游走在禁令与现实之间 国产模数转换ADC能否自强
被赞誉为芯片皇冠上的明珠,ADC(Analog-to-Digital Converter,模拟数字转换器)的重要性在几十年内从未被动摇。进入AIoT和5G的时代,因为与物理世界交互需求的增加,ADC作为信号链核心的地位还在稳步提升。
对于中国的芯片界来说,ADC以及整个信号链芯片的国产化都是绕不开的话题。特别是华为禁令事件的爆发,更是将ADC的国产替代进程送上快车道。
进步神速
ADC是一大类芯片的统称,经过几十年的演进,已经产生出针对不同应用的多种架构,最为常见的是SAR(逐次逼近)型、∑-Δ型、Pipeline(流水线)型,闪速(Flash)型。按照分辨率和采样速率,可以最直观地分辨这些架构(如下图所示)。
以采样速率从低到高的顺序排序,最低的是∑-Δ型,最高的是Flash型(目前已经很少用到);以分辨率从低到高的顺序排序,则正好反之。
精度和速度是一对矛盾的指标,一方追求极致,则另一方就做出牺牲。但数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高,以及对于系统灵敏度等要求的不断提高,对于高速、高精度的 ADC需求越来越大。
在美国的出口管控中,对各分辨率范围的ADC都设置了一条采样速率“红线”,只要越雷池一步,就要遭受禁运。举例来说,12位~14位ADC,采样速率不能超过400MSPS;14位~16位,采样速率不能超过250MSPS。
这一红线是国产ADC与进口ADC的指标分水岭,但是进步神速的国内企业,已经开始冲击这道封锁线。比如,商用的国产14位ADC的采样速率已经达到500MSPS,还有初创公司开发的14位、1GSPS的ADC也进入样片测试阶段。
在禁令标准之下的较低分辨率或采样速率的ADC,国内产品更是遍地开花。“举例来说,采用CMOS工艺的低速∑-Δ ADC风起云涌,已经呈红海状了。”业内人士这样表示。
∑-Δ ADC的优势在于分辨率,目前最高可达到32位,主要应用于高精度数据采集,特别是传感器、数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等领域。国产厂商的高精度∑-Δ ADC完全实现了国产化,且性能不输国际同行。
如果是应用更为广泛的SAR ADC,其因为电路规模中等、功耗低,且能兼顾分辨率和采样速率而很受市场欢迎,国产ADC芯片也是风起云涌。据原子半导体联合创始人袁文章介绍,12位1~3Msps SAR ADC已经成为国产MCU的标配,基本以IP或者die的形式存在,更高精度的单片14位甚至是16位SAR ADC也有厂商开始供货。
原子半导体就是其中之一。该公司是基于港科大袁杰教授在长期的芯片项目研发储备和技术积累,从港科大分离出来的一家混合信号/模拟芯片设计初创企业。2020年9月,原子半导体正式流片16bit SAR ADC系列,最高采样率可达10MSPS。
如此多的国产ADC芯片井喷式涌现,让乐观者感觉国产ADC全面替代为时不远。但袁文章不这样认为,“今年国产ADC芯片还不算完全起势,因为国产替代始终是个循序渐进的过程,需一步一个脚印,从技术和制造工艺上逐步突破。”
盘根错节的市场
左右ADC替代周期长短的重要因素就是复杂的市场状况。ADC的下游应用非常分散,消费、工业、通信、医疗、交通等无所不包,“要建成罗马”绝非一日之功。
消费电子市场的国产替代最为领先,其规模和活力也是其他市场暂不能企及的。ADI、TI、Maxim等国际巨头当前更为关注工业、通信、医疗等领域,那里利润更加丰厚,客户更为分散,是它们的营收重要来源,
ADC在消费电子领域很少以分立芯片的形式出现,都与MCU内核集成在一起。有实力的国内MCU厂商选择自研ADC,不具备研发能力的则通过专业的ADC公司或其他渠道购买相关IP或者die。晶圆厂和EDA公司也能提供性能不错的ADC IP,使这个赛道竞争激烈。
即使利润较低,国内厂商们也依旧看重这个市场。“原因是消费市场的挣钱很快,影响力也很大。”一位业内人士道出了其中关键。国内的ADC厂商大部分经过消费电子市场洗礼,在与国际巨头的短兵相接中,逐步壮大了技术实力并赢得了市场份额。消费市场如今已难觅进口ADC的身影。
