EMC-学习报告by余威2014-11-09

1、EMC 学习报告DTSA/GCP/Agency 余威 2014/11/9差模干扰和共模干扰的产生和消除干扰的分类二、差模干扰三、共模干扰一、干扰的分类1、干扰的产生 是指对有用信号以外的一切电子信号的一个总和，也可以理解为电磁干扰。构成干扰的三要素：骚扰源、传输途径、敏感设备（图-1）。图-12、干扰的分类 噪声按传播路径来分可分为传导噪声干扰和空间噪声干扰（图-2）。其传导干扰主要通过导体传播,通过导电介质把一个电网络上的信号耦合（干扰到另一个电网络,其频谱主要为30MHz 以下。而空间噪声干扰源通过空间把其信号耦合（干扰）到另一个电网络,其频率范围比传导噪声频率宽30Hz-30GHz。干扰

2、的分类 （图-2）二、差模干扰1、差模干扰：差模干扰是两条电源线之间（简称线对线）的噪声，主要通过选择合适的电容，差模线圈来进行抑制和衰减。简单的说就是线对线的干扰。如图，我们可以看到差模的原理图。UDM 就是差模电压，IDM 就是差模电流。IDM 大小相同，方向相反。2、差模干扰产生的原因 差模干扰中的干扰是起源在同一电源线路之中(直接注入). 如同一线路中工作的电机,开关电源，可控硅等，他们在电源线上所产生的干扰就是差模干扰。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。）3、如何消除差模干扰？ 主要采用差模电感和差模电容。差模电感工作原理差

3、模电感工作原理（如上图）（如上图）可以看到，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。线圈特性低频率低阻抗高频率高阻抗决定了在高频时利用它的高阻抗衰减差模信号。（如图下图所示）：当频率为50Hz 时，线圈阻抗接近于0，相当于一根导线，不起任何衰减作用。当频率为500k Hz 时， 阻抗达到5k 欧, 而理想状态下，此时负载阻抗一般考虑为50 欧，根据上面公式，此时差模线圈分得了99%的差模干扰电压，而负载只分得了1%的差模干扰电压。同时 电流也有很大衰减。 (可以算出此时线圈的差模插入损耗)差模电容工作原理差模电容工作原理（如上图）（如上图）可以看到，电容特性低频率高

4、阻抗高频率低阻抗。滤波器利用电容在高频时它的低阻抗短路掉差模干扰。当频率为50Hz 时，电容阻抗趋近于无穷大，相当于短路，不起任何衰减作用。当频率为500k Hz 时， 电容阻抗很小, 根据上式可以看到差模负载的电流衰减为趋近于0，如当频率为500k Hz 时负载 50 欧、容抗 0.05 欧。此时电容分得了99.9%的差模干扰电流，而负载只分得了0.1%的差模干扰电流。也就是说500k Hz 时，电容使得差模干扰下降了30dB.三、共模干扰1、共模干扰：则是两条电源线对大地（简称线对地）的噪 声，主要通过选择合适的电容，和共模线圈来进行抑制和衰减。如图，我们可以看到共模的原理图。UPQ 就是

5、共模电压，ICM1 ICM2 就是共模电流。ICM1 ICM2 大小不一定相同，方向相同2、共模干扰产生的原因电网串入共模干扰电压辐射干扰 在信号线上感应出共模干扰。（原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，两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同）接地电压不一样。也就是说地电位差异引入共模干扰。3.如何滤除共模干扰 同差模干扰类似，采用共模线圈和共模电容。共模电感工作原理（如图）共模电感工作原理（如图）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。可以用分析差模电感的方法来分析共模电感。但是共模线圈和差模线圈绕线方法刚好相反（如图）。因此差模线圈在滤除干扰的同时，还会一定程度的增加阻抗，但共模线圈对方向相反的电流基本不起作用，电流经过共模电感的分析：当电路中的正常电流流经共模电感时，电流在同相位绕制的电感线圈中产生反向的磁场而相互抵消，此时正常信号电流主要受线圈电阻的影响(和少量因漏感造成的阻尼)；当有共模电流流经线圈时，由于共模电流的同向性，会在线圈内产生同向的磁场而增大线圈的感抗，使线圈表现为高阻抗，产生较强的阻尼效果，以此衰减共模电流，达到滤波的目的。共模电容工作原理（共模电容工作原理（如上图）如上图）共模电容的工作原理