為了提高可閱讀性,從這篇開始,我們還是以文章的形式給大家呈現,文末再附上今天的思維導圖。已經有粉絲在問關于EMC這個系列整體的思維導圖了,各位老鐵先不要著急,目前導圖還在不斷的優化中。等整個系列更新完成后,我會提供一個最終的整體版本,供大家收藏閱讀。另外,也歡迎同行大佬多多留言指教。一起學習,共同進步!
以下為正文:
干擾的模式
EMC 干擾的模式主要為共模干擾和差模干擾;
共模干擾
概念
共模干擾是指沿著信號路徑的的兩個導體上的噪聲之間的電壓或電流共同變化的部分;
圖示
一個形象的舉例:兩個小船底部距離河床的高度變化。
在一個風和日麗的早晨,平靜的河面上有兩個小船。這個時候,兩只小船相對于河床的距離是一定的。突然,上方的一個大壩開閘放水。洶涌的洪水奔涌而來。一個巨浪過來把兩個小船同時卷高起來。兩個小船同時被抬高了,那么小船被抬高的距離就類似于差模干擾。參考點是河床;
產生原因
1、電路布線兩端的器件所接的參考地電位不同,在參考地電位差驅動下產生的電流;
2、電路參考地電位與大地之間電位差,在兩者的電位差驅動下產生的電流;
3、 外界電磁場在所有電路信號布線上感應出來的電壓。(這個電壓相對與大地是同相的),由這電壓產生的電流;
4、電網串入共模干擾電壓;
5、不同設備、不同電路之間接地電位差,以及與大地之間的電位差;
6、 由于分布電容、寄生電感、走線阻抗的不連續則會導致差模信號轉換成共模信號;
7、電路參考平面不連續、回流路徑的改變導致差模信號轉換成共模干擾;
8 、電纜布線經過開關電源磁性元件附近,電纜就極容易感應共模干擾;
參考以上所列情形,對照產品的實際電磁環境,幫助尋找干擾產生原因。
差模干擾
概念差模干擾是指沿著信號路徑的兩個導體(通常是兩個相對的導線或者導體)上的噪聲之間的電流或電壓差異;
圖示
一個形象的舉例 河面上兩個小船之間的高度差變化。
還是那倆小船,當被洶涌的洪水卷起的時候,由于兩個船的載重不同,噸位不同。導致那個較輕的船被舉的老高,那個較重的船只是輕微的晃蕩了幾下。兩個船之間的相對高度變化就類似于差模干擾。本來共模干擾過來,如果沒有小船輕重的不同,隨著“浪頭”人畜無害的通過,這事就過去了。誰曾想兩個船噸位相差甚多。一個幾乎紋絲不動,一個險些送到天上去。這種變化,如果是電路回路的話,想想后果,后果那就可想而知了。
產生原因
1、信號線分布電容的靜電耦合:當兩個信號線之間存在電容時,一個信號線的變化可能會通過電容影響到另一個信號線,從而產生差模干擾;
2、信號線傳輸距離較長引起的互感:當信號線傳輸距離較長時,可能會因為電流的變化在空間中產生磁場,這個磁場可能會感應到另一根信號線,從而產生差模干擾;
3、空間電磁的電磁感應:外部環境中的電磁場也可能會通過電磁感應的方式影響到信號線,產生差模干擾;
4、工頻干擾:電源線上存在的不穩定電壓或電流也可能通過共模電壓噪聲傳播到電路中,引起差模干擾;參考以上所列情形,對照產品的實際電磁環境,幫助尋找干擾產生原因。
共模干擾和差模干擾的聯系
1、實際電路中差模干擾與共模干擾無法完全區分開,差模干擾與共模干擾會彼此轉換。差模干擾的電流大小相等,方向(相位)相反。由于分布電容、寄生電感、走線阻抗的不連續,以及信號回流路徑流過非設計路徑等,差模電流會轉換為共模電流。同樣的原因,共模干擾也會轉換為差模干擾;
2、實際對電路或者設備造成實質性干擾的是差模干擾;因為電路中有用的信號也是差模的形式。因為干擾的注入,導致模擬量的變化,導致數字信號電平的改變等;
在EMC測試中,共模干擾和差模干擾的區分
差模
線和線之間的干擾,屬于差模干擾,結合前面小船的例子理解
EMI測試中,在低頻時的超標屬于差模干擾
EMS測試中,浪涌(線-線)屬于差模干擾
抑制差模干擾的器件有:MOV,X電容,LDM
共模
線和地之間的干擾,屬于共模干擾,結合前面小船的例子理解
EMI測試中,在高頻時的超標屬于共模干擾
EMS測試中,ESD,浪涌(線-地),RS,CS 屬于共模干擾
抑制共模干擾的器件有:GDT,TVS,MOV,LCM,Y電容
區分開來的原因便于電磁兼容問題的分析、調試、對策。
以上是今天分享的內容;