滞留在消费电子市场,国内厂商还有一个苦衷,要进入工业、通信等市场,以往“难如登天”,连获得测试的机会都很稀缺。好在中美贸易战开始以后,情况终于有了改观,行业客户向国产厂商终于打开了大门。
不可否认,这些市场本身对ADC的性能要求也非常严格。核芯互联(北京)科技有限公司董事、总经理胡康桥告诉记者,为了满足客户的要求,他们在一个月内对一款芯片连续改版四次。“有一些指标都是平常不会注意的,比如各通道的隔离程度,闭门做设计的时候根本想不到。”
这款产品最终打入了国家电网,实现了对国际大厂同类产品的替代。但是这个过程也让胡康桥和团队认识了工业市场的残酷一面。“芯片先送去客户那里做一两个月的压力测试,然后送去国网测试中心去测试,再进行挂网测试,最快都要半年时间,这么长的周期,小公司真是很难扛。”他感慨道。
回报与付出也是成正比的。产品一旦被工业或通信客户所接纳,就有很长的生命周期,利润也相当可观。再者,因为这些行业的战略重要性,国产替代的热情很高涨,国内厂商已经看到了巨大的商机。
纵然如此,不少厂商还是会望而却步。胡康桥给记者算了笔账:“即使是华为的5G基站,一年以几十万个来计,里面的ADC等模拟器件最多就几百万的用量,根本无法与动辄出货上千万或过亿的消费市场相比。”要真正进入这些市场,国内厂商就要在长期投入和短期收益之间做个取舍。
除此之外,还有很多的特定应用市场对国产ADC来说依然是“门难进”,如医疗电子、测试测量仪器仪表等对芯片性能和质量的要求高于对芯片成本的行业,由于没有给予足够的“试错”机会,加之国际巨头也全力提高技术护城河(像ADI、TI都推出了针对医疗领域的256通道ADC模块),使得国内企业短期内很难形成替代之势。
不能马踏平川,要一个一个市场的去争夺,国内企业的前路依然漫长。
天花板
同很多芯片一样,中国企业完成了从0到1的过程,接下来才是真正的考验。
因为华为禁令,很多人知道了超高速ADC。5G基站使用的超高速ADC,对国内来说就是一片空白。后来,海思虽然用自研的ADC做了替换(指标不明晰),依然不能掩盖行业的尴尬处境。
5G通信要支持需要100MHz甚至400MHz的RF信道带宽,这是需要超高速ADC的主要驱动因素。因此,最理想的数据转换器采样速率是1~3GSPS的量级,业界一般采用Pipeline型ADC来实现,分辨率为14位,目前尚无国内厂家可以达成。
据业内人士透漏,国内某些研究所可以开发RF微波器件,也包括高速、高精度ADC,只是没有批量成熟的量产工艺,出货还要依靠分筛,仅限于满足小批量不太计成本的应用。
多重因素造成了今日的局面。北京半导体行业协会副秘书长朱晶认为,禁运是首要原因,再加上技术门槛确实很高,国内的技术积累也不够,最后是系统厂商以前也没有给大量的国产替代机会,使得国内迟迟不能突破高速、高精度ADC的壁垒。
曾任职国外多家模拟芯片公司的技术专家蓝凯(化名)指出,工艺是一个决定性的因素。“不要说中国,整个亚洲地区都没有适配高速模拟的工艺制程。”
制造ADC会采用到CMOS、GaAs HBT和SiGe BiCMOS工艺。其中,CMOS的优点是便于与数字电路集成,且截止频率高、功耗低;GaAs HBT的击穿电压高、但功耗较大;SiGe BiCMOS的截止频率高,且具有抗辐射性,缺点也是功耗较高。高速ADC多为BiCMOS工艺制造, 只有ADI、TI这些采用IDM模式的公司才掌握着该工艺的“绝活”。
“ADC精度和分辨率的高低主要取决于器件内部的电阻网络,在ADI公司内部,如果要使用高性能的薄膜电阻,都需要特批。”蓝凯以这个例子来说明大厂对工艺细节的把控。
此外,工艺上的不断调校,才能让ADC这类模拟器件发挥出最好的性能。蓝凯说:“单从晶圆制造上讲,MPW(多项目晶圆)过后都要改上几版后才能摸到晶圆上的门道。”相比之下,国内的ADC厂商都是Fabless模式,不具备这种反复调校的条件,很难实现设计和工艺的紧耦合。
从设计层面来讲,国际大厂也已形成了严密的专利布局,对后来者层层设防。比如,对高速ADC非常关键的校准,国内厂商想要突破,就很难绕过大厂的专利壁垒。
