EMC原理 传导(共模 差模) 辐射(近场 远场) 详解
EMC原理传导辐射详解

EMC原理传导辐射详解共模传导是指电磁干扰信号以共同的模态传导,并引入到其他电路或系统中。
共模传导主要发生在电源线、信号线、地线等电缆或导线上,当电磁波经过导线时,会产生电压或电流,进而引起干扰。
共模传导的原因主要包括线路长度、布线方式、支路接口、驱动源负载、接地系统等。
为了减少共模传导的干扰,可以采取一定的屏蔽措施,如使用屏蔽电缆、布线时距离间隔、增加线路的地面反射性等。
差模传导是指电磁干扰信号通过差模模态传导,并引入到其他电路或系统中。
差模传导主要发生在差模信号线中,差模信号是指两个信号线之间的差值。
差模传导的主要原因包括信号线的电流不平衡、信号线之间的电压差异、信号线的电阻差异等。
为了减少差模传导的干扰,可以采取一些方法,如使用双绞线、增加信号线电阻匹配、增加差模电流等。
辐射是指电磁干扰信号通过空间电磁波辐射的方式传播,并引起其他电路或系统的干扰。
辐射主要分为近场辐射和远场辐射。
近场辐射是指电磁波离开辐射源后,在辐射场中的一个区域内进行辐射传播。
在这个区域中,电磁波的电场和磁场分量具有非常复杂的时空变化规律。
近场辐射主要发生在高频电路、天线等设备中,会导致与之相邻的设备产生干扰。
为了减少近场辐射的干扰,可以采取一些方法,如合理布局电路、选择合适的天线、增加辐射吸收材料等。
远场辐射则是指电磁波在空间中传播到远离辐射源的一个区域。
在远场区域内,电场和磁场具有从辐射源向远离源的方向逐渐减弱的特点,同时它们的比例关系以及传播速度都有规律可循。
远场辐射主要发生在无线通信设备、雷达等设备中,并对周围的设备和系统产生干扰。
为了减少远场辐射的干扰,可以采取一些方法,如增加辐射源的耦合电容、选择合适的频率和天线、增加辐射源的屏蔽等。
综上所述,EMC原理中的传导和辐射是电磁兼容性问题中两个重要的方面。
共模传导和差模传导是电磁干扰信号通过导线传导到其他电路中的两种方式,而近场辐射和远场辐射则是电磁干扰信号通过电磁波辐射方式传播到其他设备和系统中的两种方式。
EMI EMC设计讲座讲解

EMI / EMC设计讲座(二上)PCB上电的来源在PCB中,会产生EMI的原因很多,例如:射频电流、共模准位、接地回路、阻抗不匹配、磁通量……等。
为了掌握EMI,我们需要逐步理解这些原因和它们的影响。
虽然,我们可以直接从电磁理论中,学到造成E MI现象的数学根据,但是,这是一条很辛苦、很漫长的道路。
对一般工程师而言,简单而清楚的描述更是重要。
本文将探讨,在PCB上「电的来源」、Maxwell方程式的应用、磁通量最小化的概念。
电的来源与磁的来源相反,电的来源是以时变的电双极(electric dipole)来建立模型。
这表示有两个分开的、极性相反的、时变的点电荷(point charges)互为相邻。
双极的两端包含着电荷的变化。
此电荷的变化,是因为电流在双极的全部长度内,不断地流动而造成的。
利用振荡器输出讯号去驱动一个没有终端的(unte rminated)天线,此种电路是可以用来代表电的来源。
但是,此电路无法套用低频的电路原理来做解释。
不考虑此电路中的讯号之有限传播速度(这是依据非磁性材料的介电常数而定),反正射频电流会在此电路产生。
这是因为传播速度是有限的,不是无限的。
此假设是:导线在所有点上,都包含相同的电压,并且此电路在任何一点上,瞬间都是均衡的。
这种电的来源所产生的电磁场,是四个变数的函数:1. 回路中的电流振幅:电磁场和在双极中流动的电流量成正比。
2. 双极的极性和测量装置的关系:与磁来源一样,双极的极性必须和测量装置的天线之极性相同。
3. 双极的大小:电磁场和电流元件的长度成正比,不过,其走线长度必须只有波长的部分大。
双极越大,在天线端所测量到的频率就越低。
对特定的大小而言,此天线会在特定的频率下共振。
4. 距离:电场和磁场彼此相关。
两者的强度和距离成正比。
在远场(far field),其行为和回路源(磁的来源)类似,会出现一个电磁平面波。
当靠近「点源(point source)」时,电场和磁场与距离的相依性增加。
