电磁干扰(EMI)共模和差模信号与滤波

电磁干扰(EMI)共模和差模信号与滤波
摘要
介绍了共模、差模信号的关键特性及其抑制方法,以及滤波器的工作原理及其应用电路。

Common Mode and Differential Mode Signals and Filter
Abstract:The key characterisics of common mode anddifferential mode signals as well as the method of rejection was presented.The principl of filter was introduced and the application circuit was given.
一.概述
随着微电子技术的发展和应用,电磁兼容已成为研究微电子装置安全、稳定运行的重要课题。

抑制电磁干扰应用包括滤波技术、布局与布线技术、屏蔽技术、接地技术、密封技术等。

而干扰源的传输途经分为传导干扰和辐射干扰。

传导噪声的频率范围很宽,从10kHz—30MHz,仅从产生干扰的原因出发,通过控制脉冲的上升与下降时间来解决干扰问题未必是一个好方法。

为此了解共模和差模信号之间的差别,对正确理解脉冲磁路和工作模块之间的关系是至关重要的。

在抑制电磁干扰的各项技术中,采用滤波技术对局域网(LAN)、通信接口电路、电源电路中减少共模干扰起着关键作用。

所以掌握滤波器的工作原理和其实用电路的结构及其正确的应用,是微电子装置系统设计中的一个重要环节。

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二.差模信号和共模信号
差模信号又称为常模、串模、线间感应和对称信号等,
在两线电缆传输回路,每一线对地电压用符号V1和V2
来表示。

差模信号分量是V DIFF。

纯差模信号是V1=-V2,
其大小相等,相位相差180o,V DIFF=V1-V2,因为V1
和V2对地是对称的,所以地线上没有电流流过,差模
信号的电路如图1所示。

所有的差模电流(I DIFF)全流
过负载。

差模干扰侵入往返两条信号线,方向与信号电
流方形一致,其一种是由信号源产生,另一种是传输过
程中由电磁感应产生,它和信号串在一起且同相位,这
样的干扰一般难以抑制。