最后,就是老生常谈的人才问题。设计和工艺的同步研发是模拟的难点,设计师必须有深刻的工艺理解能力才能搞定模拟芯片。但当前的情况,不要说能掌握全局的设计师,即使普通的模拟芯片工程师也非常匮乏。“1年数字、10年模拟”,培养和留住模拟人才已成当务之急。
工艺、专利、人才,要征服高速ADC,还要翻过三座大山。
亡羊补牢
华为禁令敲醒了中国半导体行业,也让人们注意到模拟芯片的重要性。
在资本市场上,先后有圣邦微、思瑞浦、芯海科技登陆成功,还有昆腾微即将IPO。国内的信号链厂家终于赢来了曙光。
创业的路上,不少怀揣着产业报国理想的人也选择了信号链这个赛道,期望改变行业格局。这其中,不乏海归金领,高校精英,以及传统信号链公司的骨干成员。
很多团队以突破高速ADC禁令为口号,也获得了资本的加持,但是真正做出的产品还是少之又少。业内人士将此归结于实验室理想与行业现实之间的巨大差距。资深半导体投资人王磊(化名)就认为:“往往有很多团队,虽然高举高打,号称融资多少,专攻高端芯片,但最后还是要做一些中低端的民用产品来养活自己,这就是比较可怜的现实。”
朱晶则指出,这个问题要归结于这个ADC本身,它还是需要一定的技术积累和不断迭代和磨练的,真正从正向做起,并非易事。
凡是做过ADC的人,都坦言ADC并不好做。一枚小小的芯片,蕴含一个复杂的系统,是精雕细琢的产物。国际大厂为了规划好一颗ADC,往往要进行多次调研,认清市场的真正需求后才进行产品定义。这样做出的产品才能真正得到市场的认可,拥有长久的生命周期。
清华大学王志华教授曾经称,中国模拟芯片想要发展,就必须要在存量市场做到性能更好,价格更低,这样才能赢得市场。而这一切的基础,就是坚定的信心和极致的工匠精神。
千里之行 积于跬步。做ADC如此,做模拟芯片莫不如此。
来源:集微网
被赞誉为芯片皇冠上的明珠,ADC(Analog-to-Digital Converter,模拟数字转换器)的重要性在几十年内从未被动摇。进入AIoT和5G的时代,因为与物理世界交互需求的增加,ADC作为信号链核心的地位还在稳步提升。
对于中国的芯片界来说,ADC以及整个信号链芯片的国产化都是绕不开的话题。特别是华为禁令事件的爆发,更是将ADC的国产替代进程送上快车道。
进步神速
ADC是一大类芯片的统称,经过几十年的演进,已经产生出针对不同应用的多种架构,最为常见的是SAR(逐次逼近)型、∑-Δ型、Pipeline(流水线)型,闪速(Flash)型。按照分辨率和采样速率,可以最直观地分辨这些架构(如下图所示)。
以采样速率从低到高的顺序排序,最低的是∑-Δ型,最高的是Flash型(目前已经很少用到);以分辨率从低到高的顺序排序,则正好反之。
精度和速度是一对矛盾的指标,一方追求极致,则另一方就做出牺牲。但数字信号处理技术和数字电路工作速度的提高,以及对于系统灵敏度等要求的不断提高,对于高速、高精度的 ADC需求越来越大。
在美国的出口管控中,对各分辨率范围的ADC都设置了一条采样速率“红线”,只要越雷池一步,就要遭受禁运。举例来说,12位~14位ADC,采样速率不能超过400MSPS;14位~16位,采样速率不能超过250MSPS。
这一红线是国产ADC与进口ADC的指标分水岭,但是进步神速的国内企业,已经开始冲击这道封锁线。比如,商用的国产14位ADC的采样速率已经达到500MSPS,还有初创公司开发的14位、1GSPS的ADC也进入样片测试阶段。
在禁令标准之下的较低分辨率或采样速率的ADC,国内产品更是遍地开花。“举例来说,采用CMOS工艺的低速∑-Δ ADC风起云涌,已经呈红海状了。”业内人士这样表示。
∑-Δ ADC的优势在于分辨率,目前最高可达到32位,主要应用于高精度数据采集,特别是传感器、数字音响系统、多媒体、地震勘探仪器、声纳等领域。国产厂商的高精度∑-Δ ADC完全实现了国产化,且性能不输国际同行。
如果是应用更为广泛的SAR ADC,其因为电路规模中等、功耗低,且能兼顾分辨率和采样速率而很受市场欢迎,国产ADC芯片也是风起云涌。据原子半导体联合创始人袁文章介绍,12位1~3Msps SAR ADC已经成为国产MCU的标配,基本以IP或者die的形式存在,更高精度的单片14位甚至是16位SAR ADC也有厂商开始供货。
