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电子产品及设备:EMC快速设计理论(三)

2020.10.05
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王辉

致力于为分析测试行业奉献终身

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(外界的干扰源)。

2.辐射干扰(如雷击&静电,设备电弧,附近无线电设备,大功率辐射源)感应出共模干扰。(机理是: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,两个回路阻抗不通等原因造成电流大小不同)

3.接地电压不一样,也就是说电位差异引入共模干扰;

4.也包括电子产品及设备内部电信号系统(内部骚扰源)对电源线的影响;内部骚扰源对外就产生电磁兼容EMI的问题!

干扰源如何影响产品及设备!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,有的可高达上百V以上。共模电压通过不对称电流就可转换成差模电压,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,也可为交流!如下图所示:

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ICM2近似等于ICM1:而Z1就可能不等于Z2;UP=ICM2*ZCM2;UQ=ICM1*ZCM1

所以UP不等于UQ,从而转换为差模电压UPQ!

也就是说,共模干扰不直接影响设备,而是通过转化为差模电压来影响设备的!

如何滤除共模干扰(共模电感线圈&共模Y电容)

共模电感线圈

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共模电感线圈和差模电感线圈工作原理类似,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!差模线圈在滤除干扰的同时,还会一定程度的增加线路阻抗。而共模线圈对方向相反的电流基本不起作用;因此我们可以在满足特性的前提下,一般很少专门使用差模电感线圈!

共模Y电容的工作原理

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共模(Y)电容的工作原理

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共模Y电容的工作原理和差模X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X电容是两极之间短路。而共模Y电容是线对地的短路!!

通过上面的电路等效及系统的分析;我们再进行电子产品及设备的EMC设计时,我们可以从设计的角度去考虑EMC的问题;节省我们产品开发的成本及时间!


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