EMC-學(xué)習(xí)報(bào)告by余威2014-11-09

1、EMC 學(xué)習(xí)報(bào)告DTSA/GCP/Agency 余威 2014/11/9差模干擾和共模干擾的產(chǎn)生和消除干擾的分類二、差模干擾三、共模干擾一、干擾的分類1、干擾的產(chǎn)生 是指對(duì)有用信號(hào)以外的一切電子信號(hào)的一個(gè)總和，也可以理解為電磁干擾。構(gòu)成干擾的三要素：騷擾源、傳輸途徑、敏感設(shè)備（圖-1）。圖-12、干擾的分類 噪聲按傳播路徑來(lái)分可分為傳導(dǎo)噪聲干擾和空間噪聲干擾（圖-2）。其傳導(dǎo)干擾主要通過導(dǎo)體傳播,通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)耦合（干擾到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò),其頻譜主要為30MHz 以下。而空間噪聲干擾源通過空間把其信號(hào)耦合（干擾）到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò),其頻率范圍比傳導(dǎo)噪聲頻率寬30Hz-30GHz。干擾

2、的分類 （圖-2）二、差模干擾1、差模干擾：差模干擾是兩條電源線之間（簡(jiǎn)稱線對(duì)線）的噪聲，主要通過選擇合適的電容，差模線圈來(lái)進(jìn)行抑制和衰減。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是線對(duì)線的干擾。如圖，我們可以看到差模的原理圖。UDM 就是差模電壓，IDM 就是差模電流。IDM 大小相同，方向相反。2、差模干擾產(chǎn)生的原因 差模干擾中的干擾是起源在同一電源線路之中(直接注入). 如同一線路中工作的電機(jī),開關(guān)電源，可控硅等，他們?cè)陔娫淳€上所產(chǎn)生的干擾就是差模干擾。差模干擾直接作用在設(shè)備兩端的，直接影響設(shè)備工作，甚至破壞設(shè)備（表現(xiàn)為尖峰電壓,電壓跌落及中斷。）3、如何消除差模干擾？ 主要采用差模電感和差模電容。差模電感工作原理差

3、模電感工作原理（如上圖）（如上圖）可以看到，當(dāng)電流流過差模線圈之后，線圈里面的磁通是增強(qiáng)的，相當(dāng)于兩個(gè)磁通之和。線圈特性低頻率低阻抗高頻率高阻抗決定了在高頻時(shí)利用它的高阻抗衰減差模信號(hào)。（如圖下圖所示）：當(dāng)頻率為50Hz 時(shí)，線圈阻抗接近于0，相當(dāng)于一根導(dǎo)線，不起任何衰減作用。當(dāng)頻率為500k Hz 時(shí)， 阻抗達(dá)到5k 歐, 而理想狀態(tài)下，此時(shí)負(fù)載阻抗一般考慮為50 歐，根據(jù)上面公式，此時(shí)差模線圈分得了99%的差模干擾電壓，而負(fù)載只分得了1%的差模干擾電壓。同時(shí) 電流也有很大衰減。 (可以算出此時(shí)線圈的差模插入損耗)差模電容工作原理差模電容工作原理（如上圖）（如上圖）可以看到，電容特性低頻率高

4、阻抗高頻率低阻抗。濾波器利用電容在高頻時(shí)它的低阻抗短路掉差模干擾。當(dāng)頻率為50Hz 時(shí)，電容阻抗趨近于無(wú)窮大，相當(dāng)于短路，不起任何衰減作用。當(dāng)頻率為500k Hz 時(shí)， 電容阻抗很小, 根據(jù)上式可以看到差模負(fù)載的電流衰減為趨近于0，如當(dāng)頻率為500k Hz 時(shí)負(fù)載 50 歐、容抗 0.05 歐。此時(shí)電容分得了99.9%的差模干擾電流，而負(fù)載只分得了0.1%的差模干擾電流。也就是說(shuō)500k Hz 時(shí)，電容使得差模干擾下降了30dB.三、共模干擾1、共模干擾：則是兩條電源線對(duì)大地（簡(jiǎn)稱線對(duì)地）的噪 聲，主要通過選擇合適的電容，和共模線圈來(lái)進(jìn)行抑制和衰減。如圖，我們可以看到共模的原理圖。UPQ 就是

5、共模電壓，ICM1 ICM2 就是共模電流。ICM1 ICM2 大小不一定相同，方向相同2、共模干擾產(chǎn)生的原因電網(wǎng)串入共模干擾電壓輻射干擾 在信號(hào)線上感應(yīng)出共模干擾。（原理是交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變的電流， 由于地線-零線回路面積與地線-火線回路面積不相同，兩個(gè)回路阻抗不同等原因造成電流大小不同）接地電壓不一樣。也就是說(shuō)地電位差異引入共模干擾。3.如何濾除共模干擾 同差模干擾類似，采用共模線圈和共模電容。共模電感工作原理（如圖）共模電感工作原理（如圖）共模線圈和差模線圈原理比較類似，都是利用線圈高頻時(shí)的高阻抗來(lái)衰減干擾信號(hào)。可以用分析差模電感的方法來(lái)分析共模電感。但是共模線圈和差模線圈繞線方法剛好相反（如圖）。因此差模線圈在濾除干擾的同時(shí)，還會(huì)一定程度的增加阻抗，但共模線圈對(duì)方向相反的電流基本不起作用，電流經(jīng)過共模電感的分析：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圈中產(chǎn)生反向的磁場(chǎng)而相互抵消，此時(shí)正常信號(hào)電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼)；當(dāng)有共模電流流經(jīng)線圈時(shí)，由于共模電流的同向性，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場(chǎng)而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強(qiáng)的阻尼效果，以此衰減共模電流，達(dá)到濾波的目的。共模電容工作原理（共模電容工作原理（如上圖）如上圖）共模電容的工作原理