共模噪声与差模噪声解析
一、传导噪声分类
传导噪声依据传输特性可分为差模噪声和共模噪声。差模噪声出现在两条电源线电流方向相反时,而共模噪声则在所有电源线电流方向相同时产生。通常,共模噪声是设计中的主要挑战,往往由杂散电容的不当接地引发。
二、共模噪声
共模噪声,亦称非对称噪声或线路对地噪声,常见于交流电源电气设备输入端,即输电线和中线对地相位相同。其主要成因是杂散电容接地不当,可能使电路在供电时出现错误,尤其是电源输出存在共模噪声且电路阻抗不等时。
三、差模噪声
差模噪声,也叫正常型、对称噪声或线路间噪声,存在于交流线路和中性导线中,两者相位差 180°。其电流沿一条交流线流出,另一条返回,地线中无差模噪声电流。差模噪声可用电磁干扰滤波器中的 X 电容抑制,X 电容连接输电线,高频分流差模信号。差模噪声过大时,可增加差模抑制电感。


四、共模与差模噪声区别
从系统一对输入端看,信号极性相反、电流方向相反的是差模信号;极性相同、电流方向相同的是共模信号。信号多为差模形式,噪声则两种形式都有。差模噪声与信号混合,难以区分,而共模噪声可通过抗干扰措施处理。输入端阻抗不一致时,共模电流不平衡,部分共模噪声转为差模噪声,尤其一端接地时,全部转为差模,不利噪声抑制,故工业仪表多采用差分输入。
共模信号是大小相等、方向相同的信号,差模信号则大小相等、方向相反。


五、共模与差模电感
共模电感有两组或多组有方向要求的线圈;差模电感仅一组无线圈方向要求。共模电感用于差模时需考虑方向。穿磁珠单线电感起差模作用。


六、注意事项
骚扰电磁场在线 - 线间产生差模电流,干扰负载,即差模干扰;在线 - 地间产生共模电流,共模电流在负载上产生差模电压,干扰负载,即共模地环路干扰。
抑制共模干扰的滤波电感是共模电感;抑制差模干扰的是差模电感。
共模电感双线双向,差模电感单向。
共模电感是两组线圈绕在同一铁芯上,圈数、导线直径相等且绕向相反;差模电感是一个线圈绕在一个铁芯上。
共模电感的两个绕组分别接零线和火线,同进同出,滤除共模信号;差模电感是一个绕组接零线和火线,滤除差模干扰。
共模信号在零线和火线上形成相同信号,与地偶合构成回路;差模信号与有用信号回路相同。
共模电感优势在于铁芯两组线圈绕向相反,不易饱和,常用高导铁氧体材料。
差模电感适用于大电流,因单线圈绕铁芯,大电流易使铁芯饱和,常选金属粉心材料,尤其是性价比高的铁粉新材料。
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