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共模干扰与差模干扰(及其消除)

共模干扰(Common-mode):两条导线上的干扰电流振幅相等,方向相同的称为共模干扰。

差模干扰(Differential-mode):干扰电流和振幅相等)称为差模干扰。

共模(Common mode)在两根或两根以上的导线中,流经所有导线的电流是相同的极性,

差模(Differential mode)是指在导线对上的电流极性是相反的。

电缆中所有导线的共模干扰电流幅度/相位相同,在电缆和地球之间形成电路流动,见图(a)。差模干扰的干扰电流在信号线和信号地线之间流动,见图(b)。

由于共模干扰和差模干扰的干扰电流在电缆上的流动方式不同,这两种干扰电流的滤波方法也不同。因此,在设计滤波器之前,必须了解干扰电流的类型。

电压电流的变化有两种形式,我们称之为共模和差模。设备的电源线、电话等通信线路,以及与其他设备或外围设备交换的通信线路,至少有两条线路作为往返线路输送电源或信号。但除了这两条导线,通常还有第三个导体,这就是地线。干扰电压和电流分为两种:一种是两根导线分别作为往返线路传输;另一种是两根导线作为回路传输,地线作为回路传输。前者称为差模,后者称为共模。

串模干扰(差模干扰)和共模干扰(接地干扰)。主板上的两个PCB以接线(连接主板各部件的导线)为例,所谓串模干扰,是指两条接线之间的干扰;共模干扰是两条接线和PCB地线电位差引起的干扰。

共模扼流圈是共模插入损耗中起主导作用的电感元件。它是在磁环/闭合磁路的上下两个半环上绕相同匝数但绕相反的线圈

差模干扰是指信号线及其电线之间存在干扰电压。干扰电路在电线和电线组成的电路中流动。

抑制差模干扰的主要方法是使用共差扼流圈。差模扼流圈是差模插入损耗中起主导作用的电感元件。它使用单个绕组结构,而不是两个相同的绕组结构,如共模扼流圈。

共模电感是一种以铁氧体为磁芯的共模干扰抑制器。它由两个相同尺寸和相同匝数的线圈对称地缠绕在同一个铁氧体环形磁芯上,形成一个四端装置。它应抑制共模信号的大电感,但对于差模信号的小泄漏电感几乎不起作用。原理是通过共模电流时,磁环中的磁通量相互叠加,具有相当大的电感,抑制共模电流。当两个线圈通过差模电流时,磁环中的磁通量相互抵消,几乎没有电感,因此差模电流可以无衰减地通过。电源噪声是一种电磁干扰,其传导噪声的频谱约为10kHz~30MHz,最高可达150MHz。根据不同的传输方向,电源噪声可分为两类:一类是从电源线引入的外部干扰,另一类是由电子设备产生并通过电源线传输的噪声。这表明噪声属于双向干扰信号,电子设备既是噪声干扰的对象,也是噪声源。

从形成特征来看,噪声干扰分为串模干扰和共模干扰。差模干扰是两条电源线之间(简称线对线)的噪声,共模干扰是两条电源线对地(简称线对地)的噪声。因此,电磁干扰滤波器应符合电磁兼容性(EMC)要求还必须是双向射频滤波器。一方面,它应过滤从交流电源线引入的外部电磁干扰,另一方面,它也可以避免设备对外部的噪声干扰,以免影响其他电子设备在同一电磁环境下的正常运行。此外,电磁干扰滤波器可以抑制串模和共模干扰。

在大多数电路设计中,共模电感的值通常为5-33mH,典型值是10-33mH,电感量的最小值也可以根据共模电感的计算公式计算。

X当频率为f时,1为阻抗值。本次选择为33mH/3A共模电感。

共模电压(common mode voltage):在每一导体和所规定的参照点之间(往往是大地或机架)出现的相量电压的平均值。或者说同时加在电压表两测量端和规定公共端之间的那部分输入电压。 差模电压(symmetrical voltage):任何两个带电导体之间的电压在一组中规定。因此,差模电压又称对称电压。 标称放电电流冲击氧化锌阀片,阀片两端测量的电压峰值称为残压。残压与压敏电压的比值,残压比。闪电会在输入/输出电源线上产生瞬时高压和大电流,影响用户设备的稳定运行。避雷器按连接法可分为共模连接法和差模连接法:避雷器连接在相线之间或相线与零线之间,称为差模连接法,即所谓的横向保护。相线与地线或零线与地线之间的避雷器连接称为共模连接法,即所谓的纵向保护。

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