原子半导体就是其中之一。该公司是基于港科大袁杰教授在长期的芯片项目研发储备和技术积累,从港科大分离出来的一家混合信号/模拟芯片设计初创企业。2020年9月,原子半导体正式流片16bit SAR ADC系列,最高采样率可达10MSPS。
如此多的国产ADC芯片井喷式涌现,让乐观者感觉国产ADC全面替代为时不远。但袁文章不这样认为,“今年国产ADC芯片还不算完全起势,因为国产替代始终是个循序渐进的过程,需一步一个脚印,从技术和制造工艺上逐步突破。”
盘根错节的市场
左右ADC替代周期长短的重要因素就是复杂的市场状况。ADC的下游应用非常分散,消费、工业、通信、医疗、交通等无所不包,“要建成罗马”绝非一日之功。
消费电子市场的国产替代最为领先,其规模和活力也是其他市场暂不能企及的。ADI、TI、Maxim等国际巨头当前更为关注工业、通信、医疗等领域,那里利润更加丰厚,客户更为分散,是它们的营收重要来源,
ADC在消费电子领域很少以分立芯片的形式出现,都与MCU内核集成在一起。有实力的国内MCU厂商选择自研ADC,不具备研发能力的则通过专业的ADC公司或其他渠道购买相关IP或者die。晶圆厂和EDA公司也能提供性能不错的ADC IP,使这个赛道竞争激烈。
即使利润较低,国内厂商们也依旧看重这个市场。“原因是消费市场的挣钱很快,影响力也很大。”一位业内人士道出了其中关键。国内的ADC厂商大部分经过消费电子市场洗礼,在与国际巨头的短兵相接中,逐步壮大了技术实力并赢得了市场份额。消费市场如今已难觅进口ADC的身影。
滞留在消费电子市场,国内厂商还有一个苦衷,要进入工业、通信等市场,以往“难如登天”,连获得测试的机会都很稀缺。好在中美贸易战开始以后,情况终于有了改观,行业客户向国产厂商终于打开了大门。
不可否认,这些市场本身对ADC的性能要求也非常严格。核芯互联(北京)科技有限公司董事、总经理胡康桥告诉记者,为了满足客户的要求,他们在一个月内对一款芯片连续改版四次。“有一些指标都是平常不会注意的,比如各通道的隔离程度,闭门做设计的时候根本想不到。”
这款产品最终打入了国家电网,实现了对国际大厂同类产品的替代。但是这个过程也让胡康桥和团队认识了工业市场的残酷一面。“芯片先送去客户那里做一两个月的压力测试,然后送去国网测试中心去测试,再进行挂网测试,最快都要半年时间,这么长的周期,小公司真是很难扛。”他感慨道。
回报与付出也是成正比的。产品一旦被工业或通信客户所接纳,就有很长的生命周期,利润也相当可观。再者,因为这些行业的战略重要性,国产替代的热情很高涨,国内厂商已经看到了巨大的商机。
纵然如此,不少厂商还是会望而却步。胡康桥给记者算了笔账:“即使是华为的5G基站,一年以几十万个来计,里面的ADC等模拟器件最多就几百万的用量,根本无法与动辄出货上千万或过亿的消费市场相比。”要真正进入这些市场,国内厂商就要在长期投入和短期收益之间做个取舍。
除此之外,还有很多的特定应用市场对国产ADC来说依然是“门难进”,如医疗电子、测试测量仪器仪表等对芯片性能和质量的要求高于对芯片成本的行业,由于没有给予足够的“试错”机会,加之国际巨头也全力提高技术护城河(像ADI、TI都推出了针对医疗领域的256通道ADC模块),使得国内企业短期内很难形成替代之势。
不能马踏平川,要一个一个市场的去争夺,国内企业的前路依然漫长。
天花板
同很多芯片一样,中国企业完成了从0到1的过程,接下来才是真正的考验。
因为华为禁令,很多人知道了超高速ADC。5G基站使用的超高速ADC,对国内来说就是一片空白。后来,海思虽然用自研的ADC做了替换(指标不明晰),依然不能掩盖行业的尴尬处境。
5G通信要支持需要100MHz甚至400MHz的RF信道带宽,这是需要超高速ADC的主要驱动因素。因此,最理想的数据转换器采样速率是1~3GSPS的量级,业界一般采用Pipeline型ADC来实现,分辨率为14位,目前尚无国内厂家可以达成。
据业内人士透漏,国内某些研究所可以开发RF微波器件,也包括高速、高精度ADC,只是没有批量成熟的量产工艺,出货还要依靠分筛,仅限于满足小批量不太计成本的应用。
多重因素造成了今日的局面。北京半导体行业协会副秘书长朱晶认为,禁运是首要原因,再加上技术门槛确实很高,国内的技术积累也不够,最后是系统厂商以前也没有给大量的国产替代机会,使得国内迟迟不能突破高速、高精度ADC的壁垒。
