共模干扰抑制实例
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。
开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）对策详解
开关电源的共模干扰抑制技术开关电源共模电磁干扰（EMI）对策详解開關電源的共模干擾抑制技術|開關電源共模電磁干擾(EMI)對策詳解0 引言由於MOSFET及IGBT和軟開關技術在電力電子電路中的廣泛應用，使得功率變換器的開關頻率越來越高，結構更加緊湊，但亦帶來許多問題，如寄生元件產生的影響加劇，電磁輻射加劇等，所以EMI 問題是目前電力電子界關注的主要問題之一。
傳導是電力電子裝置中干擾傳播的重要途徑。
差模干擾和共模干擾是主要的傳導干擾形態。
多數情況下，功率變換器的傳導干擾以共模干擾為主。
本文介紹了一種基於補償原理的無源共模干擾抑制技術，並成功地應用於多種功率變換器拓撲中。
理論和實驗結果都證明了，它能有效地減小電路中的高頻傳導共模干擾。
這一方案的優越性在於，它無需額外的控制電路和輔助電源，不依賴於電源變換器其他部分的運行情況，結構簡單、緊湊。
1 補償原理共模雜訊與差模雜訊產生的內部機制有所不同：差模雜訊主要由開關變換器的脈動電流引起；共模雜訊則主要由較高的d/d與雜散參數間相互作用而產生的高頻振盪引起。
如圖1所示。
共模電流包含連線到接地面的位移電流，同時，由於開關器件端子上的d/d是最大的，所以開關器件與散熱片之間的雜散電容也將產生共模電流。
圖2給出了這種新型共模雜訊抑制電路所依據的本質概念。
開關器件的d/d通過外殼和散熱片之間的寄生電容對地形成雜訊電流。
抑制電路通過檢測器件的d/d，並把它反相，然後加到一個補償電容上面，從而形成補償電流對雜訊電流的抵消。
即補償電流與雜訊電流等幅但相位相差180°，並且也流入接地層。
根據基爾霍夫電流定律，這兩股電流在接地點匯流為零，於是50Ω的阻抗平衡網路（LISN）電阻（接測量接收機的BNC埠）上的共模雜訊電壓被大大減弱了。
圖1 CM及DM雜訊電流的耦合路徑示意圖圖2 提出的共模雜訊消除方法2 基於補償原理的共模干擾抑制技術在開關電源中的應用本文以單端反激電路為例，介紹基於補償原理的共模干擾抑制技術在功率變換器中的應用。
共模干扰与差模干扰详解
共模干扰与差模干扰一、共模干扰(1)什么是共模干扰共模干扰是两个幅度相同，相位相同的信号。
在两个设备之间传输电源或者信号的传输线至少有两根，如图1所示：图1在上图模型中，电源或者信号在传输过程中一般有三种可能会产生共模干扰。
第一种：外界电磁场在传输线1和传输线2上同时感应出电压，由此感应电压产生感应电流并在传输线上传播，如图2所示：图2第二种：设备1和设备2的接地点GND1和GND2电位不相同，导致实际的两个设备之间存在压差，从而产生感应电流在两根传输线上传播，如图3所示：图3第三种：传输线1和传输线2与图1中GND也就是大地存在电位差，也就是两个导线做去路，地线做来路，这样电缆上同样也会存在共模电流，如图4所示：图4(2)如何抑制共模干扰知道了什么是共模干扰以及其产生的缘由，那么抑制共模干扰就有了头绪。
通常采用以下方法减小共模干扰的影响：1．屏蔽和绝缘：使用屏蔽电缆或屏蔽盒，以阻止外部干扰信号进入信号线或电路。
2．差分信号：使用差分信号传输，其中信号由两个相对的信号线组成，共模干扰信号会在两个线上产生相同的影响，从而在接收端可以被抵消。
3．地线设计：优化地线和接地系统，以减小地线噪声和共模干扰。
4．滤波器：使用共模电感来去除共模干扰信号，通常是在接收端或信号处理器中使用。
二、差模干扰(1)什么是差模干扰差模干扰是两个幅度相同，方向相反的信号。
差模干扰就是线与线之间的干扰，指电源与设备之间的传导线构成的回路中存在的电压尖峰、跳动等。
模型如图5所示图5(2)如何抑制差模干扰1．使用差模电感：差模电感是通过将两个同向匝数相同的线圈按照特定规则绕制而成的。
它的理论特性是在差模电流下表现出高阻抗，而在共模电流下则表现为零阻抗。
在电路中，差模电感的主要功能是消除电路中的差模信号。
2．使用差模电容：电容的阻抗随频率变化特性是Z=1/(2πfC)，可见差模干扰的频率越高，电容对其的阻抗越低。
我们可以利用这个特性将差模干扰旁路掉。
高频隔离变压器对共模干扰的抑制
高频隔离变压器对共模干扰的抑制一、介绍在电气设备和电子系统中，共模干扰一直是一个严重的问题。
共模干扰是指出现在两个导体之间相同方向的干扰电压或电流，这种干扰通常会引起电子设备的性能下降甚至故障。
为了有效抑制共模干扰，高频隔离变压器成为了一种重要的解决方案。
本文将从深度和广度的角度探讨高频隔离变压器对共模干扰的抑制，以帮助读者全面理解这一主题。
