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如何抑制电磁兼容EMC共模干扰与差模干扰?


  来源: 致远电子 时间:2019-05-24 编辑:马致远
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一 什么是共模与差模?

电器设备的电源线,电话等的通信线,与其它设备或外围设备相互交换的通讯线路,至少有两根导线,这两根导线作为往返线路输送电力或信号,在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是"地线"。电压和电流的变化通过导线传输时有两种形态,一种是两根导线分别作为往返线路传输,我们称之为"差模";另一种是两根导线做去路,地线做返回传输,我们称之为"共模"

如上图,蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的,我们称之为"差模";而黄信号是在信号与地线之间传输的,我们称之为"共模"


二 共模干扰与差模干扰

任何两根电源线或通信线上所存在的干扰,均可用共模干扰和差模干扰来表示:共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰,它定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差;差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰,它定义为任何两个载流导体之间不希望有的电位差。在一般情况下,共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。

共模干扰信号

共模干扰的电流大小不一定相等,但是方向(相位)相同的。电气设备对外的干扰多以共模干扰为主,外来的干扰也多以共模干扰为主,共模干扰本身一般不会对设备产生危害,但是如果共模干扰转变为差模干扰,干扰就严重了,因为有用信号都是差模信号。

差模干扰信号

差模干扰的电流大小相等,方向(相位)相反。由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续,以及信号回流路径流过了意料之外的通路等,差模电流会转换成共模电流。


三 共模干扰产生原因

1. 电网串入共模干扰电压。

2. 辐射干扰(如雷电,设备电弧,附近电台,大功率辐射源)在信号线上感应出共模干扰,原因是交变的磁场产生交变 的电流,地线-零线回路面积与地线-火线回路面积不相同,两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。

3.接地电压不一样,简单的说就电位差而造就了共模干扰。

4.设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。

共模干扰电流

共模干扰一般是以共模干扰电流存在的形式出现的,一般情况下共模干扰电流产生的原因有3个方面:

1. 外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压(这个电压相对于大地是等幅和同相的),由这个电压产生的电流。

2. 由于电路走线两端的器件所接的地电位不同,在这个地电位差的驱动下产生的电流。

3. 器件上的电路走线与大地之间有电位差,这样电路走线上会产生共模干扰电流。

关键词:电磁兼容 EMC 共模差模    浏览量:3488

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