用于EMI电磁兼容EMC的近和远场“简化”

环测威官网:/使用简单的理论和实例来解释近场和远场的概念。
当然,详细而准确的解释不是本文的范围,因此,请考虑使用Maxwell理论复习一本关于电磁学的书籍,以获得完整而精确的概述。
在EMI / EMC中,我们使用远场测量天线,我们将远场中的电场水平与法定限制进行比较,我们使用近场探头等对电路进行故障诊断等。
near和far是什么意思?与EMI / EMC领域一样,这取决于。
第一个重要的想法是要记住任何电磁波都有阻抗,波阻抗。
波阻抗Zw是该波的电(V / m)场和磁(A / m)场之间的比率。
所以Zw = E / H. 注意,V / m除以A / m是欧姆。
因此,如果您测量的信号电场电压为10V / m,磁场电压为0.04A / m,则波形的波阻为250欧姆。
这样,具有高E值和低H值的信号是高阻抗波,具有低E值和高H值的信号是低阻抗波(注意当使用电路理论方法时的等效观点:具有高电压和低电压的电路电流是高阻抗电路,低电压和高电流是低阻抗电路。
第二个想法是记住,当你增加到源的距离时,电场和磁场会衰减。
因此,对于图1中的电路,当您远离电路时,电(E)和磁场(H)的幅度会减小。
环测威官网:/图1:当您远离原点时,电场和磁场会衰减。
接近信号的原点,E和H更大。
当您远离电路时,E和H衰减为1 / x,1 / x 2或1 / x 3,其中x是到源的距离。
请注意,只有辐射的信号才能远离电路(当您的电路有一些所需或不需要的天线时)。
其他信号将围绕电路中的组件而不可能被辐射(这是存储的能量)。
当你远离或接近信号的原点时,E和H之间的比率(波阻抗)如何?考虑您的电路位于图2中的X = 0位置。
该图绘制了波阻抗Zw = E / H. 当你离电路很远(即d> λ)时,你将在E和H之间测量的比率恰好是Zo =377Ω。
这是ar场中的波阻抗。
因此,当在远场时,如果您知道电场水平,则可以轻松计算磁场幅度。
增加距离,该比率是恒定的,因为在远场中,E和H都以1 / x衰减。
EMC理论基础

EMC理论基础第一部分电磁骚扰的耦合机理1、基本概念电磁骚扰传播或耦合,通常分为两大类:即传导骚扰传播和辐射骚扰传播。
通过导体传播的电磁骚扰,叫传导骚扰;通过空间传播的电磁骚扰,叫辐射骚扰。
上图传染病的模型非常近似:2、电磁骚扰的常用单位骚扰的单位通用分贝来表示,分贝的原始定义为两个功率的比:通常用 dBm 表示功率的单位,dBm 即是功率相对于 1mW 的值:通过以下的推导可知电压由分贝表示为(注意有一个前提条件为R1=R2):通常用 dBuV 表示电压的大小,dBuV 即是电压相对于 1uV 的值。
对于辐射骚扰通常用电磁场的大小来度量,其单位是V/m。
通常用的单位是dBuV/m。
3、传导干扰a、共阻抗耦合由两个回路经公共阻抗耦合而产生,干扰量是电流i,或变化的电流 di/dt。
、当两个电路的地电流流过一个公共阻抗时,就发生了公共阻抗耦合。
我们在放大器中,级与级之间的一种耦合方式是“阻容”耦合方式,这就是一种利用公共阻抗进行信号耦合的应用。
在这里,上一级的输出与下一级的输入共用一个阻抗。
由于地线就是信号的回流线,因此当两个电路共用一段地线时,彼此也会相互影响。
一个电路的地电位会受到另一个电路工作状态的影响,即一个电路的地电位受另一个电路的地电流的调制,另一个电路的信号就耦合进了前一个电路。
对于两个共用电源的电路也存在这个问题。
解决的办法是对每个电路分别供电,或加解耦电路。
b、容性耦合在干扰源与干扰对称之间存在着分布电容而产生,干扰量是变化的电场,即变化的电压 du/dt。
c、感性耦合在干扰源与干扰对称之间存在着互感而产生,干扰量是变化的磁场,即变化的电流 di/dt。
当信号沿传输线传播时,信号路径与返回路径之问将产生电场,围绕在信号路径和返回路径周围也有磁场。
如图所示,基板材料为FR4的50Ω微带线横截面上的电力线和磁力线,可见,这些场并不仅仅局限于微带线的正下方,而是会延伸到周围的空间。
这些延伸出去的场称为边缘场。
EMC知识概要