二、高频隔离变压器的作用原理高频隔离变压器是一种能够将输入和输出之间进行高频隔离的变压器。
它可以有效隔离两路电路，阻止共模干扰信号的传播。
高频隔离变压器通常由输入端、输出端和绕组组成。
当输入端受到共模干扰时，高频隔离变压器会通过绕组将干扰信号隔离，使其无法传播到输出端，从而起到抑制共模干扰的作用。
三、高频隔离变压器的抑制效果通过高频隔离变压器对共模干扰的抑制效果是非常显著的。
高频隔离变压器能够有效隔离共模干扰信号，阻止其传播。
高频隔离变压器在信号传输过程中可以起到滤波作用，进一步抑制共模干扰的影响。
使用高频隔离变压器可以大大提高系统的抗干扰能力，保证系统的稳定性和可靠性。
四、个人观点和理解在我看来，高频隔离变压器是一种非常有效的抑制共模干扰的解决方案。
它不仅能够有效隔离共模干扰信号，还能够提高系统的抗干扰能力。
在实际的电气设备和电子系统中，使用高频隔离变压器可以保证系统的稳定性和可靠性，是一种非常值得推广的技术。
五、总结通过全面评估高频隔离变压器对共模干扰的抑制，我们可以得出结论：高频隔离变压器在抑制共模干扰方面具有卓越的效果。
它通过隔离和滤波的方式，有效地抑制了共模干扰对系统的影响，保证了系统的稳定性和可靠性。
在电气设备和电子系统中，应用高频隔离变压器是一种非常重要的技高频隔离变压器在抑制共模干扰方面的优势还体现在以下几个方面：1. 提高电子设备的性能共模干扰会对电子设备的性能造成不利影响，导致设备的稳定性和可靠性降低。
而采用高频隔离变压器可以有效地隔离共模干扰信号，保证设备正常运行，提高设备的性能和运行效率。
EMC干货之共模干扰
EMC干货之共模干扰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做为往返线路传输, 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"。
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的不希望有的电位差。
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。
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。
开关电源的共模干扰抑制技术,开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解
开关电源的共模干扰抑制技术|开关电源共模电磁干扰(EMI)对策详解由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用，使得功率变换器的开关频率越来越高，结构更加紧凑，但亦带来许多问题，如寄生元件产生的影响加剧，电磁辐射加剧等，所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。
传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。
差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。
多数情况下，功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。
本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术，并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。
理论和实验结果都证明了，它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。
这一方案的优越性在于，它无需额外的控制电路和辅助电源，不依赖于电源变换器其他部分的运行情况，结构简单、紧凑。
1 补偿原理共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同：差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起；共模噪声则主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。
如图1所示。
共模电流包含连线到接地面的位移电流，同时，由于开关器件端子上的d/d是最大的，所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。
图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。
开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。
