傳導(dǎo)干擾,傳導(dǎo)干擾是什么意思
傳導(dǎo)干擾一般是通過電壓或電流的形式在電路中進行傳播的,圖6 是測試電子設(shè)備產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的基本方法,或表示傳導(dǎo)干擾通過電源線傳輸?shù)膸追N方式。圖6 中,電子設(shè)備表示干擾信號源,CI 表示共模干擾信號,DI 表示差模干擾信號;V1、V2、V3 分別表示用儀表對干擾信號進行測量的連接方法,低通濾波器是為了便于對V1、V2、V3 進行測試,而另外加接進去的;R1、R2、R3、R4 分別為各電子設(shè)備的接地電阻,也包括大地之間的電阻,接地電阻一般為幾歐姆到幾十歐姆,其阻值與地線的安裝和地表面土壤結(jié)構(gòu)有關(guān);C1 為電子設(shè)備對大地的電容,其容量與電子設(shè)備的體積還有地面距離有關(guān),一般為幾微微法到幾千微微法。
從圖6 中我們可以看出:
V1=CI-DI,V2=CI+DI,V3=DI
從圖6 中我們還可以看出,差模干擾信號DI 是通過電子設(shè)備兩根電源輸送線傳輸?shù)?,因此,必須用低通濾波器對它進行隔離;而共模干擾信號CI 是通過電子設(shè)備對大地的電容C1 傳輸?shù)模捎贑1 的容量一般都非常小,C1 對低頻共模干擾信號的阻抗很大,因此,在低頻段,共模干擾信號一般很容易進行抑制,但在的高頻段,對共模干擾信號進行抑制,難度卻要比差模干擾信號抑制的難度大很多。
1-1.回路電流產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾
圖7 是一個開關(guān)電源電路的幾個主要部分,圖中,C1、C2、C3、C4 是各主要部分的對地電容或?qū)C殼的電容,R1、R2、R3 是地電阻或機殼的電阻(機殼接地);i1、i2、i3、i4 是開關(guān)電源電路中幾個主要部分的回路電流,i1 是交流輸入回路電流,i2 是整流回路電流,i3 是開關(guān)回路電流,i4 是輸出整流回路電流。在這4 個電流之中,i3 的作用是最主要的,因為它受開關(guān)管Q1 控制,其它電流全部都受它牽動而發(fā)生變化。
從電路中我們可以看出,i1、i2、i3 所屬的3 個回路都是相互連接的,根據(jù)回路電流定律,i1、i2、i3 之間具有代數(shù)和的關(guān)系,因此,只要3 個電流中有一個電流的高頻諧波對其它電路產(chǎn)生干擾,那么,3 個電流都會對其它電路產(chǎn)生干擾,并且這種干擾主要是差模信號干擾。
i4 與變壓器初級的3 個回路電流沒有直接關(guān)系,它是通過磁感應(yīng)產(chǎn)生的,因此它不會產(chǎn)生差模信號干擾,但它會產(chǎn)生共模信號干擾,i4 產(chǎn)生共模信號干擾的主要回路一個是通過對地電容C4,另一個是變壓器T1初、次級之間的電容(圖中沒有畫出)。
另外,還有4 個回路電流i5、i6、i7、i8,這四個回路電流一般人是不會太注意的。這四個電流與前面的3個電流i1、i2、i3 基本沒有直接聯(lián)系,它們都是通過電磁感應(yīng)(電場與磁場感應(yīng))產(chǎn)生的。在這幾個電流中,其中以i7 最嚴(yán)重,因為,變壓器初級線圈產(chǎn)生的反電動勢一端正好通過C3 與大地相連,另一端經(jīng)過其它3 個回路與交流輸入回路相連。
這里特別指出,凡是經(jīng)過電容與大地相連回路的電流都是屬于共模信號干擾電流,因此,i5、i6、i7、i8 全部都屬于共模信號干擾電流。
1-2.電磁感應(yīng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾
我們知道,在開關(guān)電源里面,開關(guān)電源變壓器是最大的磁感應(yīng)器件。反激式開關(guān)電源變壓器,就是通過把流過變壓器初級線圈的電流轉(zhuǎn)換成磁能,并把磁能存儲在變壓器鐵心之中,然后,等電源開關(guān)管關(guān)斷的時候,流過變壓器初級線圈的電流為0 的時候,開關(guān)電源變壓器才把存儲在變壓器鐵心之中磁能轉(zhuǎn)換成電能,通過變壓器次級線圈輸出。開關(guān)電源變壓器在電磁轉(zhuǎn)換過程中,工作效率不可能100%,因此,也會有一部分能量損失,其中的一部分能量損失就是因為產(chǎn)生漏磁,或漏磁通。這些漏磁通穿過其它電路的時候,也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。
圖8 是磁感應(yīng)產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾的原理圖,圖8 表示開關(guān)電源變壓器產(chǎn)生的漏磁通穿過其它電路時,在其它電路中也產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,其中漏磁通M1、M2、M3 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e1、e2、e3 屬于是差模干擾信號;M5、M6、M7、M8 產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e5、e6、e7、e8 屬于是共模干擾信號。
圖9 是開關(guān)電源變壓器產(chǎn)生的漏磁通的原理圖。開關(guān)電源變壓器的漏磁通大約在5%~20%之間,反激式開關(guān)電源變壓器為了防止磁飽和,在磁回路中一般都留有氣隙,因此漏磁通比較大,即:漏感比較大。因此,產(chǎn)生漏感干擾也特別嚴(yán)重,在實際應(yīng)用中,一定要用銅箔片在變壓器外圍進行磁屏蔽。從原理上來說,銅箔片不是導(dǎo)磁材料,對漏磁通是起不到直接屏蔽作用的,但銅箔片是良導(dǎo)體,交變漏磁通穿過銅箔片的時候會產(chǎn)生渦流,渦流產(chǎn)生的磁場方向正好與漏磁通的方向相反,是部分漏磁通被抵消,因此,銅箔片也可以起到磁屏蔽的作用。
檢測漏磁通干擾的簡便方法是,用示波器探頭接成一個小短路環(huán)進行測量,最簡便的方法就是把探頭與地線端短路連在一起,相當(dāng)于一個磁感應(yīng)檢測線圈。把磁感應(yīng)檢測線圈靠近變壓器或干擾電路,很容易看到干擾信號的存在。值得一提的是,開關(guān)電源變壓器初級線圈的漏感產(chǎn)生的反電動勢et,在所有干擾信號之中是最不容忽視的,如圖10 所示。當(dāng)電源開關(guān)管關(guān)斷的時候,開關(guān)電源變壓器初級線圈的漏感產(chǎn)生的反電動勢et 幾乎沒有回路可釋放,一方面,它只能通過初級線圈的分布電容進行充電,并讓初級線圈的分布電容與漏感產(chǎn)生并聯(lián)諧振;另一方面,它只能通過輻射向外進行釋放,其中通過對地電容C3 與大地相連,也是反電動勢et 釋放能量的一個回路,因此,它對輸入端也會產(chǎn)生共模信號干擾。
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