传导噪声超标,差模噪声?共模噪声?谁才是真正的主谋?

描述

在进行电源EMI传导噪声测试时,我们常常会发现在开关频率及其倍频处存在噪声尖峰,就如下图所示的传导噪声频谱图。当某个频点处的噪声尖峰超过限制线时,我们必须定位噪声超标频点是由差模噪声引起的还是由共模噪声引起的。

电源EMI

一般经验认为,150kHz~1MHz频段内的噪声超标主要是由差模噪声引起的,1MHz~5MHz频段内的噪声超标是由差共模噪声共同引起的,5MHz~30MHz频段内的噪声超标主要是由共模传导噪声引起的。

这一经验对我们判断噪声超标原因有一定帮助,但这一经验并非放之四海而皆准的。要想获得准确判断噪声超标原因,必须掌握分离差共模噪声的方法和技巧,下面小编就为大家介绍常用的几种差共模噪声分离的方法。

方法一|电压法

电压法是通过差共模噪声分离器采样自身50欧姆输入阻抗上的电压(R1与此电阻是并联关系),然后在内部经过一定简单的计算,直接输出差共模噪声分量,其中C1=1uf、C2=0.1uf、L1=50uH、R1=1K、噪声分离器的输入阻抗为50欧姆,此方法优点是可以直接获得差共模噪声大小,缺点是需额外的硬件设备(噪声分离器)。

电源EMI

方法二|电流法

电流法是将电流钳套在电源的输入线缆上,通过改变线缆穿过电流钳的方式就可以获得差共模噪声电流的大小。下面左图测得的是差模电流,右图测得的是共模电流。值得注意的是,此时测得的差模噪声电流幅值是2倍的实际差模噪声电流大小,实际的差模电流幅值要在原来的基础上减去20log(2)=6dB,测得的共模噪声电流幅值反应的是实际的共模噪声电流大小。要想将测得的差共模噪声电流大小转为差共模噪声电压,只要在原来测试幅值的基础上加上20log(25)=28dB即可。正因为此种方法简单易行,实际中常用此方法获得差共模噪声电压大小。

电源EMI

方法三|断接地线

断开接地线的方法是切断共模噪声的回流路径,使得EMI接收机采样到的噪声基本上是差模噪声,在用此方法时,要确保断开所有接地线,因为接地设备一般有两根接地线,一根为电源线中的PE线,另一根是整机外壳的接地线。此方法的优点是简单粗暴,缺点是无法确切的知道实际差共模噪声电压大小。

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