主要保护本土的地区的电磁环 境和本土产品的竞争优势。 产品稳定工作的需要,防止EMI、ESD、SURGE、 EFT(Electrical Fast Transient)。 产品内部EMC的需求。
构成干扰三要素
骚扰源 传输途径 敏感设备
空间辐射的电磁波
EUT
导线传导的电压电流
检查电缆接头端的接地螺丝是否拧紧及外端接地是否良好。 [说明]:根据前面几个步骤的分析,必须再作一些检查,通 过这些检查有时候不需要修改便可通过EMI。例如检查电 缆端的螺丝是否锁紧,拧紧螺丝可以增加屏蔽电缆的屏蔽 效果。另外检查机器外接的connector的接地是否良好,若 外壳为金属但有喷漆,则可以考虑把connector处的喷漆刮 掉,使其接地效果良好(此对策不但能对EMI起到抑制作 用,对ESD的抑制效果也较佳)。另外对于使用shielding 的电缆线,必须检查接头处的金属网是否和铁盖密合(针 对DVI接口的线材必须注意此项) 另外一些细部的诊断,就要借助一些自制磁场探头、电场探 头的工具了。
1.
机器外部连接电缆成为辐射天线,由于机器本身外部所 连接的电缆成为天线效应,将杂讯辐射到空间,此时杂 讯的大小和电缆的长度有关,电缆的天线效应相对于杂 讯半波长时共振情形会最大,也往往是造成EMI无法通 过的测试。解决此类问题,必须要做一些判断: a、杂讯是由机器内部电路板或接地所产生 如果是此种情况,将电缆取下或者增加一个磁环 (core)则杂讯降低或消失 。此时可以把将电缆靠近机 器(可以不连接)看杂讯是否存在,若杂讯并没有升高 , 则可以判定杂讯确是由机器内部产生;反之,若将电缆 靠近而干扰杂讯马上升高,则可以判断杂讯是有机器内 部耦合至电缆线上,而使电缆成为辐射天线。
将转台转到EUT最大发射的位置,初步诊断可能的 原因,并关掉EUT电源加以确认。 [说明]:由于EMI测试上,EUT必须转360度而天线 由1米到3米变化,其目的就是要记录辐射最大的情况。 同样的,当我们发现无法通过测试时,首先我们先将 天线位置移到noise接收最大的高度,转台转到最差的 角度,此时我们知道EUT面对天线的这一面辐射最强, 故可以推断可能的原因,如此处shielding不是很好或 者靠近辐射源有电线 电缆经过。 另外要关掉EUT的电源,看杂讯是否存在,以确 定杂讯确实是有EUT产生,。曾见测试monitor一直无 法解决某一点的干扰,结果其杂讯是由PC产生而非 monitor的问题,所以关掉EUT电源是必要的。
emc辐射发射原理

emc辐射发射原理嗨,小伙伴们!今天咱们来唠唠EMC辐射发射原理这个超有趣(虽然可能有点小复杂)的事儿。
咱先来说说啥是EMC吧。
EMC呢,就是电磁兼容性,就像是一群小伙伴在一个屋子里玩耍,大家都要互相包容、互不干扰,这样才能和谐共处。
而辐射发射就是这个大家庭里一个很调皮的成员,总是想往外跑,把自己的电磁能量散播出去呢。
你看啊,在咱们的电子设备里,到处都是电流在跑来跑去。
就像一群小蚂蚁在电线这个小路上搬家一样。
当电流通过电路的时候,它可不会老老实实的,就像小朋友有时候也会调皮捣蛋一样。
电流的变化会产生磁场,这个磁场呢,就像一个小漩涡,在周围的空间里打转。
如果这个电流变化得特别快,那这个小漩涡可就厉害了,它产生的磁场就会变成电磁波,然后就发射出去啦。
这就像是你在水里快速搅动一根小木棍,周围就会泛起一圈圈的水波一样,只不过这里是电磁波在空间里传播。
再说说那些电子元件,比如说芯片啊、电容啊、电感啊,它们也都在这个辐射发射的故事里扮演着角色。
芯片就像是一个小工厂,里面的电流来来去去忙个不停。
当芯片在处理数据的时候,电流就会快速地变化,这就很容易产生辐射发射。
电容和电感呢,它们有点像两个小助手,有时候会帮忙抑制辐射发射,就像两个小卫士在守护着这个小世界,不让电磁波乱跑。
但是如果它们没调整好,那可就糟糕了,可能还会让辐射发射变得更厉害呢。
咱们生活中的电子设备到处都是,像手机、电脑、电视这些。
它们都在不断地产生辐射发射。
手机在打电话或者上网的时候,里面的电路就像一个热闹的小集市,电流来来往往,然后就会有辐射发射出去。
电脑呢,特别是那些高性能的电脑,里面的CPU和显卡就像两个超级忙碌的大工厂,电流变化超级快,辐射发射也比较强。