共模信号又称为对地感应信号或不对称信号,
共模信号分量是V com,纯共模信号是:
V com=V1=V2,大小相等,相位差为0o。

V3=0。

共模信号的电路如图表2所示。

干扰信号侵入线
路和接地之间,干扰电流在两条线上各流过二分
之一,以地为公共回路,原则上讲,这种干扰是
比较容易消除的。

在实际电路中由于线路阻抗不
平衡,使共模信号干扰会转化为不易消除的串扰
干扰。

三.滤波器
滤波器可以抑制交流电源线上输入的干扰信
为交流电源滤波器、信号传输线滤波器和去耦滤
波器。

交流电源滤波器大量应用在开关电源的系
统中,既可以抑制外来的高频干扰,还可以抑制
开关电源向外发送的干扰。

来自工频电源或雷击
等瞬变干扰,经电源线侵入电子设备,这种干扰
以共模和差模方式传播,可用电源滤波器滤除。

在滤波电路中,有很多专用的滤波元件(如铁氧
体磁环),他们能够改善电路的滤波特性,恰当
地设计和使用滤波器是抗干扰技术的重要手段。

例如开关电源通过传导和辐射出的噪声有差模和
共模之分,差模噪声采用л型滤波器抑制,如图
3所示。

图3(a)中,L D为滤波扼流圈。

若要对共模噪声有抑制能力,应采用如图3(b)所示的滤波电路。

图3(b)中,Lc为滤波扼流圈。

由于Lc的两个线圈绕向一致,当电源输入电流流过Lc时,所产生的磁场可以抵消,相当于没有电感效应,因此,它使用磁导率高的磁芯。

Lc对共模噪声来说相当于一个大电感,能有效抑制共模噪声。

开关电源输入端分别对地并接的电容C Y对共模噪声起抑制作用。

R为Cx的放电电阻,它是VDE-0806和IEC-380安全技术标准所推荐的。

图3(b)中各元件参数范围为:Cx=0.1—2.0uF。

CY=2.0nF—33nF。

Lc=几—几十mH,随工作电流不同而取不同的参数值,如电流为25A 时Lc=1.8mH。

电流为0.3A时,Lc=47mH。

另外在滤波元件选择中,一定要保证输入滤波器的谐振频率低于开关电源的工作频率。

. 图4所示的滤波器可进一步提高对共模噪声的抑制能力。

Cx上除加有电源电压外,还会叠加上相线和零线之间存在的各种电磁干扰峰值电压。

为保证电容器失效后,不危及人身安全,并考虑到应用中最坏的情况,Cx安全等级分为两类,即X1和X2类,X1等级用于设备的峰值电压大于1.2kV场合,X2类用于设备峰值电压小于1.2kV的一般场合。

另外,通过限制C Y的容量可达到控制在规定电压频率作用下,流过该电容器的漏电流的大小。

若为装设在可移动设备上的滤波器,其交流漏电流应小于1mA,若为装设在位置固定且接地的设备上的滤波器的交流漏电流应小于3.5mA,再根据漏电流Ii的要求计算C Y的容量,其关系为:
U
Ii=2лfC
式中:f——电源频率;
U——电源供电电压;
L D是用来进一步抑制共模噪声的差模扼
流圈。

因为L D的引入将使电容Cx充电电流
减小,达到了抑制差模噪声的目的。

四.滤波器的安装与布线
交流滤波器的安装及布线直接影响滤波器的性能,在其安装布线中应注意以下几点:
[1].滤波器应安装在机柜底部离设备电源入口尽可能近的部位,并加以绝缘,不要让未经过滤波器的电源线在机柜内迂回,如果交流电源进线进入机柜内到电源滤波器之间有较长的距离时,则这段线应加屏蔽。

[2].电源滤波器的外壳必须用截面积大的导线以最短的距离与机壳连为一体,并尽量使电源滤波器的接地点与机壳接地点保持最短的距离,输入输出线应靠近机壳底部布线以减少耦合,并将输入输出线严格分开,绝不允许将滤波器的输入线和输出线捆扎在一起或靠得很近,否则,当干扰频率达到数兆Hz以上时,这时输入输出线会相互耦合而降低其对高频干扰信号的衰减效果。

插座式交流电源滤波器从结构上实现了输入输出的隔离,对某些直接用机壳做屏蔽的电子设备来说,是一种较理想的抗干扰元件。

滤波器输出线应采用双绞线或屏蔽线,其屏蔽应可靠接地。

[3].机壳内的其它用电器(照明、信号灯)或电磁开关等应从滤波器的前端引线接到负载,或为这些干扰源单独加装滤波器。

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电磁干扰(EMI)差模共模干扰抑制措施

电磁干扰(EMI)差模共模干扰抑制措施

54差模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相反的干扰电流,并且干扰电流在由两根导线组成的回路中传输。

图4.1.1:差模干扰示意图产生的原因差模干扰中的干扰是起源在回路线路之中(直接注入),如同一线路中工作的电机,开关电源,可控硅等,他们在回路上所产生的干扰就是差模干扰。

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)如何滤除差模干扰主要采用差模线圈和差模电容。

55差模线圈图4.1.2:差模线圈示意图从图中可知,当电流流过差模线圈之后,线圈里面的磁通是增强的,相当于两个磁通之和,线圈在低频率时低阻抗,高频率时高阻抗,所以在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。

差模电容电容具有低频率高阻抗,高频率低阻抗特性,利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模信号。

图4.1.3:差模电容示意图56共模干扰在电路回路中存在大小相等、方向相同的干扰电流,并且干扰电流在导线与地线中传输。

产生的原因电网串入共模电压、辐射干扰(如雷电) 在信号线上感应出共模电压、接地电压存在电位差引入共模电压。

如何影响设备因为在负载两端没有电位差,所有的共模电流都通过电缆和地之间的寄生电容流向地线,由于电路的非平衡性。

相同的共摸电压会在信号线和信号地线上产生不同的幅度的共模电流。

从而产生差模电压,形成干扰。

如何滤除共模干扰主要采用共模线圈和共模电容。

图4.2.1:共模干扰示意图57共模线圈图4.2.2:共模线圈示意图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。

