阿卜杜拉-关于春节的由来

EMC
测试技术卷
Test Technology
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E< br>M
C
１．引言
共模与差模传导干扰分析及抑制技术研究
Ｃｏｍｍｏｎ－ Ｍｏｄｅ　Ａｎｄ　Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ－Ｍｏｄｅ　Ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ
Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎ ｃｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ａｎｄ　Ｒｅｓｔｒａｉｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ
孙 伟国，邱　扬，权修桥，田　锦
（西安电子科技大学机电工程学院，　西安７１００７１）
Su n wei-guo,Qiu yang,Quan xiu-qiao,Tian jin
School of Mechanical and Electronic
Engineering,XIÕDIAN University, XiÕan 710071
摘　　要：　电磁兼容（ＥＭＣ）问题越来越受到人们的重视，而解决电磁兼 容问题的实质则是如何抑制电磁干扰
（ＥＭＩ），电磁干扰主要分为共模干扰和差模干扰。本文首先介绍 了电磁干扰的形式及起因，接着提出了测量
和判别干扰模式的方法，最后对其分别提出了抑制技术并举了 个在实际中进行抑制的例子。
关键词：　电磁兼容；电磁干扰；共模干扰；差模干扰；抑制技术
中图分类号：　ＴＮ９７２文献标识码：　Ａ文章编号：　１００３－０１０７（２００４）１０－００１８－０ ３
Abstract: Electromagnetic Compatibility(EMC) is being more and more regarded, whose essence is how to restrain
Electromagnetic Interference(EMI). Which mainly includes Common- Mode interference and Differential-Mode interference .
The article firstly introduces the form and cause of EMI, then discusses the method of measurement and judging the interference
pattern, finally proposes the technology of restraint respectively and makes an example in practice.
Key words: EMC; EMI; Common-Mode interference; Differential-Mode interference; restraint technology
CLC number: TN972Document code: AArticle ID: 1003-0107(2004)10 -0018-03
及对其进行抑制技术研究具有非常重
要的现实意义。下面就着重对这两种干扰的成因、诊断及抑制分别进行阐
随着电子和电气设备的密度急剧
增加，无线电频谱日益 拥挤，对电子设
备的电磁兼容性的要求也越来越高。述。
电磁兼容性（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎ ｅｔｉｃ
Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ，ＥＭＣ）是指仪器设备在
可能的电磁干扰环境下仍然能 正常工
作的能力。它主要是研究在有限空间
和频谱范围内，可能发出电磁干扰的
各种电 子、电气等系统如何在合理的
条件下使其互不干扰，即实现共存。而
在电磁兼容中要解决的根本 问题则是
对电磁干扰的抑制。电磁干扰
（Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒ ｅｎｃｅ，
ＥＭＩ）是导致电气、电子设备在某种电
２．电磁干扰的形式和起因
电磁干 扰涉及的范围很广，包括
工业、军事、科研、医疗等社会生活的
各个方面。它从耦合途径上来分 ，主要
有传导电磁干扰和辐射电磁干扰。传
导电磁干扰又可分为共模和差模传导
干扰， 同样辐射电磁干扰也可分为共
模和差模辐射干扰。
共模干扰指的是干扰电压在信号
线及 其回线（一般称为信号地线）上的
一般来说，对于传导干扰，在相线
磁环境中不能可靠工作的主 要原因，幅度相同，这里的电压以附近任何一
按其模式主要可分为两种：共模干扰
和差模干扰。 在实际中，大多数产品电