不过不用担心,这些设备在设计的时候都已经考虑到了EMC的要求,会尽量把辐射发射控制在一定的范围内,就像给这些调皮的电磁波设置了一个小笼子,不让它们跑太远去捣乱。
那这个辐射发射有啥影响呢?如果辐射发射太强了,就会像一个调皮的孩子在图书馆里大喊大叫一样,会干扰到其他的电子设备。
EMC传导与辐射

E M C传导与辐射 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012电压电流的变化通过导线传输时有二种形态,我们将此称做“共模”和“差模”。
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。
但在这两根导线之外通常还有第三导体,这就是“地线”。
干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别做为往返线路传输;另一种是两根导线做去路,地线做返回路传输。
前者叫“差模”,后者叫“共模”。
电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。
电源线噪声分为两大类:共模干扰、差模干扰。
共模干扰(Common-mode Interference)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(Differential-mode Interference)定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。
任何电源线上传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。
差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰;消除差模干扰的方法是在电路中增加一个偏值电阻,并采用双绞线;共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰。
在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小;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。
消除共模干扰的方法包括:(1)采用屏蔽双绞线并有效接地(2)强电场的地方还要考虑采用镀锌管屏蔽(3)布线时远离高压线,更不能将高压电源线和信号线捆在一起走线(4)采用线性稳压电源或高品质的开关电源(纹波干扰小于50mV)欲削弱传导干扰,把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下。
除抑制干扰源以外,最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装EMI滤波器。
开关电源的工作频率约为10~100 kHz。
EMC很多标准规定的传导干扰电平的极限值都是从10 kHz算起。
EMC基础知识讲解解析

•产品间稳定工作的需要 保证设备不被诸如静电、辐射电磁场等各种形式的外来干扰影响其正常工 作,保证设备不会对同一电磁环境中的其他设备产生干扰。 •产品内部兼容性的需要 产品内部各单板间是否能够和谐的工作、电源电路是否不会对音视频信号 产生干扰、PCB设计时时钟电路是否会干扰控制电路等等都是产品设计时 需要重点考虑的问题,也是产品基本功能实现的保证问题。
EMS-PFMF(工频磁场)
1、工频磁场试验主要模拟50Hz工频电力线所构 成的磁场(如大型变压设备附近的磁场等)对 设备的影响,对此项试验较敏感的主要是带线 圈的设备如CRT (阴极射线显像管)。 干扰来源:工频磁场是由导体中的工频电流产生 的,或由附近的其他装置(如变压器漏磁通) 所产生。 2、测试范围:对受试设备的X、Y、Z三个面进 行干扰试验。 3、测试方法:试验中的磁场波形为正弦波,采 用的是浸入法,即将受试设备放在感应线圈的 中部进行试验。 4、测试场地:屏蔽室