共模线圈对方向相反的电流基本不起作用。

共模电容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。

图4.2.3:共模电容示意图58线圈抑制频率响应实际的电感是L 、C 的并联网络(忽略绕组的电阻)它的阻抗特性如图4.3.1所示,图4.3.1:电感频率响应图DM (LC)-1/2从图上可知,在谐振频率以下,呈现电感的阻抗特性,谐振频率以上,呈现电容的阻抗特性,随着频率的升高.阻抗越来越小,失去对干扰的抑制作用。

emi滤波器共模差模等效电路

emi滤波器共模差模等效电路

emi滤波器共模差模等效电路
共模差模等效电路是用来描述差分信号和共模信号在电路中的传输和处理的模型。

在EMI(电磁干扰)滤波器中,也常常
使用共模差模等效电路来描述其工作原理。

共模信号是指同时作用于两个输入端口的信号,其电压在两个输入端口上的相位和幅值都是相同的。

差模信号是指同时作用于两个输入端口的信号,其电压在两个输入端口上的相位相反。

在一个EMI滤波器中,可以将其等效为一个共模电路和一个
差模电路的组合。

共模电路用于处理共模信号,差模电路用于处理差模信号。

在共模电路中,通常采用共模电感和共模电容来实现对共模信号的滤波。

在差模电路中,通常采用差模电感和差模电容来实现对差模信号的滤波。

共模差模等效电路可以帮助工程师理解和设计EMI滤波器,
以达到减小电磁干扰的目的。

开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

开关电源电磁干扰(EMI)抑制措施总结

摘要:开关电源的电磁干扰对电子设备的性能影响很大,因此,各种标准对抑制电源设备电磁干扰的要求已越来越高。

对开关电源中电磁干扰的产生机理做了简要的描述,着重总结了几种近年提出的新的抑制电磁干扰的方法,并对其原理、应用做了简单介绍。

1 引言随着电子设备的大量应用,电源在这些设备中的地位越来越重要,而开关变换器由于体积小、重量轻、效率高等特点,在电源中占的比重越来越大。

开关电源大多工作在高频情况下,在开关器件的开关过程中,寄生元件(如寄生电容、寄生电感等)中能量的高频变化产生了大量的电磁干扰( ElectromagneticInterference , EMI )。

EMI 信号占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经过在电路、空间中的传导和辐射,污染了周围的电磁环境,影响了与其它电子设备的电磁兼容( ElectromagneticCompatibility )性。

随着近年来各国对电子设备的电磁干扰和电磁兼容性能要求的不断提高,对电磁干扰以及新的抑制方法的研究已成为开关电源研究中的热点。

本文对电磁干扰产生、传播的机理进行了简要的介绍,重点总结了几种近年来提出的抑制开关电源电磁干扰产生及传播的新方法。

2 电磁干扰的产生和传播方式开关电源中的电磁干扰分为传导干扰和辐射干扰两种。

通常传导干扰比较好分析,可以将电路理论和数学知识结合起来,对电磁干扰中各种元器件的特性进行研究;但对辐射干扰而言,由于电路中存在不同干扰源的综合作用,又涉及到电磁场理论,分析起来比较困难。

下面将对这两种干扰的机理作一简要的介绍。

2.1传导干扰的产生和传播传导干扰可分为共模( CommonMode CM )干扰和差模( DifferentialMode DM )干扰。

由于寄生参数的存在以及开关电源中开关器件的高频开通与关断,使得开关电源在其输入端(即交流电网侧)产生较大的共模干扰和差模干扰。

2.1.1 共模( CM )干扰变换器工作在高频情况时,由于 dv/dt 很高,激发变压器线圈间、以及开关管与散热片间的寄生电容,从而产生了共模干扰。

抑制开关电源电磁干扰的措施

抑制开关电源电磁干扰的措施

抑制开关电源电磁干扰的措施开关电源存在着共模干扰和差模干扰两种电磁干扰形式。

根据上篇分析的电磁干扰源,结合它们的耦合途径,可以从EMI 滤波器、吸收电路、接地和屏蔽等几个方面来抑制干扰,把电磁干扰衰减到允许限度之内。

1.交流输入EMI 滤波器滤波是一种抑制传导干扰的方法,在电源输入端接上滤波器可以抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害,也可以抑制由开关电源产生并向电网反馈的干扰。

