EMC-學習報告by余威2014-11-09

1、EMC 學習報告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 是指對有用信號以外的一切電子信號的一個總和，也可以理解為電磁干擾。構成干擾的三要素：騷擾源、傳輸途徑、敏感設備（圖-1）。圖-12、干擾的分類 噪聲按傳播路徑來分可分為傳導噪聲干擾和空間噪聲干擾（圖-2）。其傳導干擾主要通過導體傳播,通過導電介質(zhì)把一個電網(wǎng)絡上的信號耦合（干擾到另一個電網(wǎng)絡,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耦合（干擾）到另一個電網(wǎng)絡,其頻率范圍比傳導噪聲頻率寬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（簡稱線對線）的噪聲，主要通過選擇合適的電容，差模線圈來進行抑制和衰減。簡單的說就是線對線的干擾。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,開關電源，可控硅等，他們在電源線上所產(chǎn)生的干擾就是差模干擾。差模干擾直接作用在設備兩端的，直接影響設備工作，甚至破壞設備（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，當電流流過差模線圈之后，線圈里面的磁通是增強的，相當于兩個磁通之和。線圈特性低頻率低阻抗高頻率高阻抗決定了在高頻時利用它的高阻抗衰減差模信號。（如圖下圖所示）：當頻率為50Hz 時，線圈阻抗接近于0，相當于一根導線，不起任何衰減作用。當頻率為500k Hz 時， 阻抗達到5k 歐, 而理想狀態(tài)下，此時負載阻抗一般考慮為50 歐，根據(jù)上面公式，此時差模線圈分得了99%的差模干擾電壓，而負載只分得了1%的差模干擾電壓。同時 電流也有很大衰減。 (可以算出此時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它的低阻抗短路掉差模干擾。當頻率為50Hz 時，電容阻抗趨近于無窮大，相當于短路，不起任何衰減作用。當頻率為500k Hz 時， 電容阻抗很小, 根據(jù)上式可以看到差模負載的電流衰減為趨近于0，如當頻率為500k Hz 時負載 50 歐、容抗 0.05 歐。此時電容分得了99.9%的差模干擾電流，而負載只分得了0.1%的差模干擾電流。也就是說500k Hz 時，電容使得差模干擾下降了30dB.三、共模干擾1、共模干擾：則是兩條電源線對大地（簡稱線對地）的噪 聲，主要通過選擇合適的電容，和共模線圈來進行抑制和衰減。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 在信號線上感應出共模干擾。（原理是交變的磁場產(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的高阻抗來衰減干擾信號。可以用分析差模電感的方法來分析共模電感。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，還會一定程度的增加阻抗，但共模線圈對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：當電路中的正常電流流經(jīng)共模電感時，電流在同相位繞制的電感線圈中產(chǎn)生反向的磁場而相互抵消，此時正常信號電流主要受線圈電阻的影響(和少量因漏感造成的阻尼)；當有共模電流流經(jīng)線圈時，由于共模電流的同向性，會在線圈內(nèi)產(chǎn)生同向的磁場而增大線圈的感抗，使線圈表現(xiàn)為高阻抗，產(chǎn)生較強的阻尼效果，以此衰減共模電流，達到濾波的目的。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