자동차에는 전자 분사 시스템, 오디오 및 비디오 엔터테인먼트 시스템, 에어백 시스템, CAN 네트워크 등 다양한 시스템이 연선을 사용합니다. 연선은 차폐 연선과 비차폐 연선으로 구분됩니다. 차폐 연선 케이블은 연선 케이블과 외부 절연체 사이에 금속 차폐층을 가지고 있습니다. 차폐층은 전자파를 줄이고, 정보 유출을 방지하며, 외부 전자파 간섭을 차단할 수 있습니다. 차폐 연선은 유사한 비차폐 연선보다 전송 속도가 더 빠릅니다.
차폐 연선(twisted pair) 전선인 와이어 하네스는 일반적으로 완성된 차폐 전선과 함께 직접 사용됩니다. 비차폐 연선의 경우, 가공 능력을 갖춘 제조업체는 일반적으로 연선기를 사용하여 연선을 가공합니다. 연선 가공 또는 사용 시, 특히 주의해야 할 두 가지 중요한 변수는 연선 거리와 연선 해제 거리입니다.
| 트위스트 피치
꼬인 쌍선의 꼬임 길이는 같은 도체에 있는 두 개의 인접한 파동 마루 또는 골 사이의 거리를 나타냅니다(같은 방향으로 꼬인 두 개의 연결부 사이의 거리로도 볼 수 있습니다). 그림 1을 참조하세요. 꼬임 길이 = S1 = S2 = S3.
그림 1 연선의 피치
꼬임 길이는 신호 전송 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 꼬임 길이에 따라 파장에 따라 신호 간섭 방지 성능이 달라집니다. 그러나 CAN 버스를 제외한 관련 국제 및 국내 표준은 꼬임 쌍선의 꼬임 길이를 명확하게 규정하지 않습니다. GB/T 36048 승용차 CAN 버스 물리 계층 기술 요구 사항은 CAN 와이어 꼬임 길이 범위를 25±5mm(33-50회/미터)로 규정하고 있으며, 이는 SAE J2284 250kbps 차량용 고속 CAN의 CAN 꼬임 길이 요구 사항과 일치합니다.
일반적으로 각 자동차 회사는 자체적인 꼬임 거리 설정 기준을 가지고 있거나, 각 하위 시스템의 꼬임 와이어 꼬임 거리 요건을 따릅니다. 예를 들어, Foton Motor는 15~20mm의 윈치 길이를 사용하며, 일부 유럽 OEM은 다음 기준에 따라 윈치 길이를 선택할 것을 권장합니다.
1. CAN 버스 20±2mm
2. 신호 케이블, 오디오 케이블 25±3mm
3. 구동선 40±4mm
일반적으로 꼬임 피치가 작을수록 자기장의 간섭 방지 성능이 향상되지만, 전선의 직경과 외피 재질의 굽힘 범위를 고려해야 하며, 전송 거리와 신호 파장을 고려하여 최적의 꼬임 거리를 결정해야 합니다. 여러 개의 꼬임 쌍선을 함께 배치할 경우, 상호 인덕턴스로 인한 간섭을 줄이기 위해 각 신호선에 서로 다른 꼬임 길이의 꼬임 쌍선을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 꼬임 길이가 너무 촘촘하면 전선 절연이 손상되는 모습은 아래 그림과 같습니다.
그림 2 꼬임 거리가 너무 좁아 와이어 변형 또는 균열이 발생하는 경우
또한, 꼬임 쌍의 꼬임 길이는 일정하게 유지되어야 합니다. 꼬임 쌍의 꼬임 피치 오차는 간섭 방지 수준에 직접적인 영향을 미치며, 꼬임 피치 오차의 무작위성은 꼬임 쌍 누화 예측에 불확실성을 초래합니다. 꼬임 쌍 생산 장비 매개변수 회전축의 각속도는 꼬임 쌍의 유도 결합 크기에 영향을 미치는 핵심 요소입니다. 꼬임 쌍의 간섭 방지 성능을 보장하기 위해서는 꼬임 쌍 생산 공정에서 이 점을 반드시 고려해야 합니다.
| 꼬임 풀림 거리
꼬임 풀림 거리는 꼬인 쌍선의 끝부분 도체 중 꼬이지 않은 부분의 크기를 말하며, 덮개에 설치할 때 분리해야 합니다. 그림 3을 참조하십시오.
그림 3 꼬임 풀림 거리 L
국제 표준에는 꼬임 풀림 거리가 명시되어 있지 않습니다. 국내 산업 표준 QC/T29106-2014 "자동차 배선 하네스 기술 조건"에서는 꼬임 풀림 거리가 80mm를 초과해서는 안 된다고 규정하고 있습니다. 그림 4를 참조하십시오. 미국 표준 SAE 1939는 CAN 회선의 꼬인 쌍이 꼬이지 않은 상태에서 50mm를 초과해서는 안 된다고 규정하고 있습니다. 따라서 국내 산업 표준 규정은 CAN 회선의 크기가 더 크기 때문에 적용되지 않습니다. 현재 여러 자동차 회사나 배선 하네스 제조업체는 CAN 신호의 안정성을 보장하기 위해 고속 CAN 회선의 꼬임 풀림 거리를 50mm 또는 40mm로 제한하고 있습니다. 예를 들어, 델파이의 CAN 버스는 40mm 미만의 꼬임 풀림 거리를 요구합니다.
그림 4 QC/T 29106에 명시된 꼬임 풀림 거리
또한, 와이어 하네스 가공 과정에서 꼬인 전선이 느슨해져 꼬임이 풀리는 거리가 길어지는 것을 방지하기 위해 꼬인 전선의 꼬이지 않은 부분을 접착제로 덮어야 합니다. 미국 표준 SAE 1939는 도체의 꼬인 상태를 유지하기 위해 꼬이지 않은 부분에 열수축 튜브를 설치해야 한다고 규정하고 있습니다. 국내 산업 표준 QC/T 29106은 테이프 피복 사용을 규정하고 있습니다.
| 결론
신호 전송 매체로서 트위스트 페어 케이블은 신호 전송의 정확성과 안정성을 보장해야 하며, 우수한 간섭 방지 성능을 가져야 합니다. 트위스트 와이어의 꼬임 간격, 꼬임 간격 균일성, 그리고 꼬임 해제 거리는 간섭 방지 성능에 중요한 영향을 미치므로 설계 및 가공 과정에서 세심한 주의를 기울여야 합니다.
게시 시간: 2024년 3월 19일