電磁干擾EMI可以大致分為“傳導(dǎo)發(fā)射”和“輻射發(fā)射”兩種類(lèi)型。其中,根據(jù)傳導(dǎo)的類(lèi)型,傳導(dǎo)發(fā)射可以進(jìn)一步分為兩種類(lèi)型:“差分(正常)模式噪聲”和“共模噪聲”。本文將討論后兩種類(lèi)型的噪聲。
一傳導(dǎo)發(fā)射分類(lèi)
傳導(dǎo)發(fā)射可分為兩種類(lèi)型。一種是“差模噪聲”,也稱(chēng)為“正常模式噪聲”。這些名稱(chēng)有時(shí)會(huì)根據(jù)適用的條件有選擇地使用,但在這里我們假設(shè)它們是相同的。另一種是“共模噪聲”。如下圖所示這里的討論電源噪聲,因此這些圖是PCB外部供電的示例。

1. 差模噪音
噪聲源出現(xiàn)在電源線(xiàn)上并與電源線(xiàn)串聯(lián),并且噪聲電流以與電源電流相同的方向流動(dòng)。它被稱(chēng)為“差分模式”,因?yàn)檩敵龊头祷仉娏魇窍喾捶较虻摹?/p>
2. 共模噪音
通過(guò)雜散電容等泄漏的噪聲電流通過(guò)地并返回到電源線(xiàn)的噪聲。被稱(chēng)為“共?!痹肼?,因?yàn)殡娫凑?)和負(fù)(-)側(cè)的噪聲電流方向具有相同的方向。電源線(xiàn)上不會(huì)出現(xiàn)噪聲電壓。
3.差模和共模噪音對(duì)比分析
如上所述,這些類(lèi)型的噪聲是傳導(dǎo)發(fā)射。然而由于噪聲電流在電源線(xiàn)中流動(dòng),因此會(huì)有輻射產(chǎn)生。
由差模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ed可以使用下面的等式表示。Id是差分模式下的噪聲電流,r是到觀察點(diǎn)的距離,f是噪聲頻率。差模噪聲產(chǎn)生噪聲電流環(huán)路會(huì)放大噪聲,因此環(huán)路區(qū)域S成為重要因素。如圖和等式所示,如果其他元素是恒定的,則對(duì)于更大的環(huán)區(qū)域,電場(chǎng)強(qiáng)度更高,但在實(shí)際案例中,共模噪聲更為常見(jiàn),所以我們對(duì)共模噪聲重點(diǎn)討論。
二噪聲計(jì)算
由共模噪聲引起的輻射的電場(chǎng)強(qiáng)度Ec可以由右下方的等式表示。如圖和方程所示,電纜長(zhǎng)度L是一個(gè)重要因素。

這里,為了確認(rèn)由于不同類(lèi)型的噪聲引起的輻射特性,我們將插入實(shí)際數(shù)值來(lái)計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度* 1。每種情況下的條件完全相同。觀察到的電場(chǎng)強(qiáng)度由藍(lán)點(diǎn)表示。

在這些計(jì)算結(jié)果中重要的是,對(duì)于相同的噪聲電流值,由共模噪聲引起的輻射要大得多(在該示例中,大約大100倍)。特別是,在考慮應(yīng)對(duì)輻射發(fā)射的措施時(shí),應(yīng)該記住處理共模噪聲的措施尤為重要。
1. 共模噪聲處理方法
當(dāng)有共模噪聲存在時(shí),常用的處理方法有;
可靠接地、高阻抗接地方式;
削弱噪聲源(在變頻器輸出側(cè)加裝共模扼流圈是一種經(jīng)濟(jì)、有效的方法);
噪聲屏蔽以及電源線(xiàn)屏蔽等。
2. 差模噪聲處理方法
在差模噪聲的情況下,處理噪聲的基本的措施是減小環(huán)路面積S;
例如通過(guò)使用絞合線(xiàn)纜,盡可能縮短電纜長(zhǎng)度。然而,總是會(huì)出現(xiàn)對(duì)組件的布置和類(lèi)型的限制,因此還必須研究諸如添加過(guò)濾器之類(lèi)的方法。
希望本文有助于大家加深對(duì)EMC中開(kāi)關(guān)電源的理解。
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原文標(biāo)題:共模和差模噪聲的有效處理方案
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