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优化电流通路布设:紧密连接发送和返回电流通路

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:要使同一个负载所接收到的发送电流通路和它的返回电流通路应尽可能地紧挨在一起。双绞线、三导体绞合、四导体绞合等则是最好的用于发送和返回电流的电缆。在发送和返回电流通路间的物理平衡越好,它们所携载的信号之间的电气平衡就会越好,电缆的电磁性能也就会越好。尤其是当该电缆的发送和返回导体是处在分离的状态。

优化电流通路布设:紧密连接发送和返回电流通路

要使同一个负载所接收到的发送电流通路和它的返回电流通路应尽可能地紧挨在一起双绞线、三导体绞合、四导体绞合等则是最好的用于发送和返回电流的电缆。若使用汇流条于此目的时,汇流条之间最好使用完整无缺的薄层介质于以隔离。同样,重载大型个体电缆间也应该尽可能地靠近排布(在考虑到所有物理条件限制下)。

作为一个例子,图3-1-2显示了我们所推荐的和不推荐采用的布线方式。其中一个导体串接有一个开关。比如在室内照明电路中的手动开关,或者在控制面板上的继电器或接触器。

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图3-1-2 发送和返回电流通路要靠近布线

(所示的是AC电源的情况,但适用于所有的信号

这个技术的应用同时还降低了在电缆和它的电磁环境之间磁场和电场的差模和共模耦合。作为一个例子,虽然图3-1-2显示的仅为这个技术在一个电源中的应用,但不论涉及的是信号电缆还是电源电缆,也不论它们携载的是来自转换器的微弱信号还是高速数据,甚至是重载电源,这个技术的实施对降低发射和改善抗扰度都是至关重要的。(www.xing528.com)

除非发送和返回导体被封装在同一个单一屏蔽内(双导体同轴电缆),采用屏蔽电缆对EMC问题的解决毫无帮助。在发送和返回电流通路间的物理平衡越好,它们所携载的信号之间的电气平衡就会越好,电缆的电磁性能也就会越好(不论是否有屏蔽存在)。在许多现代系统中,假如没有明智地选用双绞线电缆,转换器信号很可能将会由于外部骚扰而受到严重损害。在选用双绞线时,转换器的+、-信号应该由双绞线的两个导体分别携载(而不是它的屏蔽。如果屏蔽存在的话)。

电源电缆本身的性能也会从发送和返回导体的相互靠近而获益。对一个三角形连接的三相系统来说,它仅意味着涉及三个相。但是在星形连接的系统中,它意味着不仅涉及三个相,还要加上它的中线。但在实际安装中还要对不同的应用场合和条件个案考虑。例如,重载电源电缆,诸如那些在卷钢厂中向主要的重型直流电机供电的电缆,如果将它们的导体安置得过于靠近,由于它们的磁场的相互作用所形成的电动势会使它们承受强度很大的机械应力,并很可能由此而损坏它们的绝缘层。空气隔离的高压电缆也必须以相当大的距离于以分离,以免在它们的导体间产生放电。

在上列的两种情况中,由于某种原因无法将电源发送和返回导体设置得非常靠近并无法按照完全一致的通路敷设时,在它们邻近区域必然存在和承受由此所造成的高电平电场和磁场。而且很有可能会损害到附近的电子设备的运行。例如,CRT类型的VDU的视频图像的稳定性就经常会受到来自邻近的电源电缆的磁场影响。尤其是当该电缆的发送和返回导体是处在分离的状态。

如前所述,在电缆携载重载电流时,采用这个技术的一个问题是由于它们的强大磁场会在电缆上形成电动势并在它们的导体上产生很大的机械应力。并由此而导致绝缘材料在使用中过于迅速的损坏。因此在电源导体由于这个原因而不得不分离时,必须做到的一点是,这些分离的电缆要远离所有敏感的电子设备。在这样强大磁场存在的地方(它们可以很容易的计算出来),还应该注意检查该环境是否会对暴露在其中的有关人员的健康造成影响,甚至包括是否存在着对有关人员的生命安全造成直接危险在内。

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