使用長電纜供電時的注意事項

文章來源
Macnica Engineer

使用長電纜供電時的注意事項

對於電路的電源來說,基本的原則是設計時採用完整可靠的方案可以降低電源的阻抗,防止產生壓差。

當模塊處於嵌入系統時

在電路板設計中,完整可靠的方案可以提供一個低阻抗的電源。然而,組成最終產品或者是系統的外殼、FA 相機、以及電機的電源是由一根電纜連接在一起的。

此時,可能會不可避免地使用長電纜,從而導致電源的阻抗變高或者是電感變大。

長電纜電感效應

電源不穩定(振盪)

細長的電纜和電線有很大的電感。

如果供電電纜有很大的電感,電源可能會不穩定,需要充分注意。

過電壓擊穿的可能性

如果電感變大,電源可能會不穩定,而且系統(板載)電源也有可能因過壓而損壞。如果電源是開或關頻繁切換得(例如,開始工作時打開電源,結束時關閉電源),需要充分注意。
 

長電纜阻抗的影響

系統安裝時的複雜性

例如,安防攝像頭會通過長線纜安裝在遠離初始系統的地方。

另外,在工廠的生產線建設中,當系統合併時,可能會出現控制部分和驅動部分通過一根長電纜連接在一起的情況。

在這種情況下,當使用一根長電纜供電時,通常需要在安裝時留一定餘量來給電源電壓進行微調,電源的質量取決於安裝人員的經驗。

環境變化和老化

即使在安裝時進行了微調,電源電壓仍然有可能因為環境變化(溫度變化)或者老化而產生波動。

當然,有鑑於此,在維護時會進行初始設置和檢查,但是設置是否正確或維護頻率是否合適等顧慮仍然存在。

電壓設定自動調整解決方案

Analog Devices公司有叫做電源系統管理(PSM)的產品。使用該產品,可以將電壓精度動態地調整到設定電壓的±0.5%以內。


輸出電壓調整

假定設定為3.3V輸出的DC/DC轉換器的①VOUT輸出了3.23V。
PSM(LTC2977)将①VOUT值读取为②VSENSE线上的3.23V。
由於DCDC轉換器得輸出電壓低了0.07V,PSM將需要調整得電壓輸出到③VDAC線,然後將DCDC的輸出調整到3.3V。
用於調整得電壓加載到④VFB時,DCDC的輸出①VOUT變為3.299V。

對於配備PSM的系統,如果輸出電壓隨連接的負載而變化,則會自動調整輸出電壓。
 


PSM 的動作說明

還有一種名為LT6110的產品專門用於補償電纜壓降。
這在DC/DC轉換器(LT3976)和負載通過20英尺18 AWG銅線連接時非常有用,如下面的電路圖所示。
LT6110顯著改善了負載調整特性。


使用LT6110的參考電路

通過使用這些產品,可以自動執行操作人員在以前手動調整電壓的所有操作,並且可以在定期檢查中調整電壓值。
這樣可以減少操作人員的數量,提高系統的安全性能。
 

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