開關(guān)電源共模電流干擾-三回路模型介紹

第第頁開關(guān)電源共模電流干擾—三回路模型介紹

（開關(guān)電源）共模電流模型可以用下面三個回路來簡單說明。在開關(guān)管共模電壓的驅(qū)動下，形成輸入回路、輸出回路和輸入-輸出大回路。

從傳導(dǎo)發(fā)射的角度來說，我們希望減少輸入回路和輸入-輸出大回路的共（模電）流，從輻射發(fā)射角度來說，我們一方面希望減小共模電流，另一方面要減小各個回路面積。

另一方面，共模電流大小與（產(chǎn)品）的接地狀態(tài)息息相關(guān)。因為共模電流一般要從（PCB）上通過分布（電容）或者PCB與機殼的接地線流向機殼地，然后通過機殼與大地的分布電容或者機殼的接地線流向大地最后再回到共模電壓源，產(chǎn)品的機殼接地狀態(tài)好壞對分布電容和接地阻抗的的影響很大，這些都會影響共?；芈纷杩沟拇笮?，最終影響共模電流的大小。

我們通過兩個例子來說明產(chǎn)品接地狀態(tài)對共模電流的影響。

**例子1如下：**

現(xiàn)象：某臺設(shè)備在進行CE102試驗時候，發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象，將受試設(shè)備直接放在測試臺的金屬板上，傳導(dǎo)發(fā)射就會超標；但是如果將受試設(shè)備與金屬板之間墊上一塊絕緣物，測試結(jié)果就會合格。

產(chǎn)品的共模電壓一般以某個較大的金屬物體為參考點，當(dāng)將產(chǎn)品與金屬桌之間墊上一個絕緣物體后增加了共模（電流）的回路阻抗，因此減小了共模電流的大小，從而減小了產(chǎn)品的傳導(dǎo)發(fā)射。而差模傳導(dǎo)發(fā)射電流回流路徑不經(jīng)過產(chǎn)品的接地線，所以接地狀態(tài)對差模傳導(dǎo)電流沒有影響，這說明該產(chǎn)品共模濾波能力不足，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，（電源）（濾波器）與金屬機箱之間搭接的不好，降低了濾波器的共模濾波能力。

由于共模濾波電容的接地點是機殼地，當(dāng)濾波器與機殼的搭接效果不好時，，會降低共模濾波器的濾波效果，從而會使更多的共模電流流向LISN，從而使傳導(dǎo)發(fā)射超標，當(dāng)將產(chǎn)品與受試設(shè)備與金屬板之間墊上一塊絕緣物后，增加了流向LISN回路共模阻抗，從而減小改回路共模電流減小共模傳導(dǎo)發(fā)射。

**例子2如下：**

現(xiàn)象：某（數(shù)控）機床，發(fā)現(xiàn)當(dāng)將控制單元的金屬外殼與機床連接起來時候，控制單元便會不正常工作，而如果將控制單元與機床之間墊一個絕緣物體干擾現(xiàn)象就會消失。

圖共模電流造成的電磁干擾

我們知道（電機驅(qū)動器）的（IGBT）開關(guān)管在PWM（信號）驅(qū)動下不停的通斷，從而產(chǎn)生了大的dV/dt，下圖里面脈寬調(diào)制變速（電機）（驅(qū)動電路）標紅色的部分就是主要的大的dV/dt的干擾源，這種干擾源產(chǎn)生的共模電流會通過電纜（耦合）到其它模塊。因此電機（驅(qū)動器）是強的干擾源頭。

上面出現(xiàn)的現(xiàn)象說明，電機驅(qū)動器與控制單元連接的電纜上有較強的共模電流，導(dǎo)致控制單元受到干擾。當(dāng)將控制單元的金屬外殼與機床連接起來時候，共模電流回路阻抗較小，這時候有較強的共模電流流進控制單元造成干擾；當(dāng)控制單元與機床架之間墊一個絕緣物體干擾現(xiàn)象就會消失，這是因為這個時候增加共模回路的阻抗，流進控制單元共模電流減小，從而減少了干擾。

那么如何解決這個問題呢？我們應(yīng)該增加控制單元I/O（端口）共模濾波，增強其抗干擾能力，同時在源頭電機驅(qū)動器采取一些措施，降低其共模干擾。

這兩個例子似乎給我們造成一種錯覺，好像我們的金屬機殼不接地好像更好，但是實際上不是這樣的，金屬機殼與接地板的低阻抗連接對于我們雷電和靜電的防護非常重要，接地阻抗越小，能量會更好的泄放到大地，減少對耦合到產(chǎn)品內(nèi)部的能量，減少對PCB的干擾。

因此我們通過上面兩個例子認識到共模干擾與產(chǎn)品的接地狀態(tài)有關(guān)，而且接地對產(chǎn)品的電磁防護性能也至關(guān)重要，對于接地的影響，我們要