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如何优化网络通路布置:将发送和返回通路放在一起

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-5-7 发送和返回电流通路要紧靠在一起布线从工程实践的效果角度出发,最好是把发送和返回导体绞合在一起形成一个绞合对电缆(有时甚至会要求将三根或四根导体绞合在一起。在三相AC电源或三相电机驱动电缆中,每一个相导体都是其他相电流的返回通路。为了改善汇流排的EMC性能,最好使用固体的绝缘材料来将分别携载发送和返回电流的两个汇流排尽可能靠近地安置在一起。

如何优化网络通路布置:将发送和返回通路放在一起

任何电气和电子设备的电源(AC或DC)以及信号(不论是数据、控制、模拟、输入、输出等)都有电流从源端流经各自的通路进入负载(驱动器到接收器),然后再沿返回通路返回到源端。就改善EMC性能的观点出发,关键是要使它们所形成的环路所包围的面积(区域)尽可能的小。换句话讲,我们必须为发送电流通路提供一个导体的同时,还要为返回电流通路提供另外一个导体。并且将两者在沿着它们的整个长度上以最为靠近的方式布线。图3-5-7所显示的就是上述考虑的一个例子。

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图3-5-7 发送和返回电流通路要紧靠在一起布线

从工程实践的效果角度出发,最好是把发送和返回导体绞合在一起形成一个绞合对电缆(有时甚至会要求将三根或四根导体绞合在一起。比如用于三相AC馈电电源的电缆通常就是由三根或四根导体绞合在一起所构成的)。当然也可以使用带有屏蔽的绞合对电缆,并且它们的EMC性能会更好(与非屏蔽绞合对相比)。但同轴电缆的性能就要差许多。使用普通扁平状电缆和由多个单个导线集束形成的电缆也会对EMC造成很大的麻烦。

图3-5-8显示了如何改善非屏蔽导线EMC的一些方法以及如何从集束导线和电缆(不论是屏蔽的还是非屏蔽的)中获得最佳EMC性能。图3-5-9所显示的是如何通过在非屏蔽连接器上正确设计和布置插针来改善EMC性能的方法。有关这方面的更为详细的内容,有需要的读者还可以参阅本书第一篇的相关内容。

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图3-5-8 非屏蔽导线束和带状电缆

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图3-5-9 非屏蔽连接器中的插针布局

在涉及很大电流的情况下(比如数千安培),由于电缆之间的电磁力的存在会造成绞合对中的发送和返回导体之间的绝缘损坏。但在工业机柜内部,这样的大电流通常都是由汇流排(总线)所携载,所以不会产生什么问题。但显然的是,汇流排不能绞合。它们的分离就意味着它们所携载的电流会在它们的邻近区域中形成很高的磁场和电场,并因此会对邻近的电子设备造成问题。而且就汇流排所形成的任何RF电压和所携载的电流来讲,汇流排本身绝对是一个很好的意外天线。因此很可能需要采用滤波措施来降低它们的RF电平或者需要对该机柜加以屏蔽。

为了改善汇流排的EMC性能,最好使用固体的绝缘材料(而不是空气)来将分别携载发送和返回电流的两个汇流排尽可能靠近地安置在一起。在三相AC电源或三相电机驱动电缆中,每一个相导体都是其他相电流的返回通路。

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