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    EMC設計必看:共模電流EMC設計兩大核心要點

    發布時間:2014-04-19 責任編輯:向鵬

    【導讀】電磁兼容性在電子設計中是個熱門話題了,EMC往往會決定設計產品的性能,一個好產品也往往是在EMC上面下了很大功夫,下面我們講的是共模電流電磁兼容性問題。

    其實要弄清楚共模電流存在的問題,首先應該弄清楚什么是共模電流?共模電流從字面上來理解,電流是需要一個環路,原理和我們電路知識應該是相通的,共模電流指的是LN— PE,(LN同向,PE反向)形成了電流環路,它們的形成可以不需要地線,因為對地的分布電容就是一個很好的耦合途徑,如果你將環路切斷了,那么共模電流就消失了,達到我們整改的目的,這也就是我們常說的切斷干擾的耦合途徑。

    共模是對地的,這個地,可以是金屬外殼,也可以是參考接地平板,所以任何PCB布線、PCB平面、外拖的線纜只要對這兩個有電位差,都可以構成共模環路,當然,共模環路也就是與這兩個構成的環路;共模很多都是由分布參數引起,比如分布電容,所以說,直觀上沒有環路或者信號的線上,也有可能有共模電流,典型的如天線,就可以認為與地通過分布電容形成的共模環路。

    給大家介紹一個實例:有時候,我們經常會碰到,一個產品是帶地的,但是它內部電源確實不帶地的,結果加上地線傳導測試就不能通過了,但只要將地線去掉,測試就可以了。將地線去除,就是將共模環路中的地回路切斷了,因為傳導的測試頻率較低,共模電流在低頻的情況下,地阻抗會低于分布電容的阻抗。所以我們看到的效果是效果是明顯的。因為安規的原因,我們往往無法將地線去除,那么我們就應該在LN線上做文章,前面說到共模的環路是由LN-PE,那么我們就可以通過加大LN線上的阻抗來達到減小共模電流的目的了,共模電感就是最好的選擇。

    關于共模電流的理想的EMC設計如以下兩點:

    一是將EUT產生的共模電流局限在GND上,不令其出現在機殼地與外界(EMI)

    二是將外界欲侵入EUT的共模電流局限在機殼地上,不令其出現在GND上(EMS)

    一般EMC工程師也是遵守這種做法,但是沒有思路總結。其實,外部電磁干擾主要是低頻(10M~20MHZ以下,變頻器、開關電源、電機等產生的),所以在工控系統中,很多EMC工程師,喜歡將GND浮空,并通過1000pF的高壓電路,與機殼相連。

    這樣,高頻的干擾(數字部分)被屏蔽在機殼內,并通過高頻電容返回。外殼干擾,進不了GND或數字系統。

    當然,這樣做的成本可能是高的,如接口要隔離等。

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