直流/直流电源模块：无干扰布线，避免电磁干扰的技术方案

长距离的分布式负载线路可能产生干扰信号，同时也容易受到外界干扰影响，这些干扰会波及所连接的负载设备。然而只要在布线时遵循几项基本原则，这些负载设备就能持续稳定运行。

现代设备和系统通常结构复杂，其电气/电子组件采用模块化设计且往往空间分布分散。必须考虑布线及各模块间长距离线路的影响。空间隔离越大，产生的效应就越显著。

在此类系统中，特定条件尤其适用于电源供应。例如，必须避免通过电感和电容耦合产生的相互电磁兼容干扰，以及负载间的相互影响。

此外，电源单元或直流转换器的特性输出电压往往与负载特性不兼容。还应考虑受电源模块化分布影响的系统故障概率。

分布式操作电源

分布式电源是指为建筑物、厂房、系统或大型设备中的分散负载集中供电。典型应用包括住宅、公寓、工业厂房或复杂系统中的照明系统、自动门窗。这类系统通常采用集中式低电压电源产生无害直流电，再通过长距离线路分配至各连接负载。这种供电方式往往能降低布线和管理成本。由于采用低电压和小短路电流，其绝缘成本与导线截面积要求较低，布线更具成本效益。例如，单个电源单元通常比多个同容量单元更经济。

电源装置必须符合法定限制标准，特别是针对供电线路中传导的高频干扰。然而，目前尚无针对电源装置输出线路通用干扰值的法定调节规定。

因此，用户需负责确保干扰抑制。这对紧凑型设备而言不成问题。然而，若输出电压通过长线缆传输，这就成为不容忽视的问题。为此，专门为输出线路提供具有无线电干扰滤波功能的电源模块，其滤波原理与输入端电网干扰滤波类似。通过这种设计，可满足EN 55022（电信端口）和EN 55014-1（家用电器）的合规要求。

避免故障

为分布式直流负载铺设的长线路不仅可能发射干扰，还可能吸收干扰，因为这些线路就像双向工作的天线。此类辐射干扰会在负载线路上产生干扰电压和电流，进而可能导致所接负载发生故障。为将连接设备和负载的滤波要求降至最低，必须遵循几项重要规则。例如，线路不应与承载大电流或电流剧烈波动的线路长距离平行敷设。

从一个连接负载发出的传导干扰会影响其他负载，也可能导致设备故障。负载线路的电路可以通过使用欧姆电阻和感抗来简化。

图1：通过共享线路同时向负载供电\n同时存在欧姆性和感性呼吸总阻抗的情况下，可能会引发干扰。

若两个负载连接至该线路，且当第一个负载发生快速负荷变化时，这将导致负载线路中产生电阻性和电感性的电压降。此处感应的电压会以试图维持先前状态的方式建立。然而，这可能导致第二个负载的输入电压出现极高峰值，并导联至其故障。

图2a：第一负载引起的负载跳变
图2b：当第一负载发生负载跳变时，第二负载的输入电压

通过将负载线进行绞合可降低线路电感，从而确保干扰电压峰值数量减少。若导线截面积设计得当，欧姆电压降通常可忽略不计。采用星形接法则能完全避免这一问题，因为所有负载都就近连接在电源装置附近。这种方式能有效防止负载线路中因负载变化而产生的相互干扰。

图3：星形接线将所有负载就近连接至电源单元。

破坏性接地环路

所谓接地回路导致的干扰也常出现在供电线路、控制线路和传感器线路中。该术语起源于电子管收音机时代，这种接线错误会通过扬声器发出嗡嗡声显现。这种现象出现在通过长导线连接电源装置的直流负载设备上，这些电源装置与负载设备分处不同房间。

根据现行安装规范，交流电网的中性线通常在电源端和负载端都进行接地处理。安全低电压的接地在工业领域完全属于常规操作，旨在确保当安全特低电压线路(SELV)出现危险电压故障时，能通过熔断器跳闸实现安全切断。

图4：直流负载通过长线路连接至供电单元。根据适用的安装规范，交流市电供电网络的中性线通常在电源端和负载端均接地。

这种保护措施的缺点在于两个供电系统共用两条并联的返回线路。电流会按照线路电阻进行分配。这可能导致相对较大的交流电流流入原本仅设计用于处理直流电流的返回线路。该电流可能引发电压波动，从而导致负载故障。因此应通过采用单点接地或使用本地DC/DC转换器实现电位隔离来避免此类接地回路。

若在布线时将这些潜在问题纳入考量，即便通过长距离线路，也能以经济高效的方式利用单一电源单元为多个分布式负载供电。实现无干扰的分布式供电虽可行，但必然要求采取若干预防措施。