2、测量范围:分为两个方面的测试。电压波动 幅值、电压闪烁程度。 3、测量方法:将被测设备的电源端接于谐波测 试系统EUT端口,按照受试设备的产品类型,确 定测试的周期。 4、测量场地
EMI-DP(骚扰功率) 1、一般认为,家用电器产品、声频功率放大器、音/视 盘机、录音机等设备,它们30MHz以上的辐射发射主 要是通过与其相连的电源线和其他连接线向外辐射的。 2、测量范围:30-300M (日本做灯具的认证时只要求DP和CE,不要求空间辐 射) 2、测量方法:考虑到连接线的天线辐射效应——一般 在半波长处辐射最大,30MHz对应的半波长5m,所 以测试时一般是将被测设备的电源线用同质线缆延长 至5m以上,再考虑到功率吸收钳(及起滤波作用的 辅助吸收钳)的长度大约1m,则总长度大约为6m。 3、测量场地
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第一章 EMC概念介绍 潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@EMC(electromagnetic compatibility)作为产品的一个特性,译为电磁兼容性;如果作为一门学科,则译为电磁兼容。
它包括两个概念:EMI和EMS。
EMI (electromagnetic interference) 电磁干扰,指自身干扰其它电器产品的电磁干扰量。
EMS (electromagnetic susceptibility) 电磁敏感性,也有称为电磁抗扰度,是指能忍受其它电器产品的电磁干扰的程度。
因此,电磁兼容性EMC一方面要滤除从电源线上引入的外部电磁干扰(辐射+传导),另一方面还能避免本身设备向外部发出噪声干扰,以免影响同一电磁环境下其他电子设备的正常工作。
EMC滤波器主要是用来滤除传导干扰,抑制和衰减外界所产生的噪声信号干扰和影响受到保护的设备,同时抑制和衰减设备对外界产生干扰。
而辐射干扰主要通过屏蔽的手段加以滤除。
从滤波器的功能来看,它的作用是允许某一部分频率的信号顺利的通过,而另外一部分无用频率的信号则受到较大的抑制,它实质上是一个选频电路。
而我们常见的低通滤波器功能是允许信号中的低频或直流分量通过,抑制高频分量或干扰噪声。
电源噪声干扰在日常生活中很常见。
比如你正在使用电脑的时候,当手机信号出现时,电脑音响会有杂音。
比如电话或手机通话时有嗞嗞的杂声。
又比如使用电吹风烫头发时,电视机不但会产生噪音,而且屏幕会出现很大的雪花般的条纹。
这都是一些常见的噪声信号干扰,但实际上有些干扰日常看不到,一但受到影响就有可能措手不及,甚至找不到根源。
这些噪声信号如果出现在自动化仪器,医疗仪器有可能带来极大的损失甚至生命安全。
比如,会造成自动化仪器误动作,造成医疗仪器失控等等。
我们常说的噪声干扰,是指对有用信号以外的一切电子信号的一个总称,也可以理解为电磁干扰。
最初,人们把造成收音机之音响设备所发出噪声的那些电子信号,称为噪声。
但是,一些非有用电子信号对电子电路造成的后果并非都和声音有关,因此,后来人们逐步扩大了噪声概念。
如:某一频率的无线电波信号,对需要接收这种信号的接收机来讲,它是正常的有用信号,而对于另一频率的接收机它就是一种无用信号,即是噪声。
噪声按传播路径来分可分为传导噪声干扰和空间噪声干扰。
其传导干扰主要通过导体传播,通过导电介质把一个电网络上的信号耦合(干扰)到另一个电网络,其频谱主要为30MHz以下。
而空间噪声干扰源通过空间把其信号耦合(干扰)到另一个电网络,其频率范围比传导噪声频率宽很多,30Hz-30GHz。
传导噪声干扰可以通过设计滤波电路或追加滤波器的方法来进行抑制和衰减,而空间辐射干扰主要通过主要应用密封屏蔽技术,在结构上实行电磁封闭。
目前为减少重量大都采用铝合金外壳,但铝合金导磁性能差,因而外壳需要镀一层镍或喷涂导电漆,内壁贴覆高导磁率的屏蔽材料。
上面我们提到传导噪声干扰,又分为差模干扰与共模干扰两种。
差模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,主要通过选择合适的电容(X电容),差模线圈来进行抑制和衰减。