曾任职国外多家模拟芯片公司的技术专家蓝凯(化名)指出,工艺是一个决定性的因素。“不要说中国,整个亚洲地区都没有适配高速模拟的工艺制程。”
制造ADC会采用到CMOS、GaAs HBT和SiGe BiCMOS工艺。其中,CMOS的优点是便于与数字电路集成,且截止频率高、功耗低;GaAs HBT的击穿电压高、但功耗较大;SiGe BiCMOS的截止频率高,且具有抗辐射性,缺点也是功耗较高。高速ADC多为BiCMOS工艺制造, 只有ADI、TI这些采用IDM模式的公司才掌握着该工艺的“绝活”。
“ADC精度和分辨率的高低主要取决于器件内部的电阻网络,在ADI公司内部,如果要使用高性能的薄膜电阻,都需要特批。”蓝凯以这个例子来说明大厂对工艺细节的把控。
此外,工艺上的不断调校,才能让ADC这类模拟器件发挥出最好的性能。蓝凯说:“单从晶圆制造上讲,MPW(多项目晶圆)过后都要改上几版后才能摸到晶圆上的门道。”相比之下,国内的ADC厂商都是Fabless模式,不具备这种反复调校的条件,很难实现设计和工艺的紧耦合。
从设计层面来讲,国际大厂也已形成了严密的专利布局,对后来者层层设防。比如,对高速ADC非常关键的校准,国内厂商想要突破,就很难绕过大厂的专利壁垒。
最后,就是老生常谈的人才问题。设计和工艺的同步研发是模拟的难点,设计师必须有深刻的工艺理解能力才能搞定模拟芯片。但当前的情况,不要说能掌握全局的设计师,即使普通的模拟芯片工程师也非常匮乏。“1年数字、10年模拟”,培养和留住模拟人才已成当务之急。
工艺、专利、人才,要征服高速ADC,还要翻过三座大山。
亡羊补牢
华为禁令敲醒了中国半导体行业,也让人们注意到模拟芯片的重要性。
在资本市场上,先后有圣邦微、思瑞浦、芯海科技登陆成功,还有昆腾微即将IPO。国内的信号链厂家终于赢来了曙光。
创业的路上,不少怀揣着产业报国理想的人也选择了信号链这个赛道,期望改变行业格局。这其中,不乏海归金领,高校精英,以及传统信号链公司的骨干成员。
很多团队以突破高速ADC禁令为口号,也获得了资本的加持,但是真正做出的产品还是少之又少。业内人士将此归结于实验室理想与行业现实之间的巨大差距。资深半导体投资人王磊(化名)就认为:“往往有很多团队,虽然高举高打,号称融资多少,专攻高端芯片,但最后还是要做一些中低端的民用产品来养活自己,这就是比较可怜的现实。”
朱晶则指出,这个问题要归结于这个ADC本身,它还是需要一定的技术积累和不断迭代和磨练的,真正从正向做起,并非易事。
凡是做过ADC的人,都坦言ADC并不好做。一枚小小的芯片,蕴含一个复杂的系统,是精雕细琢的产物。国际大厂为了规划好一颗ADC,往往要进行多次调研,认清市场的真正需求后才进行产品定义。这样做出的产品才能真正得到市场的认可,拥有长久的生命周期。
清华大学王志华教授曾经称,中国模拟芯片想要发展,就必须要在存量市场做到性能更好,价格更低,这样才能赢得市场。而这一切的基础,就是坚定的信心和极致的工匠精神。
千里之行 积于跬步。做ADC如此,做模拟芯片莫不如此。
来源:集微网
张林凯老师在初一第一次月考后的大实话:经常听到家长们跟我聊天的时候说的一句话:“老师,孩子这次考的挺差的”。其实,我想说:不是考的差,这就是你家孩子目前数学水平最真实的成绩体现。首先要承认这个客观事实,然后接下来要帮助其进行查缺补漏,为期中考试做好预埋。要想提高,就必须接受这个事实,这是基本的世界观。其次呢,从基本事实的概率随机分布角度而言,凡是考试,考不好,其实是正常的,考的好才是个例。(不必抬杠,可惜仔细推敲我这句话)。所以鼓励学生,心态上要做减法,考得好就是赚,考的不好也没那么多大的事,但要做好考试后的试卷分析,进行针对性的查缺补漏,这个非常重要。
家装配电箱的这些知识,您都了解吗?
家装电工,在进行电路改造的过程中,第一步被要求改正的就是配电箱,这个方方正正的箱子,在装修时真的需要做调整吗?
一、配电箱移位
配电箱一般安装在大门附近——也就是玄关处,可惜它实在丑陋,与装修效果格格不入。于是就有人想到了给配电箱移位,把它移到不显眼的位置,不就万事大吉了吗?
