差模共模電感

1、共模電感是兩個(gè)繞組分別接在零線(xiàn)和火線(xiàn)上，兩個(gè)繞組同進(jìn)同出，濾除的是共模信號(hào) 差模電感 是一個(gè)繞組 單獨(dú)接在零線(xiàn)和火線(xiàn)上的濾波電感器只能濾除差模干擾.共模信號(hào)：分別在零線(xiàn)和火線(xiàn)上的兩個(gè)完全相同的信號(hào)他們都通偶合和地形成回路差模信號(hào)：是和有用信號(hào)同樣的回路為什么共模電感能防 EMI?EMI?要弄活楚這點(diǎn)，我們需要從共模電感的結(jié)構(gòu)開(kāi)始分 析。圖 4:4:共模電感濾波電路圖 4 4 是包含共模電感的濾波電路，LaLa 和 LbLb 就是共模電感線(xiàn)圈。這兩個(gè)線(xiàn)圈 繞在同一鐵芯上，匝數(shù)和相位都相同繞制反向。這樣，當(dāng)電路中的正常電流流 經(jīng)共模電感時(shí)，電流在同相位繞制的電感線(xiàn)圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消， 此

2、時(shí)正常信號(hào)電流主要受線(xiàn)圈電阻的影響和少量因漏感造成的阻尼；當(dāng)有共 模電流流經(jīng)線(xiàn)圈時(shí)，由丁共模電流的同向性，會(huì)在線(xiàn)圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增 大線(xiàn)圈的感抗，使線(xiàn)圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模電 流，到達(dá)濾波的目的。事實(shí)上，將這個(gè)濾波電路一端接干擾源，另一端接被干擾設(shè)備，那么 LaLa 和 C1,C1, L Lb b和 C2C2 就構(gòu)成兩組低通濾波器，可以使線(xiàn)路上的共模 EMIEMI 信號(hào)被控制在很低的 電平上。該電路既可以抑制外部的 EMEMI I 信號(hào)傳入， 乂可以衰減線(xiàn)路自身工作時(shí)產(chǎn) 生的 EMEMI I 信號(hào)，能有效地降低 EMIEMI 干擾強(qiáng)度。串模干擾串模干擾是指干擾電壓

3、與有效信號(hào)串聯(lián)疊加后作用到儀表上的。串模干擾通常來(lái)自于高壓輸電線(xiàn)、與信號(hào)線(xiàn)平行鋪設(shè)的電源線(xiàn)及大電流控制線(xiàn)所產(chǎn)生的空間電磁場(chǎng)。由傳 感感器來(lái)的信號(hào)線(xiàn)有時(shí)長(zhǎng)達(dá)一二百米，干擾源通過(guò)電磁感應(yīng)和靜電耦合作用加上如此之長(zhǎng)的信號(hào)線(xiàn)上的感應(yīng)電壓數(shù)值是相當(dāng)可觀的。例如一路電線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)平行敷設(shè)時(shí)，信號(hào)線(xiàn)上的電磁感應(yīng)電壓和靜電感應(yīng)電壓分別都可到達(dá)毫伏級(jí)，然而來(lái)自傳感的有效信號(hào)電壓的動(dòng)態(tài)范圍通常僅有幾十毫伏，甚至更小。除了信號(hào)線(xiàn)引入的串模干擾外，信號(hào)源本身固有的漂移，紋波和噪聲，以及電源變壓器不良屏蔽或穩(wěn)壓濾波效果不良 等也會(huì)引入串模干擾。串模干擾也稱(chēng)作差模干擾，是指由兩條信號(hào)線(xiàn)本身作為回路時(shí)，由于外界干擾源或設(shè)備內(nèi)

4、部本身耦合而產(chǎn)生干擾信號(hào)。在差分放大器中，放大器不能區(qū)分串模干擾和信號(hào)，會(huì)一并加以放大。因此，差 模干擾是差分放大電路最難克服的問(wèn)題之一?？朔８蓴_最常用和有效的方法是用雙絞線(xiàn)傳輸信號(hào)，并且雙絞線(xiàn)的絞距越小、線(xiàn)距越近那么抑制串模干擾的能力越強(qiáng)。局域網(wǎng)中廣泛使用的五類(lèi)線(xiàn)就是如此。但在某些不能使用雙絞線(xiàn)的情況下例如AV、CATV 的同軸電纜，那么只能通過(guò)加強(qiáng)線(xiàn)本身的屏蔽、合理布線(xiàn)解決。電源干擾可以以共?；虿钅７绞酱嬖诠材８蓴_是指電源火線(xiàn)對(duì)大地或電源中線(xiàn)對(duì)大地之間的干擾，有時(shí)稱(chēng)為縱模干擾、不對(duì)稱(chēng)干擾或接地干擾。差模干擾是指線(xiàn)與線(xiàn)之間的干擾，如電源相線(xiàn)與中線(xiàn)之間的干擾，有時(shí)稱(chēng)為常模干擾、橫模干擾或?qū)?/p>