共模干扰则是两条电源线对大地(简称线对地)的噪声,主要通过选择合适的电容(Y电容),和共模线圈来进行抑制和衰减。
我们常见的低通滤波器一般同时具有抑制共模和差模干扰的功能。
第 1 页第二章 感应干扰(近场) 潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@常见的电场如两个金属板两端加电压.常见的磁场如两个磁铁之间的磁场电磁波的速度在空气中接近于光速。
波长=c/f=3x108/f = 300/F(MHz)如,F=10MHz 波长=30米 r =波长/2*3.14 =4.77米。
频率为10MHz的电磁波发射源,在离发射源大于4,77米时,为远场,小于4,77米时,为近场。
第三章 辐射干扰(远场) 潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@3.1.原理及产生原因根据麦克斯韦方程,变化电场产生变化磁场,变化磁场产生变化的电场。
设备内每个电路都可能是天线,外壳和电缆都可能是天线的一部分。
我的理解是静电场 和静磁场 只对近距离的设备产生干扰。
交变的电场 和交变的磁场 不光对近距离设备产生干扰,还对很远处的设备产生干扰。
不论是电场干扰 还是磁场干扰 远距离传播以后,都是以交变的电磁场形式传播。
电磁场解释 (载自百度)电磁场 有内在联系、相互依存的电场和磁场的统一体和总称 。
随时间变化的电场产生磁场 , 随时间变化的磁场产生电场,两者互为因果,形成电磁场。
电磁场可由变速运动的带电粒子引起,也可由强弱变化的电流引起,不论原因如何,电磁场总是以光速向四周传播,形成电磁波。
电磁场是电磁作用的媒递物,具有能量和动量,是物质存在的一种形式。
电磁场的性质、特征及其运动变化规律由麦克斯韦方程组确定。
3.2.如何影响设备 敏感设备受空间干扰设备内的天线是互易的,既可发射,也可接受。
磁场天线的接收(场-电路的干扰):电场天线的接收:(场-电缆的干扰) 其中 f 为频率 B 为磁感应强度 A 为面积 E 为电场强度 3.3.如何滤除辐射干扰如在源及敏感设备外围加屏蔽,隔断辐射路径;以及在敏感设备各端口增加滤波电路,阻止已耦合到端口上噪声进入设备内.3.4.如何减少辐射干扰方法1: 采用同轴电缆 双绞线 绞合电缆。
如MR6; IDM11 的电缆线就是绞合电缆θπcos 2fBA e =有效长效El e =方法2:应尽量 减小有用信号的高次谐波成分 (频率越高,辐射越强) 方法 3:采取屏蔽方法通气口,尽量用小圆孔, 避免用长条形通气孔。
普通滤波器原理图如图 1,3为差模电容,2为共模电感,4为共模电容。
一般滤波器不单独使用差模线圈,因为共模电感两边绕线不一致等原因,电感必定不会相同,因此能起到一定的差模电感的作用。
如果差模干扰比较严重,就要追加差模线圈。
第四章 差模干扰 潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@4.1 差模干扰:简单的说就是线对线的干扰。
如图,我们可以看到差模的原理图。
U DM 就是差模电压,I DM 就是差模电流。
I DM 大小相同,方向相反。
4.2.差模干扰产生的原因差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中(直接注入). 如同一线路中工作的电机,开关电源,可控硅等,他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。
4.3 如何影响设备。
差模干扰直接作用在设备两端的,直接影响设备工作,甚至破坏设备。
(表现为尖峰电压,电压跌落及中断.)4.4.如何滤除差模干扰主要采用差模电感和差模电容。
:4.4-1差模电感工作原理线圈特性低频率低阻抗高频率高阻抗决定了在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。
(如图下图所示):当频率为50Hz 时,线圈阻抗接近于0,相当于一根导线,不起任何衰减作用。
当频率为500k Hz 时,阻抗达到5k欧, 而理想状态下,此时负载阻抗一般考虑为50欧,根据上面公式,此时差模线圈分得了99%的差模干扰电压,而负载只分得了1%的差模干扰电压。