磁兼容性能不合格都是由于不能很好
抑制这两种干扰的结果。电磁干扰 对
个物体（大地、参考地线板、金属机箱
（信号线）或中线（回线）与地线之间
等）为 参考电位，干扰电流回路则是在
导线与参考物体构成的路中流动，如
图１所示（图１、２中模块 Ａ、Ｂ分别指发
的都是共模干扰，相线（信号线）与中
线（回线）之间的则是差模干扰。而对< br>于辐射干扰，低频干扰多是差模干扰，
高频则是共模干扰。下面则重点介绍
共模与差模传 导干扰的诊断与抑制。
电子设备造成的危害，轻则设备损坏，送部分——源端和接收部分——负载
重则损失惨重。如１９６７年发生在越南
美军基地的一起由于电磁耦合而引起
的爆炸事故，导 致１３４人丧生、２７枚导
弹被引爆，造成了２００亿美元的重大损
失。因此，正确区分共模和 差模干扰以
端，　、　分别为信号线和回流线阻抗）。
差模干扰指的是干扰电压存在于
信号线及其回线（一般称为信号地线）之
间，干扰电流回路则是在导线与参考物
体构成的回路中 流动，如图２所示。
３．确定共模与差模干扰的诊断技术
由于抑制共模干扰和差模干扰的
方法完全不同，因此采取抑制措施之
电子质量
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＱＵＡＬＩＴＹ・２００４第１０期・

测试技术卷
Test Technology
前，首先要判别干扰的模式。下面给出而又称为双线的电感。其绕制示意图
EMC
平衡电感Ｌ ｅ，Ｌｅ的值一般＜Ｌ／１００。因
此，共模扼流圈对差模干扰也起作用，
但作用很小。
几种方法，从而帮助缩短判断的时间。如图３所示。
（１）从干扰源判断：附近发生的电
台、 电弧或其它大功率辐射装置在电
缆上产生的干扰是共模干扰；在同一路
电力线上工作的开关电源 、可控硅等
会在电源线上产生差模干扰。
（２）用仪器测量：这也是最直接、
最可靠的 方法。需要的仪器有：接收机
（频谱仪）、电流卡钳等。判别的步骤如
下：
●
　将卡钳卡在信号线（火线）或地
E
（２）差模扼流圈
差模扼流圈是差模插入损耗中起
主导作用的电感元件。它采用单个绕
组结构绕制而不像共模扼流圈那样在
一个磁心上采 用两个相同绕组的结构。
其绕制示意图如图４所示。
由于差模扼流圈采用单个绕组绕
制 ，其线上的信号电流　在磁环中也产
生一定量的磁通，故很容易达到饱和。
因此差模扼流圈电感 值较小，数量级
一般在ｕＨ。而共模扼流圈中两个绕组
电流方向相反，其信号电流　在磁环中< br>产生的磁通相互抵消，故不会存在磁
饱和现象。因此其电感值可以较大，共
模磁环的数量 级一般在ｍＨ。
根据电磁感应原理，在图４中，由
于差模电流（Ｉ
ＤＭ
或Ｉ’ ）的作用，在磁环
ＤＭ
M
C
线（零线）上，记录下某一频率（ｆ）的干
扰强度；
●
　将卡钳同时卡住信号线和地线，
19
若观察不到（ｆ）处的干 扰，则（ｆ）处的
干扰完全是差模干扰，其中不含共模
成份；若还能观察到（ｆ）处的干扰，则
（ｆ）干扰中包含共模成份，要判断是否
仅含共模成份，进行下一个步骤的判
别；●
　将卡钳分别卡住信号线和地线，
中产生磁通，因而产生电感，所以在电
路中串 入差模扼流圈则相当于串入了
●
　共模抑制原理：
若两根线上测得的干扰幅度相同，则
干扰中仅含共模成份；若不相同，则干
扰中还包含差模成份。
（３）　从干扰频率上判 断：一般来
说，共模干扰频率较高，主要集中在
１ＭＨｚ以上，而差模干扰则主要集中在
１ＭＨｚ以下。
当然，上面给出的方法也只是一
些判别干扰模式的经验，在实际中的
情况可能更复杂，要根据具体情况进
行判断。
根据电磁感应原理，在图３中，由
于共模 电流（Ｉ
ＣＭ
和Ｉ’）方向相同，所以
ＣＭ
在磁环中所形成的磁力线（ａ和ａ ’）是相
互叠加的，即磁通相互叠加。由于磁通
φ＝ＬＩ，故共模扼流圈的总电感Ｌ＝（φ１
一个低通滤波元件，从而起到了差模
抑制作用。当然，由于Ｉ
ＣＭ
同样 会产生
磁通，进而产生电感，所以差模扼流圈
对共模干扰同样有抑制，但正如上面
提到 的，抑制共模干扰需要产生较大
的电感，而差模扼流圈产生的电感量
较小，所以对共模干扰的抑 制作用较
小。
＋φ
２
）／Ｉ
ＣＭ
。
因此，若将共模 扼流圈串在电路
中，则相当于在电路中串入了一个共
模电流产生的电感，此电感相当于一
个低通滤波元件，从而起到了共模抑
５．应用
由于使用共模或差模扼流圈一般
都不是 单独使用，而是与其它的电路
元件一起组成封装式的滤波器使用。
而在这类滤波器中，又以ＥＭ Ｉ电源滤波
器较为典型。下面是我们运用ＥＭＩ电源
滤波器抑制共模干扰和差模干扰的一
个例子。
在我们对某军用短波电台进行电
磁兼容（ＧＪＢ１５１／１５２Ａ－９７）性能检测
时，发现在检测ＣＥ１０２项目时（电台以
大功率１２５Ｗ在２．１ＭＨｚ发射），有四个点超标（其中三个较严重），如图５所
示。
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＱＵＡＬＩＴＹ４．共模与差模干扰的抑制
