差模与差模 共模传导发射

时间:2023-12-27
  每次将设备连接到电源时,电源线中都会传导两种类型的电流:差模电流和共模电流。在传导发射测试期间测量这些电流的总和,并将其频谱与限值进行比较。

  差模电流是设备通常为了给设备供电而产生的电流。它们也可以称为电源电流,一般来说可以由低频(即50/60Hz)和高频(即100KHz+开关电路的谐波)组成。

  图 1. 传导发射测试中的差模电流
  图 1. 传导发射测试中的差模电流
  共模电流通常仅由于整个系统的寄生参数而被忽略,而不仅仅是器件本身的寄生参数。
  考虑这个问题:您还记得用手指触摸探头时在示波器上看到的 50/60Hz 信号吗?这是由于类似于共模电流的现象:源产生一个场(来自建筑物电缆的 50/60Hz),该场通过寄生参数与您的身体耦合,进而将耦合电压传导到探头和示波器。
  示波器通过其内部寄生参数和电源线再次耦合到公共线路。终,它生成一个能够传导小电流的大环路,该环路由系统中的设备架构、相关的寄生参数和系统中的信号源(建筑物电缆的电压和电路的电压)决定。范围内)。

  图 2. 用手指触摸探头时产生的信号测量。
  在传导发射测试中也会发生类似的情况。主电源的两条线路都可以沿相同方向传导电流,并在 RF 处与 EUT 的底盘耦合。底盘连接到接地电缆,在此方案中,接地电缆充当此类共模电流的返回路径,从而形成环路。

  如果 UT 未接地或没有导电底盘,也可能存在共模电流,因为 EUT 的内部电路可以直接耦合到 EUT 本身下方的接地层。


  

  图 3.传导发射测试中的共模电流。
  接收器测量每相 LISN 在 RF 处呈现的 50Ω 阻抗上的电压。将差模电流和共模电流相加,在接收器处得到的测量信号为:
  V PHASE1  = 50Ω  (I CM +  I DM)
  V PHASE2  = 50Ω (I CM -  I DM)
  通常,此类电压在接收器处测量为 dBuV,以便将它们与 EMC 法规提供的限制进行比较,如前所述。
  降噪技术

  每个设备都需要在电源端口进行某种滤波,以减少 LISN 上的差模和共模电流,从而使总测量噪声保持在限值以下。

  图 4. 通用 AC/DC EMI 滤波器。图片由SCHAFFNER FN2020 数据表提供
  一种非常常见的滤波方案如图 4 所示。射频跨相(Cx-1 和 Cx-2)的电容器呈现低阻抗,可用作差模电流的滤波器。相反,每相和接地连接 PE 之间的电容器 Cy 起到将共模电流短路到接地连接的作用,避免它们到达 LISN 相,因此充当共模滤波器
  L是共模扼流圈,是一种变压器,每个绕组与每条线路串联。对于同向电流(共模),呈现的阻抗非常高,L起到滤波器的作用。相反,对于方向相反的电流(差模),呈现的阻抗非常低,L的影响可以忽略不计。
  围绕这种常见的方案,有许多变体,设计人员努力使滤波级适应设备的具体情况。
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