但其实这种做法是不推荐的,主要原因有二:
1.配电箱是嵌入墙内的,配电箱所在墙壁的稳定性必然受影响。如果不嫌麻烦,勉强可以把它移到非承重墙上——但是移位的价格依然不低。
2.业主与物业是有严格的责任划分的,电表箱到配电箱之间的一端距离,属于物业的责任范畴。现在业主私自移动配电箱,改变了这段距离的长度,也改变了这段距离上电线的状态,将来出了问题,就容易发生很多推诿扯皮的事情。
二、配电箱改装
指的是不动原来的配电箱,只把里面的开关换掉——只有一种情况下需要做这种更改,那就是家里有超大功率电器(功率大于6000W)。
更换开关并不容易,往往是牵一发而动全身。某一个支路开关换了参数,代表着相应的电线(进出线的电线都要换)和主开关都要做更改。而开关的额定电流越大,相应的宽度也就越大——原有的配电箱未必装得下。
一般来说,原有的配电箱里的开关参数能够满足绝大部分用户的用电需求,不需要改装——有关漏电保护器的问题,这里要强调一下:原配电箱里一定有漏电,也有空开。用户在更换时,要看准了,原本是漏电的地方,更换后也必须是漏电;原本是空开的地方,更换后也必须是空开。
三、配电箱更换
家里的用电器数量增加,导致原有的开关无法满足了——此时要做的是增加回路(把原来的一个回路拆成两个),而不是单纯的换一个更大的开关。回路数量变多了,必然需要更换配电箱——更换配电箱也代表着在墙上开更大的孔,一般来说不到迫不得已,也是不建议做的。
新的配电箱在选择开关类型的时候要注意:主开关和照明回路使用空开(主开关1P,照明回路1P或1P+N),插座回路使用漏电开关(大功率2P,普通插座1P或1P+N)。
最后提醒,新的配电箱要在原配电箱的位置上进行安装,不要动入户线。
四、强配电箱的位置
强配电箱,可以安装在住户走廊、门厅、房间、餐厅等适合的地点,但不能够安装在厨房间、卫生间。因为时间长了,厨房的水分、油腻会影响断路器的正常工作,以及有煤气危险。
除了强配电箱外,还可以再设计安装一个次级配电箱。该次级配电箱,一般是为一些功率比较大的电器配置的,主要是这些电器的电源插头比较难配,或者用插头不能够完好实现电气的连接。例如,厨房、浴室的电器,以及空调的电源配电箱,即作为电源开关使用。
五、强配电箱的高度说明
①地下室照明箱明装底边距地1.5m。
②1层在走廊安装的照明配电箱底边距地1.7m。
③1层控制箱的安装高度为中心距地1.5m。
④1层挂墙明装的配电箱中心距地1.3m(箱体高度大于0.8m),或1.5m(箱体高度小于0.8m)。
⑤剪力墙内暗装配电箱要先用比配电箱稍大木盒预留洞口,安装配电箱提时必须拆除木盒。
⑥落地安装的基础,需要高出地面50~100mm。
⑦暗装于墙壁时,底部距地面高1.4m。
⑧明装于墙壁时,底部距地面高1.2m。
⑨室外配电箱,需要牢固地安装在支架上,箱底距地面高度不低于1.0m,以及采取防止攀登措施。
⑩箱体垂直度的允许偏差为:箱体高度为500mm以下时,不应大于1.5mm。箱体高度为500mm以上时,不应大于3mm。配管入箱需要顺直,露出长度小于5mm。
配电箱的高度,跟家里大人的身高差不多,也就是伸手能够操作的位置,以及远离孩子的操作高度。
六、配电箱的挂算尺寸
①强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及开关位数小于20位时,则开关宽度尺寸加起来,再每边加20mm就是电箱宽度。高度,就是开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
②强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及开关位数大于20位时,强配电箱需要布置为两排开关,则开关宽度尺寸加起来再每边加40mm,就是电箱宽度。高度,就是开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
③强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及进线开关单独一排时,则开关宽度尺寸加起来再每边加20mm,就是电箱宽度。高度,就是开关高度加进线开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
④强配电箱为动力电箱时,或动力照明电箱时,估算基本与上面相同。如果进线大于10mm²时,需要考虑进线的弯曲半径一级接线端子要预留足够的空间进线。如果两排布置开关时,需要考虑开关的布线走线。
⑤实际上,强配电箱尺寸是没有定论的,需要根据实际安装、实际接线图、如何安排开关、开关走线等来考虑。
⑥微型断路器每位宽度大约18mm。
⑦PZ系列配电箱有固定尺寸。家用配电箱一般选择PZ30型号。家用配电箱尺寸大小有:
110mm×160mm×8mm
150mm×170mm×8mm
200mm×210mm×9mm
230mm×240mm×9mm
280mm×280mm×9mm
280mm×370mm×9mm
280mm×420mm×9mm
