一 什么是共模與差模?
電器設(shè)備的電源線,電話等的通信線,與其它設(shè)備或外圍設(shè)備相互交換的通訊線路,至少有兩根導(dǎo)線,這兩根導(dǎo)線作為往返線路輸送電力或信號(hào),在這兩根導(dǎo)線之外通常還有第三導(dǎo)體,這就是"地線"。電壓和電流的變化通過(guò)導(dǎo)線傳輸時(shí)有兩種形態(tài),一種是兩根導(dǎo)線分別作為往返線路傳輸,我們稱之為"差模";另一種是兩根導(dǎo)線做去路,地線做返回傳輸,我們稱之為"共模"。
如上圖,藍(lán)色信號(hào)是在兩根導(dǎo)線內(nèi)部作往返傳輸?shù)?,我們稱之為"差模";而黃信號(hào)是在信號(hào)與地線之間傳輸?shù)?,我們稱之為"共模"。
二 共模干擾與差模干擾
任何兩根電源線或通信線上所存在的干擾,均可用共模干擾和差模干擾來(lái)表示:共模干擾在導(dǎo)線與地(機(jī)殼)之間傳輸,屬于非對(duì)稱性干擾,它定義為任何載流導(dǎo)體與參考地之間的不希望有的電位差;差模干擾在兩導(dǎo)線之間傳輸,屬于對(duì)稱性干擾,它定義為任何兩個(gè)載流導(dǎo)體之間不希望有的電位差。在一般情況下,共模干擾幅度大、頻率高,還可以通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生輻射,所造成的干擾較大。差模干擾幅度小、頻率低、所造成的干擾較小。
共模干擾信號(hào)
共模干擾的電流大小不一定相等,但是方向(相位)相同的。電氣設(shè)備對(duì)外的干擾多以共模干擾為主,外來(lái)的干擾也多以共模干擾為主,共模干擾本身一般不會(huì)對(duì)設(shè)備產(chǎn)生危害,但是如果共模干擾轉(zhuǎn)變?yōu)椴钅8蓴_,干擾就嚴(yán)重了,因?yàn)橛杏眯盘?hào)都是差模信號(hào)。
差模干擾信號(hào)
差模干擾的電流大小相等,方向(相位)相反。由于走線的分布電容、電感、信號(hào)走線阻抗不連續(xù),以及信號(hào)回流路徑流過(guò)了意料之外的通路等,差模電流會(huì)轉(zhuǎn)換成共模電流。
三 共模干擾產(chǎn)生原因
1. 電網(wǎng)串入共模干擾電壓。
2. 輻射干擾(如雷電,設(shè)備電弧,附近電臺(tái),大功率輻射源)在信號(hào)線上感應(yīng)出共模干擾,原因是交變的磁場(chǎng)產(chǎn)生交變 的電流,地線-零線回路面積與地線-火線回路面積不相同,兩個(gè)回路阻抗不同等原因造成電流大小不同。
3.接地電壓不一樣,簡(jiǎn)單的說(shuō)就電位差而造就了共模干擾。
4.設(shè)備內(nèi)部的線路對(duì)電源線造成的共模干擾。
共模干擾電流
共模干擾一般是以共模干擾電流存在的形式出現(xiàn)的,一般情況下共模干擾電流產(chǎn)生的原因有3個(gè)方面:
1. 外界電磁場(chǎng)在電路走線中的所有導(dǎo)線上感應(yīng)出來(lái)電壓(這個(gè)電壓相對(duì)于大地是等幅和同相的),由這個(gè)電壓產(chǎn)生的電流。
2. 由于電路走線兩端的器件所接的地電位不同,在這個(gè)地電位差的驅(qū)動(dòng)下產(chǎn)生的電流。
3. 器件上的電路走線與大地之間有電位差,這樣電路走線上會(huì)產(chǎn)生共模干擾電流。