抑制电路通过检测器件的d/d，并把它反相，然后加到一个补偿电容上面，从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。
即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°，并且也流入接地层。
根据基尔霍夫电流定律，这两股电流在接地点汇流为零，于是50Ω的阻抗平衡网络（LISN）电阻（接测量接收机的BNC端口）上的共模噪声电压被大大减弱了。
图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图图2 提出的共模噪声消除方法2 基于补偿原理的共模干扰抑制技术在开关电源中的应用本文以单端反激电路为例，介绍基于补偿原理的共模干扰抑制技术在功率变换器中的应用。
图3给出了典型单端反激变换器的拓扑结构，并加入了新的共模噪声抑制电路。
共模干扰抑制技术
开关电源的共模干扰抑制技术0 引言由于MOSFET及IGBT和软开关技术在电力电子电路中的广泛应用，使得功率变换器的开关频率越来越高，结构更加紧凑，但亦带来许多问题，如寄生元件产生的影响加剧，电磁辐射加剧等，所以EMI问题是目前电力电子界关注的主要问题之一。
传导是电力电子装置中干扰传播的重要途径。
差模干扰和共模干扰是主要的传导干扰形态。
多数情况下，功率变换器的传导干扰以共模干扰为主。
本文介绍了一种基于补偿原理的无源共模干扰抑制技术，并成功地应用于多种功率变换器拓扑中。
理论和实验结果都证明了，它能有效地减小电路中的高频传导共模干扰。
这一方案的优越性在于，它无需额外的控制电路和辅助电源，不依赖于电源变换器其他部分的运行情况，结构简单、紧凑。
1 补偿原理共模噪声与差模噪声产生的内部机制有所不同：差模噪声主要由开关变换器的脉动电流引起；共模噪声则主要由较高的d/d与杂散参数间相互作用而产生的高频振荡引起。
如图1所示。
共模电流包含连线到接地面的位移电流，同时，由于开关器件端子上的d/d是最大的，所以开关器件与散热片之间的杂散电容也将产生共模电流。
图2给出了这种新型共模噪声抑制电路所依据的本质概念。
开关器件的d/d通过外壳和散热片之间的寄生电容对地形成噪声电流。
抑制电路通过检测器件的d/d，并把它反相，然后加到一个补偿电容上面，从而形成补偿电流对噪声电流的抵消。
即补偿电流与噪声电流等幅但相位相差180°，并且也流入接地层。
根据基尔霍夫电流定律，这两股电流在接地点汇流为零，于是50Ω的阻抗平衡网络（LISN）电阻（接测量接收机的BNC端口）上的共模噪声电压被大大减弱了。
图1 CM及DM噪声电流的耦合路径示意图图2 提出的共模噪声消除方法2 基于补偿原理的共模干扰抑制技术在开关电源中的应用本文以单端反激电路为例，介绍基于补偿原理的共模干扰抑制技术在功率变换器中的应用。
图3给出了典型单端反激变换器的拓扑结构，并加入了新的共模噪声抑制电路。
串模干扰共模干扰概念以及抑制方法
串模干扰共模干扰概念以及抑制方法发布日期：2010-03-11仪表在工业生产的现场使用的条件常常是很复杂的。
被测量的参数又往往被转换成微弱的低电平电压信号，并通过长距离传输至二次表或者计算机系统。
因此除了有用的信号外，经常会出现一些与被测信号无关的电压或电流存在。
这种无关的电压或电流信号我们称之为“干扰”（也叫噪声）。
干扰的来源有很多种，通常我们所说的干扰是电气的干扰，但是在广义上热噪声、温度效应、化学效应、振动等都可能给测量带来影响，产生干扰。
在测量过程中，如果不能排除这些干扰的影响，仪表就不能够正常的工作。
根据仪表输入端干扰的作用方式，可分为串模干扰和共模干扰。
串模干扰是指叠加在被测信号上的干扰；共模干扰是加在仪表任一输入端与地之间的干扰。
干扰来自于干扰源，它们在仪表内外都可能存在。
在仪表外部，一些大功率的用电设备以及电力设备都可能成为干扰源，而在仪表内部的电源变压器、机电器、开关以及电源线等也均可能成为干扰源1) 串模干扰的抑制串模干扰与被测信号所处的地位相同，因此一旦产生串模干扰，就不容易消除。
所以应当首先防止它的产生。
防止串模干扰的措施一般有以下这些：* 信号导线的扭绞。
由于把信号导线扭绞在一起能使信号回路包围的面积大为减少，而且是两根信号导线到干扰源的距离能大致相等，分布电容也能大致相同，所以能使由磁场和电场通过感应耦合进入回路的串模干扰大为减小。
* 屏蔽。
为了防止电场的干扰，可以把信号导线用金属包起来。
通常的做法是在导线外包一层金属网（或者铁磁材料），外套绝缘层。
屏蔽的目的就是隔断“场”的耦合，抑制各种“场”的干扰。
屏蔽层需要接地，才能够防止干扰。
* 滤波。
对于变化速度很慢的直流信号，可以在仪表的输入端加入滤波电路，以使混杂于信号的干扰衰减到最小。