电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要单元,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极其重要的作用。

电源进线端通常采用如图1 所示的EMI 滤波器电路。

该电路可以有效地抑制交流电源输入端的低频差模骚扰和高频段共模骚扰。

在电路中,跨接在电源两端的差模电容Cx1、Cx2 (亦称X 电容)用于滤除差模干扰信号,一般采用陶瓷电容器或聚脂薄膜电容器,电容值通常取0.1~ 0. 47F。

而中间连线接地的共模电容Cy1和Cy2 (亦称Y 电容)则用来短路共模噪声电流,取值范围通常为C1=C2 # 2200 pF。

抑制电感L1、L2 通常取100~ 130H,共模扼流圈L 是由两股等同并且按同方向绕制在一个磁芯上的线圈组成,通常要求其电感量L#15~ 25 mH。

当负载电流渡过共模扼流圈时,串联在火线上的线圈所产生的磁力线和串联在零线上线圈所产生的磁力线方向相反,它们在磁芯中相互抵消。

因此,即使在大负载电流的情况下,磁芯也不会饱和。

而对于共模干扰电流,两个线圈产生的磁场是同方向的,会呈现较大电感,从而起到衰减共模干扰信号的作用。

2.利用吸收电路开关电源产生EMI 的主要原因是电压和电流的急剧变化,因而需要尽可能地降低电路中电压和电流的变化率( du/ dt 和di/ dt )。

采取吸收电路能够抑制EMI,其基本原理就是在开关关断时为其提供旁路,吸收积蓄在寄生分布参数中的能量,从而抑制干扰的发生。

可以在开关管两端并联如图2( a)所示的RC 吸收电路,开关管或二极管在开通和关断过程中,管中产生的反向尖峰电流和尖峰电压,可以通过缓冲的方法予以克服。

电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解

电源电磁干扰(EMI)滤波器详细讲解

源端阻抗特性
表 1 滤波器选用的阻抗失配端接原则 应采用的滤波电路
负载端阻抗特性
高阻抗
高阻抗 π型
高阻抗 L型
低阻抗
低阻抗 L型
高阻抗
低阻抗 T型
低阻抗
一般情况下,电源的共模输入端(滤波器源端)多为低阻抗,KF 系列电源滤波器(除“专门用 途滤波器”中的某些类型外)均按此特征(如图 4 的共模等效电路中,接入源端一侧选用高阻抗特性 的 L 型滤波电路,满足“阻抗失配端接原则”)进行设计,设计人员只需根据负载端的阻抗特性合理 选用 EMI 电源滤波器。其余类型滤波器应注意使用条件,必须满足上述原则。
EMI 电源滤波器作为抑制电源线传导干扰的重要器件,在设备或系统的电磁兼容设计中具有极 其重要的作用。它不仅可抑制线上传导干扰,同时对线上辐射发射的抑制具有显著效果。
负载噪声源和电源网络的连接方式如图 2 所示。电源与负载网络具有相线(L)、中线(N)和地线 (E), 故将电源线上 EMI 噪声分解为两部分:L 与 N 为差模传导干扰 IDM,L(或 N)与 E 为共
传导干扰电平(dBuA)
100
90
GJB151A(A3类)
80
GJB151(A3类)
70
60
50
40
30
20
10
0
0.01
0.1
1
10
100
频率(MHz)
图 6 GJB151 和 GJB151A 中规定的电源线传导干扰发射极限值
90
80
70
传导干扰电平(dBuV)
60
50
40
GB9254(A级)
30
50Ω
信号 发生器
L

共模_差模详解

共模_差模详解

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。

EMI电源滤波器基本知识介绍

EMI电源滤波器基本知识介绍电磁干扰(EMI)电源滤波器(以下简称滤波器)是由电感、电容组成的无源器件。

实际上它起两个低通滤波器的作用,一个衰减共模干扰另一个衰减差模干扰。

它能在阻带(通常大于10KHz)范围内衰减射频能量而让工频无衰减或很少衰减地通过。

EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传导干扰和辐射电磁干扰的首选工具(一)EMI电源滤波器部分技术参数简介ﻭ插入损耗ﻭ滤波器的插入损耗是不加滤波器时从噪声源传递到负载的噪声电压与接入滤波器时负载上的噪声电压之比。

