一、差模干擾和共模干擾
在電磁兼容領(lǐng)域,電壓和電流的變化通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳輸時(shí)有兩種形態(tài),一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)分別做為往返線(xiàn)路傳輸,我們稱(chēng)之為"差模";另一種是兩根導(dǎo)線(xiàn)做去路,地線(xiàn)做返回傳輸,我們稱(chēng)之為"共模"。
1.1差模干擾:存在L-N在線(xiàn)之間,電流從L進(jìn)入,通過(guò)整流二極管的正極流動(dòng),然后通過(guò)負(fù)載流動(dòng),通過(guò)熱地流二極管,然后返回到整流二極管N,在這條路徑上,有高速開(kāi)關(guān)的大功率裝置和反向恢復(fù)時(shí)間很短的二極管。這些裝置產(chǎn)生的高頻干擾將通過(guò)整個(gè)電路,這些電路將被接收器檢測(cè)到,導(dǎo)致傳導(dǎo)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)。
1.2共模干擾:由于地球與設(shè)備電纜之間存在寄生電容,地球與電纜之間會(huì)產(chǎn)生共模電流,導(dǎo)致高頻干擾噪聲。
下圖顯示了由差模干擾引起的傳導(dǎo)FALL數(shù)據(jù),測(cè)試數(shù)據(jù)的前端超標(biāo),是由差模干擾引起的:
下圖為開(kāi)關(guān)電源EMI原理部分:
圖中CX2001是一種安全的薄膜電容(當(dāng)電容被擊穿或損壞時(shí),表現(xiàn)為開(kāi)路)。當(dāng)它跨越L線(xiàn)和N線(xiàn)之間時(shí),L-N當(dāng)電流通過(guò)負(fù)載時(shí),它們之間的電流將高頻雜波帶入電路。此時(shí),X電容的作用是在負(fù)載和X電容之間形成一個(gè)電路,從而在電路中消耗高頻分流,而不是進(jìn)入市場(chǎng)電源,即通過(guò)電容電容器的短路交流電源使干擾電路不會(huì)連接到外部。
整改差模干擾的對(duì)策:
1.增加X(jué)電容值
2.增加共模電感,利用其泄漏感抑制不良模具噪聲(由于共模電感具有多種繞組方式,雙線(xiàn)和繞組或雙線(xiàn)分開(kāi)繞組)。在電磁兼容領(lǐng)域,無(wú)論采用何種繞組方式,由于繞組不緊密,線(xiàn)路長(zhǎng)度不同,都會(huì)出現(xiàn)磁性泄漏,即一個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁性線(xiàn)不能完全通過(guò)另一個(gè)線(xiàn)圈,這使得L-N線(xiàn)之間有感應(yīng)電勢(shì),相當(dāng)于L-N一個(gè)電感串聯(lián))。
下圖為共模干擾測(cè)試FALL數(shù)據(jù):
電源電纜與地球之間的寄生電容使共模干擾有一個(gè)電路,干擾噪聲通過(guò)電容流向地球,在地球上LISN-電纜-寄生電容-地面之間形成共模干擾電流,由接收器檢測(cè)到,導(dǎo)致傳導(dǎo)超標(biāo)(這也可以解釋為什么有些主板在傳導(dǎo)測(cè)試過(guò)程中不通過(guò)接地,一根地線(xiàn)就超標(biāo)。USB當(dāng)模式不接地時(shí),電流電路只能通過(guò)L-二極管-負(fù)荷-熱地-二極管-N,共模電流共模電流LISN,LISN檢測(cè)到的噪聲很小。當(dāng)主板的冷地與地面直接連接時(shí),電纜與地面之間存在電路。此時(shí),如果共模噪聲未被前端檢測(cè)到LC如果過(guò)濾電路被吸收,傳導(dǎo)就會(huì)超標(biāo))
整改共模干擾的對(duì)策:
1.增加共模電感
2.調(diào)整L-GND,N-GND上的LC濾波器,濾除共模噪聲
3.主板盡量接地,減少對(duì)地阻抗,從而減少電纜與地球之間的寄生電容。
二、產(chǎn)品電磁兼容騷擾源有:
1.設(shè)備直流電源整流回路:工頻線(xiàn)性電源工頻整流噪聲頻率上限可延長(zhǎng)至數(shù)百kHz;開(kāi)關(guān)電源高頻整流噪聲頻率上限可延長(zhǎng)至幾十個(gè)MHz。
2.電動(dòng)設(shè)備直流電機(jī)的電刷噪聲:噪聲頻率上限可延長(zhǎng)至數(shù)百M(fèi)Hz。
3.變頻調(diào)速電路的騷擾發(fā)射:開(kāi)關(guān)調(diào)速電路騷擾源的頻率從幾十個(gè)不等kHz到幾十MHz。
4.電磁感應(yīng)加熱設(shè)備電磁騷擾發(fā)射:騷擾源主頻數(shù)十kHz,高級(jí)諧波可以延伸到幾十次MHz。
5.開(kāi)關(guān)噪聲:機(jī)械或電子開(kāi)關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的噪聲頻率上限可延長(zhǎng)至數(shù)百個(gè)MHz。
6.設(shè)備開(kāi)關(guān)電源開(kāi)關(guān)電路:騷擾源主頻數(shù)幾十個(gè)kHz到百余kHz,高級(jí)諧波可以延伸到幾十次MHz。
7.晶體振動(dòng)和數(shù)字電路電磁騷擾智能控制設(shè)備:騷擾源主頻數(shù)十kHz到幾十MHz,高級(jí)諧波可以延伸到數(shù)百
8.電動(dòng)設(shè)備交流電機(jī)的運(yùn)行噪聲:高次諧波可延伸至幾十次MHz。MHz。
9.微波設(shè)備微波泄漏:騷擾源主頻數(shù)GHz。
10.各種自動(dòng)控制設(shè)備的信息技術(shù)設(shè)備和數(shù)字處理電路:騷擾源主頻數(shù)十個(gè)MHz到數(shù)百M(fèi)Hz(通過(guò)內(nèi)部倍頻主頻可字GHz),高度諧波可以延伸到十幾個(gè)以上GHz。
11.電視電聲接收設(shè)備高頻調(diào)諧回路的本振及其諧波:騷擾源主頻數(shù)十MHz到數(shù)百M(fèi)Hz,高度諧波可以延伸到數(shù)GHz。