同时电流也有很大衰减。
(可以算出此时线圈的差模插入损耗)4.4-2 差模电容工作原理。
可以看到,电容特性低频率高阻抗高频率低阻抗。
滤波器利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模干扰。
(如图下图所示:)当频率为50Hz 时,电容阻抗趋近于无穷大,相当于短路,不起任何衰减作用。
当频率为500k Hz 时,电容阻抗很小, 根据上式可以看到差模负载的电流衰减为趋近于0如当频率为500k Hz时负载50欧容抗 0.05欧此时电容分得了99.9%的差模干扰电流,而负载只分得了0.1%的差模干扰电流。
也就是说500k Hz时,电容使得差模干扰下降了30dB.第五章共模干扰潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@5.1.共模就是共同对地的干扰:如图,我们可以看到共模的原理图。
U PQ就是共模电压,I CM1 I CM2就是共模电流。
I CM1 I CM2 大小不一定相同,方向相同。
5.2.共模干扰产生的原因很多。
主要原因有以下几点。
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。
(原理是交变的磁场产生交变的电流,由于地线-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。
也就是说地电位差异引入共模干扰。
4. 也包括设备内部电线对电源线的影响。
5.3.如何影响设备。
共模电压有时较大,特别是采用隔离性能差的配电供电室,变送器输出信号的共模电压普遍较高,有的可高达130V 以上。
共模电压通过不对称电路可转换成差模电压,直接影响测控信号,造成元器件损坏,这种共模干扰可为直流、亦可为交流。
如图5.4.如何滤除共模干扰 (共模线圈共模电容)5.4-1共模线圈共模线圈和差模线圈原理比较类似,都是利用线圈高频时的高阻抗来衰减干扰信号。
共模线圈和差模线圈绕线方法刚好相反(如图)。
因为差模线圈在滤除干扰的同时,还会一定程度的增加阻抗,而共模线圈对方向相反的电流基本不起作用,所以我们在能够满足特性的前提下,一般很少使用差模线圈。
文献一 这样,当电路中的正常电流流经共模电感时,电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消,此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼);当有共模电流流经线圈时,由于共模电流的同向性,会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗,使线圈表现为高阻抗,产生较强的阻尼效果,以此衰减共模电流,达到滤波的目的。
文献二 我們了解電流定律,也知道電流產生磁通後,而且知道相同大小,相同圈數,不同方向的電流產生的磁通是會互相抵消,導致整個共模線圈對不同方向的電流不起作用,而僅僅讓其通過;但對相同方向的電流所產生的磁通,因為磁通方向相同,磁通沒有抵消,故些共模線圈起著阻抗器的作用,壓制了同方向的雜訊電流,達成抗電磁干擾的目的.5. 4-2 共模电容工作原理共模电容的工作原理和 差模电容的工作原理是一致的,都是利用电容的高频低阻抗,使高频干扰信号短路,而低频时电路不受任何影响。
只是差模电容是 两极之间短路。
而共模电容是 线对地短路。
3300pF 1.6mm 引脚 共模电容谐振频率点为19.3 M Hz**(下面仅为个人观念,仅供参考我觉得,共模电容不是单独工作的。
它是和共模电感共同工作组成一个谐振回路共同起作用☺ 如下图,因为我对此没有100%把握。
等我弄明白再一起讨论吧 ☺)L1L24700pF1mHL2L11mH4700pFGround1mH4700pF 4700pFLC3C4穿心电容 (摘自网上)潘俊峰 mail: Junfeng.Pan@在实际工程中,要滤除的电磁噪声频率往往高达数百MHz ,甚至超过1GHz 。