CN105679422A - 一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，包括基材、连接两种分离材料的粘合剂、用来传输电信号的导体、隔离导体的内绝缘层、屏蔽辐射干扰的屏蔽层及包裹在最外层的外绝缘层，所述的屏蔽层位于内绝缘层与外绝缘层之间，所述的导体包括横截面为薄片状的第一导电层、第二导电层和第三导电层。本发明通过三层导体之间形成的等效电容，实现了抗干扰的技术效果，仿FPC的结构设计，实现了真正意义上的电缆扁平化，同时通过外绝缘层隔离电线防止人们触电受伤，通过屏蔽层屏蔽辐射干扰，通过加强部件实现抗拉，使得该电缆相较于以往的扁平电缆来说，体积更小，厚度更薄，抗干扰能力和屏蔽能力更强。
Description
技术领域
本发明涉及电线电缆领域，尤其涉及一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆。
背景技术
电缆是由几根或几组导线绞合而成，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成，整个外面包有高度绝缘的覆盖层，使得电缆具有内通电、外绝缘的特征。
在日常使用当中，我们会经常使用到三插电源线，其三个插头分别连接火线L、零线N和地线PE，零线认为是三相电的中线，零线与火线之间的干扰叫做“差模干扰”，“差模干扰”也是指作用于信号正端和负端之间的干扰电压，这种干扰加载在有用信号上，直接影响测量与控制的精度；火线与地线之间的干扰叫做“共模干扰”，这是由于电缆与大地之间存在电位差，使得电缆上会有共模电流，如果设备在其电缆上产生共模电流，电缆会产生强烈的电磁辐射，对电子、电气产品元器件产生电磁干扰，影响产品的性能指标；为了避免“差模干扰”和“共模干扰”的影响，人们需要增加一些设计来抑制“差模干扰”和“共模干扰”，比如在电路上并联电容或应用差模电感或在设备的电源进线处加入EMI滤波器，但此类设计在产品体积受限制时很难实现。
同时，诸如发电、冶金、化工、港口等恶劣环境下移动电器设备之间电器连接往往采用的扁平电缆，其相对于圆形结构的电缆来说，易于安装，安全隐患较少，然而扁平电缆内的多根电线或电缆平行放置的结构，使得电缆在使用的过程中容易发生相互之间的信息干扰，针对于此种情况，专利公告号为CN204066795U的一种防干扰的扁平电缆，通过在位于扁平电缆内部的电缆内芯之间设置有中空通道，通过中空通道内的空气来减少信号传输过程中的电缆内芯之间的信号干扰，从而使得信号传输更加清晰准确，然而该发明抗干扰的效果很有限，只能抗辐射干扰，无法防止传导干扰；且增加了中空通道，即增加了电缆的宽度，使得该扁平电缆不适用于狭小的空间内。
因此，有必要设计一种抗干扰能力更强且厚度更薄的扁平电缆。
发明内容
本发明为解决上述问题提供一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，通过第一导电层、第二导电层和第三导电层之间形成的等效电容，实现了抗传导干扰的技术效果，仿FPC的结构设计，使得电缆的厚度进入微米量级，实现了真正意义上的电缆扁平化，同时通过外绝缘层隔离电线防止人们触电受伤，通过屏蔽层屏蔽辐射干扰，通过加强部件实现抗拉，使得该电缆相较于以往的扁平电缆来说，体积更小，厚度更薄，抗干扰能力和屏蔽能力更强。
为实现上述目的，达到上述效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆包括：基材、连接两种分离材料的粘合剂、用来传输电信号的导体、隔离导体的内绝缘层、屏蔽辐射干扰的屏蔽层及包裹在最外层的外绝缘层，所述的屏蔽层位于内绝缘层与外绝缘层之间，所述的导体包括横截面为薄片状的第一导电层、第二导电层和第三导电层，所述的第一导电层、第二导电层和第三导电层相互平行。
进一步的，所述的导体的宽度小于基材与粘合剂的宽度，所述的粘合剂上超出导体的部分由内绝缘层填充。
进一步的，所述的内绝缘层为塑料包材或加强绝缘层，所述的塑料包材将基材、粘合剂、导体包裹在内侧，所述的加强绝缘层通过粘合剂覆盖在导体外侧，所述的加强绝缘层的宽度大于导体的宽度，其超出导体的部分填充有粘合剂。
进一步的，所述的外绝缘层内设置有加强芯缠绕而成的加强部件。
进一步的，所述的导体为175μm以下的铜箔或银箔或镀银铜箔或镀锡铜箔。
进一步的，所述的屏蔽层为铜箔或铝箔或铜丝编织层
本发明的有益效果是：
