得簡單和容易得多。

　　在隔離型DC/DC應(yīng)用中廣泛使用反激式轉(zhuǎn)換器已有多年,，然而,，它們卻未必是設(shè)計人員的首選。電源設(shè)計師選用反激式轉(zhuǎn)換器并不是因為它們可降低設(shè)計難度,，而是迫于較低功率隔離要求的壓力,，實乃不情愿之舉。由于控制環(huán)路中眾所周知的右半平面零點的原因,，反激式轉(zhuǎn)換器存在穩(wěn)定性問題,，而且光耦合器的傳播延遲,、老化和增益變化還會使該問題進(jìn)一步復(fù)雜化,。此外，反激式轉(zhuǎn)換器還需要專門花費大量的時間進(jìn)行變壓器的設(shè)計,，而由于可供選擇的市售變壓器品種有限且有可能需要定制變壓器,，所以導(dǎo)致此項設(shè)計工作變得愈發(fā)復(fù)雜。不過,，凌力爾特公司近期發(fā)布的LT3748隔離型反激式控制器解決了此類反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計的諸多難題,。

　　新型反激式IC簡化了設(shè)計

　　首先，LT3748免除了增設(shè)光耦合器,、副端基準(zhǔn)電壓和電源變壓器附加第三繞組的需要,，同時保持了主端與副端之間的隔離(只有一部分必須橫跨隔離勢壘)。LT3748運用了一種主端檢測方案,，該方案能通過反激式變壓器主端開關(guān)節(jié)點波形來檢測輸出電壓,。在開關(guān)斷開期間，輸出二極管負(fù)責(zé)向輸出端提供電流,，而輸出電壓被反射至反激式變壓器的主端,。開關(guān)節(jié)點電壓的數(shù)值是輸入電壓與反射輸出電壓之和(LT3748能夠重構(gòu)),。這種輸出電壓反饋技術(shù)在整個線路電壓輸入范圍、溫度范圍以及負(fù)載范圍內(nèi)實現(xiàn)了優(yōu)于±5%的總調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度,。圖1示出了一款采用LT3748的反激式轉(zhuǎn)換器原理圖,。

 
圖1：采用主端輸出電壓檢測的LT3748反激式轉(zhuǎn)換器

　　LT3748可接受一個5V至100V的輸入電壓，處于該范圍內(nèi)的輸入電壓可以直接施加至IC,。由于具有高電壓板上LDO并采用MSOP-16封裝(去掉了4個引腳以實現(xiàn)額外的高壓引腳間隔),，因此該器件能在高輸入電壓條件下可靠運作。另外,，這款器件的板上柵極驅(qū)動器可為一個外部N溝道功率MOSFET 供電,，使得它能夠提供高達(dá)50W左右的功率(其最大輸出功率取決于外部組件選擇、輸入電壓范圍和輸出電壓),。

　　此外,，LT3748所運用的邊界模式操作進(jìn)一步簡化了系統(tǒng)設(shè)計，并縮減了總體轉(zhuǎn)換器的外形尺寸和占板面積,。LT3748反激式轉(zhuǎn)換器在副端電流減小至零之后立即接通其內(nèi)部開關(guān),，

　　并在開關(guān)電流達(dá)到預(yù)定電流限值時關(guān)斷。于是,，它始終工作在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)和不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)的轉(zhuǎn)換之時,，這通常被稱為邊界模式或臨界導(dǎo)通模式。

　　主端輸出電壓檢測

　　隔離型轉(zhuǎn)換器的輸出電壓檢測通常需要一個光耦合器,、副端基準(zhǔn)電壓和光學(xué)驅(qū)動器,。光耦合器用于通過光鏈路來傳送輸出電壓反饋信號，同時保持隔離勢壘,。然而,，光耦合器傳輸比會隨著溫度和老化而有所改變，從而使其準(zhǔn)確度下降,。

　　LT3748通過檢測變壓器主端上的輸出電壓免除了增設(shè)一個光耦合器,、基準(zhǔn)電壓和光學(xué)驅(qū)動器的需要。如圖2所示,，輸出電壓可在功率晶體管關(guān)斷期間的主端開關(guān)節(jié)點波形上準(zhǔn)確地測量,，其中的N為變壓器的匝數(shù)比，VIN為輸入電壓,，而VC為最大箝位電壓,。LT3748通過選擇RFB和RREF以及變壓器的匝數(shù)比來設(shè)定輸出電壓。

 
圖2：典型的開關(guān)節(jié)點波形

　　由于始終在二極管電流零交叉點上進(jìn)行反射輸出電壓的采樣,，因此負(fù)載調(diào)節(jié)性能在邊界模式操作中得到了大幅度的改善,。LT3748通常可提供±3%的負(fù)載調(diào)節(jié),。

　　變壓器的選擇和設(shè)計考慮因素

　　就LT3748 的成功應(yīng)用而言,，變壓器的規(guī)格和設(shè)計可能是最為關(guān)鍵的部分了,。除了處理高頻隔離型電源變壓器設(shè)計的常見注意事項(實現(xiàn)低漏電感和緊密耦合)之外，還必須嚴(yán)格控制變壓器的匝數(shù)比,。由于變壓器副端上的電壓是由主端上的采樣電壓推知的,，因此必須嚴(yán)格控制匝數(shù)比以確保獲得一致的輸出電壓。各變壓器之間±5%的匝數(shù)比容差有可能在輸出電壓中產(chǎn)生超過±5%的變化,。幸運的是,，大多數(shù)磁性元件制造商都能夠保證±1%或更好的匝數(shù)比容差指標(biāo)。

　　凌力爾特公司與主要的磁性元件制造商進(jìn)行了合作,，以生產(chǎn)供LT3748使用的預(yù)設(shè)計型反激式變壓器,。表1是一張縮略表，羅列了一些推薦使用的市售變壓器,，制造商為Wurth lectronics和Pulse Engineering 公司,。完整列表請見LT3748 的產(chǎn)品手冊。這些變壓器一般能夠承受1,500VAC的主端至副端擊穿電壓(持續(xù)時間為一分鐘),。也可以使用擊穿電壓更高的變壓器和定制變壓器,。

 
表1：可供LT3748使用的市售變壓器

　　LT3748可以采用LTspice 軟件(免費下載)與表1中所列的任意變壓器來建模。仿真電路包含的信息有：電路啟動的方式,、其對于負(fù)載階躍的反應(yīng),、以及電路內(nèi)部不同點上的電壓波形。借助該軟件,，可以很容易地完成設(shè)計變更并了解相關(guān)的變更對其電路性能的影響,。

　　圖3示出了一款采用LT3748的演示電路板。該電路可接受一個范圍從22V至75V的輸入電壓,，并在高達(dá)2.5A的電流條件下產(chǎn)生一個隔離型12V輸出,。

 
圖3：LT374830W應(yīng)用電路(尺寸：38mm x19mm x 9.5mm)

　　結(jié)論

　　盡管隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計并不簡單；但是除了采用模塊或復(fù)雜的分立式實現(xiàn)方案之外,，如今我們有了一種替代方案,?；贚T3748的電路無需光耦合器,、副端基準(zhǔn)電壓和光學(xué)驅(qū)動器，因而簡化了隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計,。該器件保持了主端至副端隔離(只有一部分橫跨隔離勢壘),。容易購置的市售變壓器避免了采用定制變壓器的需要。LT3748具有一個5V至100V的工作輸入電壓范圍,，并能夠提供高達(dá)50W左右的連續(xù)輸出功率,，從而使其成為眾多安保IP攝像機應(yīng)用的合適之選。