DC電源ケーブルとデータケーブルを分離する必要がありますか？

私は以前、同僚とこの話し合いをしました。DC電源は交互に変化しないので、DC電源ワイヤが生成する磁場は一定です（そうですか？）。今、私はルールが電源ケーブルとデータケーブルを分離することであることを知っていますが、それはそれがAC電源になると仮定しています。安定化DC電源に関しても同じ規則ですか？

調整済みDC電源ケーブル（12VおよびGND）の隣にCANバスツイストペアワイヤーを使用しています。CANはノイズの影響を受けないことを理解していますが、別のデータケーブル（UARTシリアルまたはイーサネットなど）がある場合、DC電源ケーブルは影響を及ぼしますか？もしそうなら、なぜですか？

答えは「すべてに依存します」です。

• DCの負荷はどのくらいですか？非常にノイズの多い誘導性負荷である場合、DCラインにノイズが発生し、思ったよりもかなり多くなる可能性があります。
• データラインの信号速度はどれくらいですか？より速いレートは非常にはるかに敏感です
• [編集]どんなラインエンコーディングを手に入れましたか？RS-485などのあらゆる差動は、RS-232などの電圧ベースのものよりもはるかに堅牢になります

• どのコード体系を使用していますか？エラー検出のスキームがある場合は、おそらくそれで問題ありません

• ラインにエラーがあるとどうなりますか？時計の表示を更新する場合、重機を作業員に落とすのとは少し異なる時間のずれの影響があります。

とはいえ、信号とDC電源を隣接させることは非常に一般的です。24 VDCと250 Kbit / sのRS-485に専用に作られたDC電源とツイストペアケーブルを使用する水中テレメトリーがたくさんあります。さらにノイズの多い別の環境では、9600ビット/秒を使用します。解説者によると、もちろんpower-over-ethernetは、同じケーブル内の高速、長距離、高電力のDCとデータの最良の例の1つです。（例えば、PCB上のUSBまたはバスと比較して長くて高い。100メートル、12ワット。）

つまり、完全に実行可能ですが、十分に注意してください。

通常、DC電源に流れる電流は一定ではありません。電流が変化すると、磁場が変化します。

したがって、電力とデータを分離する必要があるかもしれませんが、そうでない場合もあります。USBまたはPoEでは、電源とデータは分離されていません。SATAではそうです。

したがって、測定を行い、ケーブルを分離するか、電力とデータ間のシールドを強化する必要がある場合があります。

正直なところ、ACとDCはあまり関連性がありません。

データラインから電力を分離する理由は2つあります。

最初は安全です。50Vを超える電圧は感電の危険性があります。数アンペアを超える電流は、火災の危険性があります。このため、電気規制では、主電源と通信回路の間に一定の間隔を空けるか、電源配線と通信回線の両方にアースされた金属バリアや電源定格絶縁などの特別な対策が必要になることがよくあります。あなたが取り組んでいる標準について）。

2つ目は干渉です。あなたが言うように、一定のDCはあなたの通信回線に結合しません。データライン用の半分以上のツイストペアを使用している場合、50Hzも問題になることはほとんどありません。本当の問題は、過渡現象と干渉であり、電源配線に重ね合わされることがよくあります。これがどれほど悪いかは、供給と負荷の特性に大きく依存します。

12V CANバスの場合、通常、データ線をデバイス自体の電源線から分離する十分な理由はありません。

認定されたすべてのCANデバイスは、結合された過渡ノイズ（ISO 7637など）に対する耐性のテストに合格する必要があります。間違いなく、これは自分のデバイスの電力線のノイズよりもはるかに悪いので、デバイスを自動車での使用に対して認証することができれば、十分な耐性があり、近くにある自分の12V電源ケーブルが問題になることはありません。

UARTは、CANが使用されている環境では動作しない可能性があります。

AC電源を通信から分離する理由は電気コードです。

コードの理由は、電源線が通信線に損傷を与えてAC配電電圧（100-277V）を短絡させ、アーク/火災およびそれらが最も予想されない場所に感電の危険をもたらすリスクがあるためです。

コードには例外が1つあります。幹線から船尾まで、端から端まで通信回路が主電源（クラス1）の配線規格に絶縁されている場合（使用場所の機器を含む）、そうです、その主電源絶縁された通信配線は主電源と混在できます。 。いくつかの例：

• 古いメッセンジャーワイヤーを通信ワイヤーとして再利用する3ウェイスマートスイッチ。
• RR7ラッチリレーを備えたオフィスの照明。24Vをすべてのスイッチ位置に送信し、その後、瞬時に接触して24Vをリレーに送り返します。その配線は、通常、主電源用に定格されたコンジットで実行されます。
• SCADA制御機器間のイーサネット配線。この機器はすべて、主電源配線を囲むように定格されたエンクロージャー内に収納されています。これらの機器はすべて、イーサネットカードに277Vのヒットを与えるように評価されています。

あなたができないことは、幹線で導管にイーサネットケーブルを走らせて、それからLV / comms回路にイーサネットカバープレート、共通ケーブルとPCへのプラグを介して幹線配線を出させることです。その「出口」はあなたができないことです。

リンギングを防ぐために湿らせて、ローカルに電荷を蓄えることはあなたの責任です。

これにより、高周波電流の変動を最小限に抑えます。

例を実行してみましょう：高周波電源配線のごみ（0.1アンペアピーク、100 MHzフリング、したがって、dI / dTは0.1amp * d / dt（100MHz）== 63 Million amp / sec計算を簡単にするために、電源RETURNを想定しますワイヤーは少し離れているので、リンギングがいやらしく速いシングル電源ワイヤーを想定します。

被害者がデータ用の1メートルのワイヤであり、data_returnが1mm離れており、ツイストペアではないと仮定します。

電源線とデータ線間の距離を1mmと想定します。

Vinduce = [MU0 * MUr *面積/（2 * pi *距離）] * dI / dT

MU0 = 4 * pi * e-7、MUr = 1（空気、銅、アルミニウム、FR-4）の場合、

Vinduce = 2e-7 *面積/距離* dI / dT [弱いnatural_log係数は無視します]

そして、私たちは数字を差し込みます

Vinduce = 2e-7 * 1meter * 1mm / 1mm * 63Million amp / second

Vinduce = 2e-7 * 1 * 0.63e + 7 = 1.26ボルトの干渉

ソリューション：ツイストペアを使用し、異なるターン/インチのホットppwerとデータ信号を使用

では、ワイヤーのバンドルが1つだけの場合はどうすればよいでしょうか。「ローカルバッテリー」を使用してください。

^{この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図}