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电磁兼容测试设备中什么是差模干扰和共模干扰?

-2021-01-27-

  什么是差模干扰和共模干扰?


  电流和电压在电路中传输的时候,有两种形态“差模”和“共模”。对于直流回路,传递电信号需要两根线,而回路以外,一定存在着系统的参考地。定义线与线之间传递的干扰信号,称为“差模干扰信号”,而线与地之间传递的干扰信号称为“共模信号”。差模干扰和共模干扰都可以以电流或者电压的形式表达。差模干扰在回路中传导时,两根线中的参数方向相反;共模干扰,在回路中传播时,两根线上的电气参数方向相同。也可以说,差模干扰180°相位差的共模干扰。


  模干扰的形成的两种方式,一个成因是空间磁场在回路中感应生成,另一个成因是回路中共模干扰,经不平衡电路传导转换形成。差模干扰,本质上是回路中出现了相位不同的另一股电流。避免差模干扰,可以在电路中使用双绞线、屏蔽线或者增加滤波电路。


  共模干扰的形成原因,主要是系统对地的电位差,可能是接地不良,或者辐射的电磁干扰信号同方向叠加的结果又或者是上游电源传导过来形成的电压差。共模干扰,本质上是系统零点对地电压差不为零。因此,要想除共模干扰,一方面改善接地系统,减小自身系统对地的压差;另一方面,在输入端设置滤波电路,滤掉传导来的共模干扰;加强屏蔽,避免外界干扰信号的辐射在电路中感应生成共模干扰。


  在电动汽车上,主要的干扰源是电机控制器。共模干扰是电机控制器产生不良影响的主要方式。这一点已经被试验证明。共模干扰在电机控制器上是怎样产生的?


  在PWM驱动的电机控制器功率模块中,共模干扰信号的产生主要是两个原因。一种是IGBT与散热器之间存在杂散电容,而共模电压被定义为逆变器回路的中性点对参考地的电位差。这个共模电压随着电路工作情况的不同在不停的波动,电压随着时间的变化率,作用于前面所说的等效电容形成电流1;在共模电压的传导过程中,电压在传播路径上产生电流2。电流1与电流2的和就是PWM逆变器产生的总体共模干扰电流。