280mm×460mm×9mm
470mm×210mm×9mm
470mm×370mm×9mm
470mm×420mm×9mm
580mm×370mm×9mm
390mm×630mm×9mm
七、强配电箱的移位
强配电箱的移位,一般需要加一段电缆,用镀银对接管对接,并且采用热缩材料做主绝缘,有的还需要做好防水处理。
强配电箱的移位,涉及电源入户线的加长,如果入户线是6mm²,或者10mm²、16mm²、25mm²,则需要采用同规格的导线来加长。加长连接处,需要设计接线盒,并且连接操作要符合要求。
6mm²的入户线导线连接,一般可以采用双向铰接,再用锡焊。也可以采用铜杆、接线耳连接方式。
10mm²、16mm²、25mm²导线连接,一般可以对接管压接。压接完后,需要用2层热缩绝缘套管,最外一层最好用高压热缩管保护。
强配电箱的移位线,一般采用暗装最为普遍。
八、强配电箱的规格与类型
常见型号
1.XL-51
XL——表示动力箱系列产品。
2.JXF防护箱系列型号
JXF——表示为防护箱。JXF防护箱主要的型号也只有:JXF1000/JXF2000,其尺寸主要有250×250×140、300(400、500、600)×250×140、300(400、500、600)×300×140(180、200)、300(400、500、600)×400×140(200、230)等。
3.XRM-302-05-2B(H)
XRM——表示这个照明配电箱属于嵌入式的照明配电箱。
302——表示设计序号。
05——表示该照明配电箱的方案号。
2B(H)——表示照明配电箱的高度以及宽度均为200mm。
4.XRM-305-3B-H
照明配电箱型号中凡是带有B、H字母的,则表示该照明配电箱的宽度、高度。H字母前面没有带数字的,则默认的标准型号,即2高度为40mm,除了嵌入式的型号外,其他很多字母组合而成的也是照明配电箱型号。
5.PXT-4-3X10
PXT——表示这个是照明配电箱。
4——表示设计的序号。
3——表示进线相数为3相。
10——告示每相输出的回路数为10。
选择什么规格的配电箱,一般与总功率没关系,而与电路的回路数量有关。配电箱配上空气开关、漏电保护器后,需要用多大的功率的,则需要根据进户线的额定电流来确定。配电箱里面的空开、漏保数量,需要根据需要的回路来决定。
家装电工,在进行电路改造的过程中,第一步被要求改正的就是配电箱,这个方方正正的箱子,在装修时真的需要做调整吗?
一、配电箱移位
配电箱一般安装在大门附近——也就是玄关处,可惜它实在丑陋,与装修效果格格不入。于是就有人想到了给配电箱移位,把它移到不显眼的位置,不就万事大吉了吗?
但其实这种做法是不推荐的,主要原因有二:
1.配电箱是嵌入墙内的,配电箱所在墙壁的稳定性必然受影响。如果不嫌麻烦,勉强可以把它移到非承重墙上——但是移位的价格依然不低。
2.业主与物业是有严格的责任划分的,电表箱到配电箱之间的一端距离,属于物业的责任范畴。现在业主私自移动配电箱,改变了这段距离的长度,也改变了这段距离上电线的状态,将来出了问题,就容易发生很多推诿扯皮的事情。
二、配电箱改装
指的是不动原来的配电箱,只把里面的开关换掉——只有一种情况下需要做这种更改,那就是家里有超大功率电器(功率大于6000W)。
更换开关并不容易,往往是牵一发而动全身。某一个支路开关换了参数,代表着相应的电线(进出线的电线都要换)和主开关都要做更改。而开关的额定电流越大,相应的宽度也就越大——原有的配电箱未必装得下。
一般来说,原有的配电箱里的开关参数能够满足绝大部分用户的用电需求,不需要改装——有关漏电保护器的问题,这里要强调一下:原配电箱里一定有漏电,也有空开。用户在更换时,要看准了,原本是漏电的地方,更换后也必须是漏电;原本是空开的地方,更换后也必须是空开。
三、配电箱更换
家里的用电器数量增加,导致原有的开关无法满足了——此时要做的是增加回路(把原来的一个回路拆成两个),而不是单纯的换一个更大的开关。回路数量变多了,必然需要更换配电箱——更换配电箱也代表着在墙上开更大的孔,一般来说不到迫不得已,也是不建议做的。
新的配电箱在选择开关类型的时候要注意:主开关和照明回路使用空开(主开关1P,照明回路1P或1P+N),插座回路使用漏电开关(大功率2P,普通插座1P或1P+N)。
最后提醒,新的配电箱要在原配电箱的位置上进行安装,不要动入户线。
四、强配电箱的位置
强配电箱,可以安装在住户走廊、门厅、房间、餐厅等适合的地点,但不能够安装在厨房间、卫生间。因为时间长了,厨房的水分、油腻会影响断路器的正常工作,以及有煤气危险。
除了强配电箱外,还可以再设计安装一个次级配电箱。该次级配电箱,一般是为一些功率比较大的电器配置的,主要是这些电器的电源插头比较难配,或者用插头不能够完好实现电气的连接。例如,厨房、浴室的电器,以及空调的电源配电箱,即作为电源开关使用。
五、强配电箱的高度说明
①地下室照明箱明装底边距地1.5m。
②1层在走廊安装的照明配电箱底边距地1.7m。
③1层控制箱的安装高度为中心距地1.5m。