在确定了电磁干扰的模式（即差模
还是共模）后，就可以对其进 行抑制
了。抑制共模干扰的主要方法是应用
共模扼流圈，抑制差模则是应用差模
扼流圈 。
制作用。
●
　差模无抑制原理：
同样地，根据电磁感应原理，由于
差模电流（Ｉ
ＤＭ
和Ｉ’）方向相反，所以在
ＤＭ
磁环中所形成的磁力线（ｂ 和ｂ’）是相互
抵消的，即磁通相互抵消，从而无滤波
电感元件产生（假定两条线１和２绕制< br>（１）　共模扼流圈
共模扼流圈是共模插入损耗中起
主导作用的电感元件。它是在一个磁
完全相同）。因此共模扼流圈对差模电
流无抑制作用。
但是，在实际生产中，由于两条 线
不可能做到完全平衡（引线长
环（闭磁路）的上下两个半环上，分别
（１和２）绕制相同匝数但绕向相反的线圈，故度和漏感的不完全对称），所以存在不
・２００４第１０期・< br>电子质量

EMC
在将上述ＥＭＩ滤波器装在电台入
口电源线上之 后，再次对其进行ＣＥ１０２
项目检测，结果如图７所示，不但将超
测试技术卷
Tes t Technology
用由共模扼流圈、差模扼流圈等组成
的滤波器进行滤波或通过屏蔽等 方法
对其抑制，但最根本的还应该是在产
品成型之前的ＰＣＢ设计、元器件布置的
安排 上下功夫，以从根本上抑制共模
和差模干扰源的产生。只有在产品设
20
E
M
C
由于这几个点均在２Ｍ～９ＭＨｚ之
间，经过电流卡钳进行检测后，我们认
为这几个点主要都是由共模干扰引起
的，因此我们选用了某军用ＥＭＩ直流电
源滤波器，该滤波 器特点是在
１Ｍ￣３０ＭＨｚ间共模抑制能力较强（频率／
共模插入损耗：１Ｍ／６２，５Ｍ／ ８０，１０Ｍ／７５，
３０Ｍ／７０），且对差模干扰也有抑制，其
电路结构如图６所示。其中：Ｌ
ＣＭ
为共模扼流圈，Ｌ
ＤＭ
为差模
扼流圈
Ｃ< br>Ｙ
为共模电容，Ｃ
Ｘ
为差模电容
上接第２８页
达设备上。电能质量的测试。
标点完全抑制，而且对前面的一些没
有超标的点也有所抑制，这主要是由
于此滤波器内含有差模滤波单元，故
而对差模干扰也有抑制作用。至此，计阶段就考虑共模和差 模干扰问题并
ＣＥ１０２项目检测得以顺利通过。提前采取措施，才能达到事半功倍的
效果。< br>◆
参考文献：
［１］　白同云　吕晓德　编著．电磁兼容设
计．北京：北京邮电 大学出版社，２００１
［２］　刘鹏程　　邱扬　编著．电磁兼容原理
及技术．北京：高等教育 出版社，１９９３
［３］　林国荣著，　张友德改编．电磁干扰
及控制．北京：电子工业出版社 ，２００３
［４］　Ｍｉｃｈｅｌ　Ｍａｒｄｉｇｕｉａｎ著，刘萍等译．
电磁干扰排查及故障 解决的电磁兼容技术．
北京：机械工业出版社，２００２
［５］　Ｒｅｉｎａｌｄｏ，Ｐｅｒｅ ｚ．Ｈａｎｄｂｏｏｋ　Ｏｆ
Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ　Ｓａｎ 　Ｄｉｅｇｏ：
Ａｃａｄｅｍｉｃ　Ｐｒｅｓｓ，１９９５
［６］　Ｗｅｓｔｏｎ，Ｄａｖｉｄ 　Ａ　Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ
Ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ：ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ　ａｎｄ
ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ：　Ｍａｒｃｅｌ　Ｄｅｋｋｅｒ，
２００１< br>６．结束语
随着电子产品的日益增多，对设
备的电磁兼容性要求也越来越高（如我
国新推出的３Ｃ认证），因此对电磁干扰
抑制问题的研究也越来越紧迫。通常
情况下，在产品 成型之后设备内的电
磁干扰（包括共模和差模），都可以使
能与驱动控制不一致，而且频率测量 值同样也是不稳定的。
这样一来，技术人员无法得知问题出在控制，驱动还是马
独特的功能，例 如
自动趋势记录（自
动记录屏幕上显
示的所有电能质
量参数）、系统监
测（根据用户定义
的限制条件，快速
诊断系统的性能）
现在只需简单按一下按钮，Ｆ ｌｕｋｅ　８７Ｖ　数字多用表就
解决了这些问题。８７Ｖ能摈除换流器产生的多余的高频成信
号分，能精确而稳定的测量马达驱动的交流电压，频率（用
来计算马达转速）和交流电流（用附带的电流 钳）。
美国福禄克推出首款手持式
三相电能质量分析仪
福禄克电能质量产品部推出了首 款手持式三相电能质
量分析仪，该分析仪的四个通道完全满足ＣＡＴ　ＩＩＩ，１０００　Ｖ／
ＣＡＴ　ＩＶ，６００Ｖ　类应用的要求，可以在用户供电入线处进行
等等。甚至可以在
不中断 记录的情
况下查看保存的
数据。还提供了能
够帮助用户快速
诊断故障和制定预 防性维护基准的功能。
Ｆｌｕｋｅ　４３０系列手持式三相电能质量分析仪提供了许多
电子质量
ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ　ＱＵＡＬＩＴＹ
・２００４第１０期・