传导干扰,传导干扰是什么意思

2011-07-16 12:23:55来源: 互联网 关键字:传导  传导干扰  干扰

传导干扰一般是通过电压或电流的形式在电路中进行传播的,图6 是测试电子设备产生传导干扰的基本方法,或表示传导干扰通过电源线传输的几种方式。图6 中,电子设备表示干扰信号源,CI 表示共模干扰信号,DI 表示差模干扰信号;V1、V2、V3 分别表示用仪表对干扰信号进行测量的连接方法,低通滤波器是为了便于对V1、V2、V3 进行测试,而另外加接进去的;R1、R2、R3、R4 分别为各电子设备的接地电阻,也包括大地之间的电阻,接地电阻一般为几欧姆到几十欧姆,其阻值与地线的安装和地表面土壤结构有关;C1 为电子设备对大地的电容,其容量与电子设备的体积还有地面距离有关,一般为几微微法到几千微微法。
从图6 中我们可以看出:
V1=CI-DI,V2=CI+DI,V3=DI
从图6 中我们还可以看出,差模干扰信号DI 是通过电子设备两根电源输送线传输的,因此,必须用低通滤波器对它进行隔离;而共模干扰信号CI 是通过电子设备对大地的电容C1 传输的,由于C1 的容量一般都非常小,C1 对低频共模干扰信号的阻抗很大,因此,在低频段,共模干扰信号一般很容易进行抑制,但在的高频段,对共模干扰信号进行抑制,难度却要比差模干扰信号抑制的难度大很多。

1-1.回路电流产生传导干扰
图7 是一个开关电源电路的几个主要部分,图中,C1、C2、C3、C4 是各主要部分的对地电容或对机壳的电容,R1、R2、R3 是地电阻或机壳的电阻(机壳接地);i1、i2、i3、i4 是开关电源电路中几个主要部分的回路电流,i1 是交流输入回路电流,i2 是整流回路电流,i3 是开关回路电流,i4 是输出整流回路电流。在这4 个电流之中,i3 的作用是最主要的,因为它受开关管Q1 控制,其它电流全部都受它牵动而发生变化。

从电路中我们可以看出,i1、i2、i3 所属的3 个回路都是相互连接的,根据回路电流定律,i1、i2、i3 之间具有代数和的关系,因此,只要3 个电流中有一个电流的高频谐波对其它电路产生干扰,那么,3 个电流都会对其它电路产生干扰,并且这种干扰主要是差模信号干扰。
i4 与变压器初级的3 个回路电流没有直接关系,它是通过磁感应产生的,因此它不会产生差模信号干扰,但它会产生共模信号干扰,i4 产生共模信号干扰的主要回路一个是通过对地电容C4,另一个是变压器T1初、次级之间的电容(图中没有画出)。
另外,还有4 个回路电流i5、i6、i7、i8,这四个回路电流一般人是不会太注意的。这四个电流与前面的3个电流i1、i2、i3 基本没有直接联系,它们都是通过电磁感应(电场与磁场感应)产生的。在这几个电流中,其中以i7 最严重,因为,变压器初级线圈产生的反电动势一端正好通过C3 与大地相连,另一端经过其它3 个回路与交流输入回路相连。
这里特别指出,凡是经过电容与大地相连回路的电流都是属于共模信号干扰电流,因此,i5、i6、i7、i8 全部都属于共模信号干扰电流。

1-2.电磁感应产生传导干扰
我们知道,在开关电源里面,开关电源变压器是最大的磁感应器件。反激式开关电源变压器,就是通过把流过变压器初级线圈的电流转换成磁能,并把磁能存储在变压器铁心之中,然后,等电源开关管关断的时候,流过变压器初级线圈的电流为0 的时候,开关电源变压器才把存储在变压器铁心之中磁能转换成电能,通过变压器次级线圈输出。开关电源变压器在电磁转换过程中,工作效率不可能100%,因此,也会有一部分能量损失,其中的一部分能量损失就是因为产生漏磁,或漏磁通。这些漏磁通穿过其它电路的时候,也会产生感应电动势。
图8 是磁感应产生传导干扰的原理图,图8 表示开关电源变压器产生的漏磁通穿过其它电路时,在其它电路中也产生感应电动势,其中漏磁通M1、M2、M3 产生的感应电动势e1、e2、e3 属于是差模干扰信号;M5、M6、M7、M8 产生的感应电动势e5、e6、e7、e8 属于是共模干扰信号。

图9 是开关电源变压器产生的漏磁通的原理图。开关电源变压器的漏磁通大约在5%~20%之间,反激式开关电源变压器为了防止磁饱和,在磁回路中一般都留有气隙,因此漏磁通比较大,即:漏感比较大。因此,产生漏感干扰也特别严重,在实际应用中,一定要用铜箔片在变压器外围进行磁屏蔽。从原理上来说,铜箔片不是导磁材料,对漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但铜箔片是良导体,交变漏磁通穿过铜箔片的时候会产生涡流,涡流产生的磁场方向正好与漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,铜箔片也可以起到磁屏蔽的作用。

检测漏磁通干扰的简便方法是,用示波器探头接成一个小短路环进行测量,最简便的方法就是把探头与地线端短路连在一起,相当于一个磁感应检测线圈。把磁感应检测线圈靠近变压器或干扰电路,很容易看到干扰信号的存在。值得一提的是,开关电源变压器初级线圈的漏感产生的反电动势et,在所有干扰信号之中是最不容忽视的,如图10 所示。当电源开关管关断的时候,开关电源变压器初级线圈的漏感产生的反电动势et 几乎没有回路可释放,一方面,它只能通过初级线圈的分布电容进行充电,并让初级线圈的分布电容与漏感产生并联谐振;另一方面,它只能通过辐射向外进行释放,其中通过对地电容C3 与大地相连,也是反电动势et 释放能量的一个回路,因此,它对输入端也会产生共模信号干扰。

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编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0716/article_10618.html
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