插入损耗衡量EMI电源滤波器电性能的重要参数,用下式表示:EoIL=20log---ﻭE式中:Eo------不加滤波器时,负载上的干扰噪声电平。

ﻭ E ------接入滤波器后,同一负载上的干扰噪声电平。

干扰方式有共模干扰和差模干扰两种,其定义为:共模干扰:叠加于火线(P)、零线(N)和地线(E)之间的干扰电压。

ﻭ差模干扰:叠加于火线(P)和零线(N)之间的干扰电压。

ﻭ因此插入损耗又分为共模插入损耗和差模插入损耗,插入损耗的测试原理图如下:ﻭ泄漏电流:滤波器的泄漏电流是指在250VAC的电压下,火线和零线与外壳间流过的电流。

它主要取决于滤波器中的共模电容。

从插入损ﻭ耗考虑,共模电容越大,电性能越好,此时,漏电流也越大。

但从安全方面考虑,泄漏电流又不能过大,否则不符合安全标准要求。

尤其是一些医疗保健设备,要求泄漏电流尽可能小。

因此,要根据具体设备要求来确定共模电容的容量。

泄漏电流测试电路如下所示ﻭ耐压测试ﻭ为确保(交流)电源滤波器的质量,出厂前全部进行耐压测试。

测试标准为:ﻭ火线与地线(或零线与地线)之间施加频率为50Hz的1500VAC高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声。

ﻭ火线与零线之间施加1450V直流高压,时间一分钟,不发生放电现象和咝咝声(二) EMI电源滤波器的选用根据设备的额定工作电压、额定工作电流和工作频率来确定滤波器的类型。

开关电源的电磁干扰防制技术——传导篇

1 前言电源产品在做验证时,经常会遭遇到电磁干扰(EMI)的问题,有时处理起来需花费非常多的时间,许多工程师在对策电磁干扰时也是经验重于理论,知道哪个频段要对策那些组件,但对于理论上的分析却很欠缺。

笔者从事开关电源设计多年,希望能藉由之前对策的经验与相关理论基础做个整理,让目前正从事或未来想从事开关电源设计的人员对电磁干扰防制技术能有初步的认识。

开关电源的电磁干扰测试可分为传导测试与辐射测试,一般开关电源的传导测试频段是指150K~30MHz之间,而辐射干扰的频段是指30M~300MHz,300MHz之后的频段一般皆不是电源所产生,因此大都可以给予忽略。

下面内容章节包括开关电源的传导测试法规,测试与量测方式,基本概念,抑制传导干扰的滤波器设计,布线与变压器设计等章节。

2 传导测试的法规传导的法规因产品别的不同,其所适用之条文亦不同,一般是使用欧洲的EN-55022或是美国的FCC part15来定义其限制线,又可以区分为CLASS A与CLASS B两种标准,CLASS A为产品在商业与工业区域使用,CLASS B为产品在住宅及家庭区域使用,笔者所设计的产品为3C的家用电源,传导测试频段为150K~30MHz,在产品测试前请先确认申请的安规为何,不同的安规与等级会有不同的标准线。

图1举例为EN-55022CLASS B的限制线图,红色线为准峰值(QP, Quasi-peak)的限制线,粉红色为平均值(AV, Average)的限制线,传导测试最终的目地,就是测试的机台可以完全的低于其限制线,不论是QP值或AV值;一般在申请安规时,虽然只有在限制线下方即可申请,但多数都会做到低于2dB的误差以预防测试场地不同所导致的差异,而客户端有时会要求必需低于4~6dB来预防产品大量生产后所产生的误差。