一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，仿造FPC的层叠式结构来代替传统的圆形结构，使得电缆的厚度进入微米量级，实现了真正意义上的电缆扁平化，同时在横截面积一样的情况下，薄片状导体比圆柱形导体的表面积更大，其散热能力显著提高，使得该电缆更加安全；三层导体相互之间的平行结构等效为多个电容，若将其应用在电源线中，形成的Y电容可以抑制共模干扰，从而间接抑制差模干扰，实现了抗传导干扰的技术效果；同时通过外绝缘层隔离电线防止人们触电受伤，通过内绝缘层防止屏蔽层和导体之间的干扰，通过屏蔽层屏蔽辐射干扰，通过加强部件和基材实现抗拉，通过基材达到耐压标准，使得该电缆相较于以往的扁平电缆来说，体积更小，厚度更薄，抗干扰能力更强，适合于对空间要求高、对设备精度要求高、对抗干扰能力和屏蔽能力要求高的用户使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明，本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明第一实施例的横截面示意图；
图2为本发明第一实施例中的等效电路图；
图3为本发明第一实施例中选用材料参数和电参数的示例表；
图4为本发明第一实施例中选用材料参数和厚度的示例表；
图5为本发明第二实施例的横截面示意图；
图6为本发明第三实施例的横截面示意图；
图7为本发明第四实施例的横截面示意图。
其中，外绝缘层1、导体2、第一导电层21、第二导电层22、第三导电层23、基材3、粘合剂4、内绝缘层5、加强部件6、屏蔽层7、C1-C2是等效电容。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明：
如图1-图7所示，一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆包括：基材3、连接两种分离材料的粘合剂4、用来传输电信号的导体2、隔离导体2的内绝缘层5、屏蔽辐射干扰的屏蔽层7及包裹在最外层的外绝缘层1，所述的屏蔽层7位于内绝缘层5与外绝缘层1之间，所述的导体2包括横截面为薄片状的第一导电层21、第二导电层22和第三导电层23，所述的第一导电层21、第二导电层22和第三导电层23相互平行。
进一步的，所述的导体2的宽度小于基材3与粘合剂4的宽度，所述的粘合剂4上超出导体2的部分由内绝缘层5填充。
进一步的，所述的内绝缘层5为塑料包材或加强绝缘层，所述的塑料包材将基材3、粘合剂4、导体2包裹在内侧，所述的加强绝缘层通过粘合剂4覆盖在导体2外侧，所述的加强绝缘层的宽度大于导体2的宽度，其超出导体2的部分填充有粘合剂4。
进一步的，所述的外绝缘层1内设置有加强芯缠绕而成的加强部件6。
进一步的，所述的导体2为175μm以下的铜箔或银箔或镀银铜箔或镀锡铜箔。
进一步的，所述的屏蔽层7为铜箔或铝箔或铜丝编织层。
具体实施例
本发明第一实施例的横截面如图1所示，由于该扁平电缆太过细长，故采用波浪号省略相同结构的中间部分，波浪号两边的图形分别为该扁平电缆的两端，其中，由上至下的结构为：外绝缘层1、屏蔽层7、内绝缘层5、第一导电层21、粘合剂4、基材3、粘合剂4、第二导电层22、粘合剂4、基材3、粘合剂4、第三导电层23、内绝缘层5、屏蔽层7和外绝缘层1，第一导电层21、第二导电层22、第三导电层23互相平行，且宽度均小于基材3和粘合剂4的宽度，同时，该外绝缘层1和内绝缘层5均采用PVC塑料，导体2采用铜箔，基材3采用PI塑胶原料，屏蔽层7采用铝箔，内绝缘层5将将基材3、粘合剂4、导体2包裹在内侧，该电缆作为电源线使用。
作为电源线使用时，将第二导电层22接地线PE时，其等效电路图如图2所示，其中等效电容C1、等效电容C2为Y电容，由于第一导电层21、第二导电层22、第三导电层23互相平行，所以等效电容C1-C2均为平行板电容器，故电容值为C=εS/D=εoεrS/D，其中ε为极板间介质的介电常数，εo为真空绝对介电常数，εr为相对介电常数，S为极板面积，D为极板间的距离，在该实施例中，ε为相邻导体2之间介质的介电常数，S为第一导电层21或第二导电层22或第三导电层23的面积，D为相邻导体2之间的距离。
如图3所示，其中真空绝对介电常数εo=8.854187817×10-12F/m，基材3与粘合剂4的相对介电常数取εr=3，粘合剂4的参数为两层粘合剂4的和值，等效电容C1-C2的电容值一致，由于等效电容C1、等效电容C2均为Y电容，所以其抗共模干扰能力较强；两个Y电容分别稳定了火线L与地线PE之间、零线N与地线PE之间的电压波形，从而间接稳定了火线L与零线N之间的电压波形，起到了抗差模干扰的效果，但电容值只等效有C1或C2的一半，所以抗差模干扰能力较差；基材3采用PI塑胶原料，其耐压值基数为275KV/mm，由于耐压值主要与基材3相关，故可通过改变基材3的厚度来满足不同的电缆耐压标准。