但是在实际的工程设计中，这种方法一般很少用，通常，这一点在仪表的电路设计过程中就已经考虑了。
以上的几种方法是主要是针对与不可避免的干扰场形成后的被动抑制措施，但是在实际过程中，我们应当尽量避免干扰场的形成。
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共模干扰抑制实例
安徽电子科学研究所李浩
共模干扰无处不在，一般情况下，消除或抑制共模干扰是设计信号调理电路必须面对的问题。
尤其是针对微弱信号采集调理电路，只有采集妥当的措施才能保证电路具备良好的抑制共模干扰性能，并正常工作。
例如心电采集电路，电路所要采集的是人体不同电位点间的电位差，此电位差正常在8mV以下，典型值为1mV。
人体又通常不可避免的暴露在工频干扰的空间之中，良好的抑制50Hz工频共模干扰是心电采集电路的基本要求之一。
下面以单导联心电采集电路为例，分析共模干扰转化为差模干扰对测量产生影响及右腿驱动电路引入对共模干扰的抑制能力。
单导联包括LA、RA和LL。
LA和RA为I导联检测电极，LL为右腿驱动电极。
心电芯片中集成的仪表放大器本身具有一定的共模抑制能力，但由于所接导联线长度长，线路布局差异等因数，导致差分输入的两端阻抗不能完全对称，较强的共模干扰就会转换为差分干扰进入仪表放大器，造成较大的输出干扰。
心电电路中LL电极实际上是取差分输入端的共模电压经反相后输入到人体，以将差分输入端的共模电压成分抵消或减小。
通过图示分析如下。
（1）理想状态下，无共模干扰，差分输入两端阻抗完全匹配，输出信号完全是两点间电位差。
图1
（2）实际情况下，空间存在共模干扰。
图2
（3）为便于立即结算等效为下图，如果差分输入两端阻抗完全匹配，一定范围内的共模干扰电压V仍不会对输出产生影响。
图3
（4）实际上，差分输入端存在阻抗，如果两端阻抗完全对称，则仍不会对输出产生影响。
图4
（5）等效为以下电路便于理解计算，R LA和R RA等效为两个输入端的阻抗，其差异设计为51kΩ（依据YY1139-2013标准），该阻抗的差异主要源自皮肤-电极阻抗不平衡，即同一患者身上连接的两个电极间的阻抗预期变化较大。
如果皮肤-电极阻抗存在不平衡，考虑到任何电极对地的有限阻抗，共模电路将产生差分信号。
共模电压之所以取值10V，也是依据YY1139-2013标准。
按下图电路举例计算，差分输入两端将存在0.5mV的差异。
由于人体心电信号本身就是在8mV以下，典型值为1mV，由此可见0.5mV的干扰信号不容忽视，如果不采取有效措施，将对输出产生较严重的干扰。
图5
（6）引入驱动电极，抵消共模电压，有效降低共模电压转换为差模电压，进入测量系统产生干扰。
右腿驱动电路部分的作用是，获取LA和RA两端的共模电压，经过反相后变
为-V输入到人体，以抵消施加到人体的共模电压V。
图6
对按照上述方式设计的右腿驱动电路进行实际测试。
测试中，50Hz共模信号施加后，不接插LL电极时，输出显示为杂波，且幅度很大（10mm/mV增益下，峰峰值约为20mm）。
接插上LL后，杂波消失，输出波形峰峰值不到2mm。
满足标准中不超过10mm的要求。
差分传输本身就是一项提高共模抑制能力的方式，比如主流的RS422、RS485通信总线，因其差分传输特点，使总线具备较强的抗干扰能力和较长的传输距离。
而RS232总线，因其不平衡传输特性，在实际应用中，其传输距离一般不超过15米。
一般情况下，传输通信信号电压幅值都在伏级，依靠单一的差分传输技术就能够满足抑制共模干扰的能力。
而针对毫伏级的微小信号传输线路而言，单一依靠差分传输仍不能满足共模抑制性能要求。
心电采集电路中的右腿驱动电路就是辅助的且有效的增强共模抑制能力的方法。
在其他微弱信号传输情况下，采用屏蔽层驱动，可有效的提高共模干扰抑制能力。
传输弱信号的电缆线的屏蔽层加上一定电位时，将大大减小由屏蔽层与芯线之间分布电容耦合引入的干扰。
下图中电路便是基于这种考虑，用INA105构成屏蔽层驱动产生器，输入信号来自于仪表放大器内部运放输出，叠加后INA105输出加到屏蔽层，即屏蔽层电位被抬高到仪表放大器内部运放输出的电位，从而使电缆线上的干扰大大减小。
图7
针对如何提高电路的共模干扰抑制能力提出以下几点建议：
（1）采用差分传输。
具体实现时可适用双绞线。
（2）使用屏蔽层。
非弱小信号应用下，可时屏蔽层直接接地，弱小信号下，可驱动屏蔽层以提高抑制能力。
（3）电路隔离。
使测量电路与电路系统地、保护地或设备机壳隔离开来。
如将图5中红色电阻Rin无限增大，则差模干扰转换为共模干扰的成分将无限减小，以至于忽略其影响。
（4）远离强电场。
如信号线与电源线分开布局。
（5）平衡差分输入端阻抗。
如等长等距离靠近布线。