文章来源 Macnica Engineer

使用长电缆供电时的注意事项

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对于电路的电源来说,基本的原则是设计时采用完整可靠的方案可以降低电源的阻抗,防止产生压差。

当模块处于嵌入系统时

在电路板设计中,完整可靠的方案可以提供一个低阻抗的电源。然而,组成最终产品或者是系统的外壳、FA 相机、以及电机的电源是由一根电缆连接在一起的。

 

此时,可能会不可避免地使用长电缆,从而导致电源的阻抗变高或者是电感变大。

长电缆电感效应

电源不稳定(振荡)

细长的电缆和电线有很大的电感。
如果供电电缆有很大的电感,电源可能会不稳定,需要充分注意。

过电压击穿的可能性

如果电感变大,电源可能会不稳定,而且系统(板载)电源也有可能因过压而损坏。如果电源是开或关频繁切换得(例如,开始工作时打开电源,结束时关闭电源),需要充分注意。

长电缆阻抗的影响

系统安装时的复杂性

例如,安防摄像头会通过长线缆安装在远离初始系统的地方。
另外,在工厂的生产线建设中,当系统合并时,可能会出现控制部分和驱动部分通过一根长电缆连接在一起的情况。
在这种情况下,当使用一根长电缆供电时,通常需要在安装时留一定余量来给电源电压进行微调,电源的质量取决于安装人员的经验。

环境变化和老化

即使在安装时进行了微调,电源电压仍然有可能因为环境变化(温度变化)或者老化而产生波动。当然,有鉴于此,在维护时会进行初始设置和检查,但是设置是否正确或维护频率是否合适等顾虑仍然存在。

电压设定自动调整解决方案

Analog Devices公司有叫做电源系统管理(PSM)的产品。使用该产品,可以将电压精度动态地调整到设定电压的±0.5%以

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输出电压调整

假定设定为3.3V输出的DC/DC转换器的①VOUT输出了3.23V。
PSM(LTC2977)将①VOUT值读取为②VSENSE线上的3.23V。
由于DCDC转换器得输出电压低了0.07V,PSM将需要调整得电压输出到③VDAC线,然后将DCDC的输出调整到3.3V。

 

用于调整得电压加载到④VFB时,DCDC的输出①VOUT变为3.299V。

 

对于配备PSM的系统,如果输出电压随连接的负载而变化,则会自动调整输出电压。

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PSM的动作说明

还有一种名为LT6110的产品专门用于补偿电缆压降。这在DC/DC转换器(LT3976)和负载通过20英尺18 AWG铜线连接时非常有用,如下面的电路图所示。
LT6110显著改善了负载调整特性。

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使用LT6110的参考电路

通过使用这些产品,可以自动执行操作人员在以前手动调整电压的所有操作,并且可以在定期检查中调整电压值。

 

这样可以减少操作人员的数量,提高系统的安全性能。

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