差模噪声和共模噪声的形成条件

发布时间:2018-09-1 阅读量:964 来源: 发布人:

共模噪声又称为非对称噪声或线路对地的噪声,在使用交流电源的电气设备的输入端(输电线和中线)都存在这种噪声,两者对地的相位保持同相。差模噪声又称为正常型、对称噪声或线路间噪声,它存在于交流线路和中性导线中,二者相位差为180°。 


差模噪声和共模噪声的形成条件


差模噪声的电流沿着一条交流线流出,并沿着另一条交流线返回。在地线中不存在差模噪声电流。 差模噪声可以通过在电磁干扰滤波器中使用X电容进行抑制,电容连接在输电线(输电线和中线)之间,对差模信号起到高频分流的作用。在差模噪声非常大的情况下,可能需要增加差模抑制电感。有些混合型电感所包含的线圈可以同时抑制共模和差模噪声。

差模噪声和共模噪声主要来源


对于开关电源而言,如果整流桥后的储能滤波大电容为理想电容,即等效串联电阻为零(忽略所有电容寄生参数),则输入到电源的所有可能的差模噪声源都会被该电容完全旁路或解耦,可是大容量电容的等效串联电阻并非为零。因此,输入电容的等效串联电阻是从差模噪声发生器看进去的阻抗Zdm的主要部分。输入电容除了承受从电源线流入的工作电流外,还要提供开关管所需的高频脉冲电流,但无论如何,电流流经电阻必然产生压降,如电容的等效串联电阻,所以输入滤波电容两端会出现高频电压纹波,高频高压纹波就是来自于差模电流。它基本上是一个电压源(由等效串联电阻导致的)。理论上,整流桥导通时,该高频纹波噪声应该仅出现在整流桥输入侧。事实上,整流桥关断时,噪声会通过整流桥二极管的寄生电容泄露。

高频电流流入机壳有许多偶然的路径。当开关电源中的主开关管的漏极高低跳变时,电流流经开关管与散热器之间的寄生电容(散热器连接至外壳或者散热器就是外壳)。在交流电网电流保持整流桥导通时,注入机壳的噪声遭遇几乎相等的阻抗,因此等量流入零线和火线。因此,这是纯共模噪声。

 

差模噪声和共模噪声的形成条件


对于共模电感如何抑制共模电流用一句话可以解释,即共模电感上流过共模电流时磁环中的磁通相互叠加,从而具有相当大的电感量,对共模电流起到抑制作用。 当两个线圈流过差模电流时,铁氧体磁环中的磁力线相反,导致磁通相互抵消,几乎没有电感量,所以差模信号可以基本无衰减的通过(考虑到电感本身具有一定的电阻)。所以不仅对于开关电源的输入滤波器加共模电感,在走差分信号线时也可以加上共模电感来抑制共模电流,以防止电路误触发等现象。
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