5、稱(chēng)干擾。共模干擾是由輻射或串?dāng)_形式形成的，如雷電、電弧、電臺(tái)等，來(lái)自空間的感應(yīng)。差模干擾是同一線(xiàn)路中的電機(jī)、開(kāi)關(guān)電源及可控硅等在電源線(xiàn)上產(chǎn)生的干擾。通常線(xiàn)路上的差模分量和共模分量是同時(shí)存在的，而且由于線(xiàn)路的阻抗不平衡，兩種分量在傳輸中會(huì)互相 轉(zhuǎn)變。干擾在線(xiàn)路上經(jīng)過(guò)長(zhǎng)距離的傳輸后，差模分量的衰減要比共模分量大，因?yàn)榫€(xiàn)間阻抗與線(xiàn)地阻抗不 同的緣故。共模干擾的頻率一般分布在 1mhz1mhz 以上，在傳輸?shù)耐瑫r(shí)，會(huì)向臨近空間輻射，耦合到信號(hào)電 路中形成干擾，很難防范。差模干擾的頻率相對(duì)較低，不易形成空間輻射，已經(jīng)有良好的處理措施，降低 共模干擾，設(shè)備的敏感度問(wèn)題大都是由共模干擾引起的。一個(gè)系統(tǒng)的電磁

6、兼容性，實(shí)際上表達(dá)在兩個(gè)方面：一方面，一個(gè)系統(tǒng)必須以整體電磁環(huán)境為依據(jù)，要求每 個(gè)用電設(shè)備不產(chǎn)生超過(guò)一定限度的電磁發(fā)射；另一方面，又要求它具有一定的抗干擾能力。國(guó)際電工技術(shù) 委員會(huì)IECIEC的定義是：電磁兼容是設(shè)備的一種能力，是設(shè)備在其電磁環(huán)境中能完成它的功能，而不至 于在其環(huán)境中產(chǎn)生不允許的干擾。差模電流：在差分模式下，電路設(shè)備輸出一個(gè)電流到負(fù)載。同時(shí)存在一 個(gè)等值的返回電流。這兩個(gè)大小相等、沿相反方向流動(dòng)的電流，代表了標(biāo)準(zhǔn)的差模工作方式。我們并不想 完全消除差模工作影響，因?yàn)樵谝粋€(gè)電路板只能做得盡量像完善的自屏蔽環(huán)境如同軸電纜，完全的電場(chǎng)俘獲和磁場(chǎng)抵消是不可能到達(dá)的。剩下的不能抵消的場(chǎng)是

7、產(chǎn)生差模EMIEMI 的源。差分模式輻射是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)里 的 R RF F電流回路中電流的流動(dòng)引起的。共模電流：共模電流是由于差模電流抵消不良造成的，差模電流抵消不良是由于兩條信息傳輸通路不平行 引起的。沒(méi)有抵消的那局部就是共模電流共模信號(hào)：是輻射的主要源泉，不包含有用信息。共模起源于公 共金屬結(jié)構(gòu)比方電源面和接地層中的公共電流。典型的發(fā)生條件是電流從導(dǎo)電平面內(nèi)意料之外的通路流過(guò)。當(dāng)返回的電流與它們?cè)瓉?lái)的信號(hào)通路不配對(duì)比方在平面內(nèi)有裂縫等，或者幾個(gè)信號(hào)有公共返回區(qū)域，共模電流就產(chǎn)生了。減小共模輻射的方法：1 1、盡量減小鼓勵(lì)次天線(xiàn)的源電壓，即地電位；2 2、提供與電纜串聯(lián)的高共模阻抗，即加共模扼流

8、圈；3 3、將共模電流旁路到地；4 4、電纜屏蔽層與屏蔽殼體作 360360。端接。這里，采用接地平 面就能有效地減小接地系統(tǒng)中的地電位。EMI 濾波器主要是消除或降低傳導(dǎo)干擾。實(shí)際上傳導(dǎo)干擾又分為共模干擾和差模干擾所謂共模干擾是指相線(xiàn)與地線(xiàn)之間干擾信號(hào)的相位相同、電位相等，而差模干擾是相線(xiàn)間干擾信號(hào)相位差 180電位相等。因此濾波電路也分為抗共模和抗差模干擾電路，參見(jiàn)圖 1。圖 1 抗共模和抗差模干擾電路圖中 LC1,LC2, Cy1,Cy2 構(gòu)成共模濾波電路，LC1,LC2為共模濾波電感，而 Ld1,Ld2,Cx1,Cx2 構(gòu)成差模電路。共模電感 Lc 一般數(shù)值 0.3mH38mH 共模電

9、容 Cy,只要控制在漏電電流 于1mA 條件下選擇較大數(shù)值為準(zhǔn)。而差模電感 Ld 一般在幾十至幾百微亨，其電容應(yīng)選耐壓大于 1.4kV的陶瓷或聚酯電容。Ld1,Ld2差模電感、電容值越大，低頻效果越好。市場(chǎng)上購(gòu)置的 EMI 濾波器大都是 對(duì)共模干擾設(shè)計(jì)的，對(duì)差模抑制效果很差。實(shí)際上開(kāi)關(guān)電源 中共模與差模干擾同時(shí)存在，特別對(duì)于有源功率因數(shù)校正電 路中差模干擾的強(qiáng)度很大。對(duì)于開(kāi)關(guān)電源，EMI 濾波器對(duì)高頻的 EMI 信號(hào)抑制比低頻的 EM!傳導(dǎo)消容易多。常常利用共模電感的差值形成的差模電感就能消除300kHz30MHz 傳導(dǎo)干擾電平。設(shè) 計(jì)和選用濾波器一定要根據(jù)電路的實(shí)際需要而定。首先測(cè)出傳導(dǎo)干擾電平與所規(guī)定的_E感