图1图2图2为一量测后的例子,一般量测时都会先用峰值量测,因峰值量测是最简单且快速的方法,量测仪器以9KHz为一单位,在150K~30MHz之间用保持最大值(maximum hold)的方式来得到传导的峰值读值,用此来确认电源的最大峰值然后再依此去抓最高峰值的实际QP,AV值来减少扫描时间,图2的蓝色曲线为准峰值的峰值量测结果,一般在峰值量测完后会再对较高的6个频率点做准峰值(QP)与平均值(AV)的量测,就如同图2所标示。

什么是差模干扰和共模干扰 该如何抑制

一.什么是差模信号和共模信号差模信号:大小相等,方向相反的交流信号;双端输入时,两个信号的相位相差180度。

共模信号:大小相等。

方向相同。

双端输入时,两个信号相同。

在差分放大电路中,有两个输入端,当在这两个端子上分别输入大小相等、相位相反的信号,(这指有效信号)放大器能产生很大的放大倍数,我们把这种信号叫做差模信号,这时的放大倍数叫做差模放大倍数。

如果在两个输入端分别输入大小相等,相位相同的信号,(这实际是上一级由于温度变化(温漂)而产生的信号,是一种有害的东西),为了形象化温漂而提出了共模信号,这时的放大倍数叫做共模放大倍数。

由于差分放大电路的构成特点,在差分放大电路中共模信号是不会被放大的,所以共模放大倍数很小(一般都小于1)。

计算公式又分为单端输出和双端输出,所以有四个共模信号和差模信号是指差动放大器双端输入时的输入信号。

二.什么是差模干扰和共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。

1.差模干扰差模干扰: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的不希望有的电位差。

各个信号间产生的相互干扰,一般使用电感电容就能过滤掉,就是我们经常使用的104,或者磁珠。

差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小。

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。

2.共模干扰共模干扰: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;所有输出的波形都具有此属性,这个需要使用共模电感过滤。

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。

共模干扰一般来自电源。

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。

开关电源的电磁干扰及其滤波措施

开关电源的电磁干扰及其滤波措施1引言开关电源与线性稳压电源相比,具有功耗小、效率高、体积小、重量轻、稳压范围宽等特点,广泛用于计算机及外围设备、通信、自动控制、家用电器等领域。

但开关电源的突出缺点是产生较强的电磁干扰(EMI)。

EMI信号既占有很宽的频率范围,又有一定的幅度,经传导和辐射会污染电磁环境,对通信设备和电子仪器造成干扰。

如果处理不当,开关电源本身就会变成一个干扰源。

随着电子产品的电磁兼容性(EMC)日益受到重视,抑制开关电源的EMI,提高电子产品的质量,使之符合有关EMC标准或规范,已成为电子产品设计者越来越关注的问题。

2开关电源产生EMI的原理开关电源产生EMI的因素较多,其中由基本整流器产生的电流高次谐波干扰和变压器型功率转换电路产生的尖峰电压干扰是主要因素。

它们所以产生于电源装置的内部,是由于开关电源中的二级管和晶体管在工作过程中产生的跃变电压和电流,通过高频变压器、储能电感线圈和导线以及系统结构、元件布局等而造成的。

基本整流器的整流过程是产生EMI最常见的原因。

这是因为正弦波通过整流器后不再是单一频率的电流,而是变成单向脉动电源,此电流波形分解为一直流分量和一系列频率不同的交流分量之和。

实验结果表明,较高的谐波(特别是高次谐波)会沿着输电线路产生传导干扰和辐射干扰,一方面使接在其前端电源线上的电流波形发生畸变,另一方面通过电源线产生射频干扰,使接收机等产生噪声。

变压器型功率转换电路是实现变压、变频以及完成输出电压调整的部件,是开关稳压电源的核心,主要由开关管和高频变压器组成。

它产生的尖峰电压是一种有较大辐度的窄脉冲,其频带较宽且谐波比较丰富。

产生这种脉冲干扰的主要原因是:(1) 开关功率晶体管感性负载是高频变压器或储能电感。

在开关管导通的瞬间,变压器初级出现很大的电流,它在开关管过激励较大时,将造成尖峰噪声。

这个尖峰噪声实际上是尖脉冲,轻者造成干扰,重者有可能击穿开关管。

(2) 由高频变压器产生的干扰。

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