导线材料及选用技巧

导线是能够导电的金属线,是电能的传输载体。工业及民用导线有好几百种,这里仅介绍电子产品生产中常用的电线电缆和电磁线。

1.导线的分类

电子产品中常用的导线包括电线与电缆,又能细分成裸线、电磁线、绝缘电线电缆和通信电缆四类。裸线是指没有绝缘层的单股或多股导线,大部分作为电线电缆的线芯,少部分直接用在电子产品中连接电路。电磁线是有绝缘层的导线,绝缘方式有表面涂漆或外缠纱、丝、薄膜等,一般用来绕制电感类产品的绕组,所以也叫作绕组线。绝缘电线电缆包括固定敷设电线、绝缘软电线和屏蔽线,用作电子产品的电气连接。通信电缆包括用在电信系统中的电信电缆、高频电缆和双绞线。电信电缆一般是成对的对称多芯电缆,通常用于工作频率在几百千赫以下的信号传输;高频电缆对高频信号传输损耗小,效率高;双绞线用于计算机和电信信号的传输,频率在十兆赫至几百兆赫。

2.常见的导线

1)安装导线、屏蔽线

在电子产品生产中常用的安装导线,主要是塑料线。几种常用安装导线的外观如图2-28所示,其型号、名称及用途见表2-12。其中有屏蔽层的导线称为屏蔽线,如图2-28(c)、(h)所示。屏蔽线能够实现静电(或高电压)屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽的效果。屏蔽线有单芯、双芯和多芯等数种,一般用在工作频率为1 MHz 以下的场合。

表2-12　常用的安装导线

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图2-28　常用安装导线

1—单股镀锡铜芯线;2—单股铜芯线;3—多股镀锡铜芯线;4—多股铜芯线;5—聚氯乙烯绝缘层;6—聚氯乙烯护套;7—聚氯乙烯薄膜绕包;8—聚乙烯星形管绝缘层;9—镀锡铜编织线屏蔽层;10—铜编织线屏蔽层

2)电磁线

电磁线是具有绝缘层的导电金属线,用来绕制电工、电子产品的线圈或绕组。其作用是实现电能和磁能转换,当电流通过时产生磁场,或者在磁场中切割磁力线产生电流。电磁线包括通常所说的漆包线和高频漆包线。表2-13 中列出了常用电磁线的型号、特点及用途。

表2-13　常用电磁线的型号、特点及用途

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在生产电子产品时,经常要使用电磁线(漆包线或高频漆包线)绕制高频振荡电路中的电感线圈。在模具或骨架上绕线并不困难,但刮去线端的漆皮时容易损伤导线。采用热熔法可以去除线端的漆皮:将线端浸入小锡炉,漆皮就熔化在熔融的锡液中,同时线端被镀上锡。

3)带状电缆(电脑排线)

在数字电路特别是计算机类产品中,数据总线、地址总线和控制总线等连接导线往往是成组出现的。这种情况下,使用带状电缆会带来很大的方便。带状电缆俗称排线,排线的形状要求与安装插头、插座的形状、尺寸、数目相对应,因此排线不用焊接就能实现可靠的连接,不容易产生导线错位的情况,可靠性较高。排线外形如图2-29 所示。

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图2-29　排线的外形

排线导线根数有8、12、16、20、24、28、32、37、40 线等规格,单根导线是ϕ0.1×7的线芯,外皮为聚氯乙烯。选购带状电缆的时候,要注意它的外形尺寸。

4)电源软导线

电子产品需要供电电源,电源线是从电源插座到产品之间的导线。电源线需要经常插、拔、移动,所以在选用时不仅要符合安全标准,还要考虑到在恶劣条件下能够正常使用。RVB、RVS、YHR 几种软导线都适合用作电源线。其中,又以有橡胶护套的YHR型为最好。

5)同轴电缆与高频馈线

在高频电路中,当电路两侧的特性阻抗不匹配时,就会发生信号反射。为防止这种影响,设计出了与频率无关的、具有一定特性阻抗的导线,这就是同轴电缆与馈线,常用于音频、射频、视频电路中。

6)高压电缆

高压电缆一般采用绝缘耐压性能好的聚乙烯或阻燃性聚乙烯作为绝缘层,而且耐压越高,绝缘层就越厚。表2-14 是绝缘层厚度与耐压的关系,可在选用高压电缆时参考。

表2-14　耐压与绝缘层厚度的关系

3.安装导线的选用

选择使用安装导线时,要注意以下几点。

1)安全载流量

安全载流量是指铜芯导线在环境温度为25 ℃、载流芯温度为70 ℃的条件下架空敷设的载流量,由于导线在机壳内、套管内散热条件不良,载流量应为安全载流量的1/2 左右。一般情况下,为了保证安全,载流量可按5 A/mm2估算。

2)最高耐压和绝缘性能

随着所加电压的升高,导线绝缘层的绝缘电阻将会下降;如果电压过高,就会导致放电击穿。导线标志的试验电压,是表示导线加电1 min 不发生放电现象的耐压特性。实际使用中,工作电压应该为试验电压的1/3～1/5。

3)导线颜色

导线颜色有很多,单色导线就有棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑等多种,除了纯色的导线外,还有在基色底上带一种或两种颜色花纹的花色导线。在实际使用时,各种颜色的导线有不同的用途,表2-15 列出了电路中不同颜色导线常见的使用方法,可供参考。

表2-15　电路中不同颜色导线常见的使用方法

4)工作环境条件

应根据工作环境条件的不同,合理选用导线。比如,导线绝缘层的耐热温度要远高于室温和电子产品机壳内部空间的温度;应根据导线受到的机械引力,选用不同的导线,并留有充分的余量。