

一共模與差模的區別
電源噪聲是電磁干擾的一種,其傳導噪聲的頻譜大致為10kHz~30MHz,最高可達150MHz。根據傳播方向的不同,電源噪聲可分為兩大類:一類是從電源進線引入的外界干擾,另一類是由電子設備產生并經電源線傳導出去的噪聲。這表明噪聲屬于雙向干擾信號,電子設備既是噪聲干擾的對象,又是一個噪聲源。若從形成特點看,噪聲干擾分差模干擾與共模干擾兩種。
差模干擾是兩條電源線之間(簡稱線對線)的噪聲,共模干擾則是兩條電源線對大地(簡稱線對地)的噪聲。因此,電磁干擾濾波器應符合電磁兼容性(EMC)的要求,也必須是雙向射頻濾波器,一方面要濾除從交流電源線上引入的外部電磁干擾,另一方面還能避免本身設備向外部發出噪聲干擾,以免影響同一電磁環境下其他電子設備的正常工作。此外,電磁干擾濾波器應對串模、共模干擾都起到抑制作用。
二共模濾波器的原理
共模濾波器又叫共模電感,以鐵氧體作為為磁芯的抑制共模噪聲器件,它由兩個尺寸相同,多個匝數相同的線圈對場地纏繞在鐵氧體環形磁芯上,形成一個四個端子的器件,對共模噪聲有一個大電感的抑制效果,而對于差模信號只有微小的漏感幾乎不會對差模信號產生影響。
因為,當電流從共模電感通過磁環時會產生磁通量,磁通量在磁環中會相互疊加從而產生一個大電感量,對共模電流產生大阻抗起到抑制共模電流作用,而當兩線圈流過差模電流時,磁環中的磁通相互抵消,幾乎沒有電感量,所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號,而對線路正常傳輸的差模信號無影響。


三實例分享

這個數據是一個車充的電流法測試數據, 可以從數據上看到70MHz~200MHz的范圍內有DC-DC的電源噪聲超標。

那么我們在回到Pcblayout可以看到輸入端放置了一個共模濾波器,為什么放置了共模濾波器抑制共模噪聲還會有數據超標呢?是不是共模濾波器根本沒有所謂的抑制噪聲的作用呢?

共模濾波器為什么沒什么效果呢?

那么答案就是,共模后端負極和共模前端負極靠太近,噪聲經過時,因為間隔太小,容易造成噪聲耦合,從而導致共模效果失效(因為共模是高阻態,噪聲會繞過共模直接耦合到更低阻態的另外一端)。所以,這個pcb板表面上是加了共模濾波器但是又沒完全加上(因為布板問題)。

所以只要把負極前后端的鋪銅間距調整一下就能讓共模濾波器發揮它的作用了,間距的要求是最好間隔至少2mm以上的距離。

這是改板后的pcb,可以明顯的看出共模負極前后兩端的間距非常的大,我們來看看測試的結果如何。

?改板后的測試結果非常的好并且余量充足,所以共模濾波器并不是沒有效果只是沒有正確的使用它,共模濾波器作為EMC器件經常被用在電源端口濾波,但是要注意好Pcblayout的布板。
四總結
共模濾波器作為抑制共模噪聲的有效元器件布板時一定要注意好Pcb板的Layout,一是要注意布板時共模底下不要有鋪銅走線,二是共模前后端的鋪銅間距,三是共模最好放置在靠近端口處。只要做到以上幾點那么以后遇見類似的問題再使用共模濾波器問題都會迎刃而解啦。
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