④1层挂墙明装的配电箱中心距地1.3m(箱体高度大于0.8m),或1.5m(箱体高度小于0.8m)。
⑤剪力墙内暗装配电箱要先用比配电箱稍大木盒预留洞口,安装配电箱提时必须拆除木盒。
⑥落地安装的基础,需要高出地面50~100mm。
⑦暗装于墙壁时,底部距地面高1.4m。
⑧明装于墙壁时,底部距地面高1.2m。
⑨室外配电箱,需要牢固地安装在支架上,箱底距地面高度不低于1.0m,以及采取防止攀登措施。
⑩箱体垂直度的允许偏差为:箱体高度为500mm以下时,不应大于1.5mm。箱体高度为500mm以上时,不应大于3mm。配管入箱需要顺直,露出长度小于5mm。
配电箱的高度,跟家里大人的身高差不多,也就是伸手能够操作的位置,以及远离孩子的操作高度。
六、配电箱的挂算尺寸
①强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及开关位数小于20位时,则开关宽度尺寸加起来,再每边加20mm就是电箱宽度。高度,就是开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
②强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及开关位数大于20位时,强配电箱需要布置为两排开关,则开关宽度尺寸加起来再每边加40mm,就是电箱宽度。高度,就是开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
③强配电箱只是照明电箱或者小动力强配电箱时,进线小于10mm²时,以及进线开关单独一排时,则开关宽度尺寸加起来再每边加20mm,就是电箱宽度。高度,就是开关高度加进线开关高度加40mm。深度,就是开关最大深度加10mm。
④强配电箱为动力电箱时,或动力照明电箱时,估算基本与上面相同。如果进线大于10mm²时,需要考虑进线的弯曲半径一级接线端子要预留足够的空间进线。如果两排布置开关时,需要考虑开关的布线走线。
⑤实际上,强配电箱尺寸是没有定论的,需要根据实际安装、实际接线图、如何安排开关、开关走线等来考虑。
⑥微型断路器每位宽度大约18mm。
⑦PZ系列配电箱有固定尺寸。家用配电箱一般选择PZ30型号。家用配电箱尺寸大小有:
110mm×160mm×8mm
150mm×170mm×8mm
200mm×210mm×9mm
230mm×240mm×9mm
280mm×280mm×9mm
280mm×370mm×9mm
280mm×420mm×9mm
280mm×460mm×9mm
470mm×210mm×9mm
470mm×370mm×9mm
470mm×420mm×9mm
580mm×370mm×9mm
390mm×630mm×9mm
七、强配电箱的移位
强配电箱的移位,一般需要加一段电缆,用镀银对接管对接,并且采用热缩材料做主绝缘,有的还需要做好防水处理。
强配电箱的移位,涉及电源入户线的加长,如果入户线是6mm²,或者10mm²、16mm²、25mm²,则需要采用同规格的导线来加长。加长连接处,需要设计接线盒,并且连接操作要符合要求。
6mm²的入户线导线连接,一般可以采用双向铰接,再用锡焊。也可以采用铜杆、接线耳连接方式。
10mm²、16mm²、25mm²导线连接,一般可以对接管压接。压接完后,需要用2层热缩绝缘套管,最外一层最好用高压热缩管保护。
强配电箱的移位线,一般采用暗装最为普遍。
八、强配电箱的规格与类型
常见型号
1.XL-51
XL——表示动力箱系列产品。
2.JXF防护箱系列型号
JXF——表示为防护箱。JXF防护箱主要的型号也只有:JXF1000/JXF2000,其尺寸主要有250×250×140、300(400、500、600)×250×140、300(400、500、600)×300×140(180、200)、300(400、500、600)×400×140(200、230)等。
3.XRM-302-05-2B(H)
XRM——表示这个照明配电箱属于嵌入式的照明配电箱。
302——表示设计序号。
05——表示该照明配电箱的方案号。
2B(H)——表示照明配电箱的高度以及宽度均为200mm。
4.XRM-305-3B-H
照明配电箱型号中凡是带有B、H字母的,则表示该照明配电箱的宽度、高度。H字母前面没有带数字的,则默认的标准型号,即2高度为40mm,除了嵌入式的型号外,其他很多字母组合而成的也是照明配电箱型号。
5.PXT-4-3X10
PXT——表示这个是照明配电箱。
4——表示设计的序号。
3——表示进线相数为3相。
10——告示每相输出的回路数为10。
选择什么规格的配电箱,一般与总功率没关系,而与电路的回路数量有关。配电箱配上空气开关、漏电保护器后,需要用多大的功率的,则需要根据进户线的额定电流来确定。配电箱里面的空开、漏保数量,需要根据需要的回路来决定。
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