如图4所示，目前导体2所使用的铜箔厚度规格有17.5μm、35μm、70μm三种，基材3有12.5μm、25μm、50μm、75μm、125μm五种，粘合剂4则在12.5μm~100μm之间即可，故而采用第一实施例时，在不包括内绝缘层5、屏蔽层7和外绝缘层1的情况下，其厚度规格在127.5μm～860μm之间，其中，目前市场上常用的序号①、②两种结构的厚度分别为127.5μm、235μm，其厚度小于目前圆形结构的电缆内芯厚度。
结合图1-图4所得到的第一实施例，该扁平电缆具有厚度远小于宽度的性质，而圆形电缆厚度和宽度均为直径R，当两种电缆的截面积一致时，其阻抗一致，在通过相同电流时，其电缆产生的热量一致，此时，扁平电缆的宽度大于圆形电缆的宽度，故扁平电缆的散热面积大于圆形电缆的散热面积，所以在横截面积一样的情况下，扁平电缆相对于圆形电缆来说，其散热能力更强，能通过的电流更高，从而使电缆的使用更加安全。
本发明第二实施例的横截面如图5所示，与第一实施例相比，内绝缘层5采用加强绝缘层，加强绝缘层包括粘合剂4和绝缘材料，即在第一导电层21与第三导电层23的外侧均通过粘合剂4连接有绝缘材料，本实施例的绝缘材料使用PI塑胶原料，导体2两侧的空缺处也填充了粘合剂4，与屏蔽层7隔离，第一导电层21与第三导电层23分别被上下两侧的粘合剂4包裹在内侧，PI塑胶原料的厚度规格常见的有12.5μm、25μm、50μm三种，在第一实施例的基础上，不考虑屏蔽层7和外绝缘层1，即增加了两层粘合剂4和加强绝缘层5，其总厚度数值在177.5μm～1160μm之间，由图4中序号①、②两种结构上分别增加12.5μm、25μm的加强绝缘层5，其厚度分别为177.5μm、325μm，依然小于目前圆形结构的电缆内芯厚度。
本发明第三实施例的横截面如图6所示，在第一实施例的基础上，在外绝缘层1内设置有多根加强芯缠绕而成的加强部件6，该加强部件6共有八个，上下各四个均匀排列，加强部件6为填充在外绝缘层1内，故不增加整体厚度，与第一实施例的厚度一致。
本发明第四实施例的横截面如图7所示，在第二实施例的基础上，在外绝缘层1内设置有多根加强芯缠绕而成的加强部件6，该加强部件6共有八个，上下各四个均匀排列，加强部件6为填充在外绝缘层1内，故不增加整体厚度，与第二实施例的厚度一致。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本发明；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时,凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆包括：基材（3）、连接两种分离材料的粘合剂（4）、用来传输电信号的导体（2）、隔离导体（2）的内绝缘层（5）、屏蔽辐射干扰的屏蔽层（7）及包裹在最外层的外绝缘层（1），所述的屏蔽层（7）位于内绝缘层（5）与外绝缘层（1）之间，所述的导体（2）包括横截面为薄片状的第一导电层（21）、第二导电层（22）和第三导电层（23），所述的第一导电层（21）、第二导电层（22）和第三导电层（23）相互平行。
2.根据权利要求1所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的导体（2）的宽度小于基材（3）与粘合剂（4）的宽度，所述的粘合剂（4）上超出导体（2）的部分由内绝缘层（5）填充。
3.根据权利要求1所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的内绝缘层（5）为塑料包材或加强绝缘层，所述的塑料包材将基材（3）、粘合剂（4）、导体（2）包裹在内侧，所述的加强绝缘层通过粘合剂（4）覆盖在导体（2）外侧，所述的加强绝缘层的宽度大于导体（2）的宽度，其超出导体（2）的部分填充有粘合剂（4）。
4.根据权利要求1所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的外绝缘层（1）内设置有加强芯缠绕而成的加强部件（6）。
5.根据权利要求1所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的导体（2）为175μm以下的铜箔或银箔或镀银铜箔或镀锡铜箔。
6.根据权利要求1所述的一种抗共模干扰三层扁平屏蔽电缆，其特征在于：所述的屏蔽层（7）为铜箔或铝箔或铜丝编织层。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160615 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |