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影響設備正常運行的罪魁禍首之一“共模干擾與差模干擾”

這兩個干擾可以說是在實際項目中最為頭疼的存在,是影響設備正常運行的罪魁禍首之一。

先簡單的嘮一下他倆的區別:

(1)共模干擾:共模干擾是存在于導線與地(設備大地)之間的非對稱性干擾,比如220V的火線(L),零線(N)與PE之間的干擾。

(2)差模干擾:差模干擾是存在于兩根導線之間的對稱性干擾,比如220V中的火線(L)與零線(N)之間的干擾。

共模干擾產生的原因:

(1)接地電壓差異‌:設備內部或外部電路接地電位不同,形成電位差,產生共模干擾。

(2)設備內部干擾‌:高速數字電路、開關電源等高頻噪聲通過電源線傳導至其他設備,形成共模干擾。

(3)輻射干擾感應‌:雷電、電弧、大功率輻射源等產生的交變磁場會在信號線上感應出共模干擾,由于地線-零線回路與地線-火線回路面積及阻抗差異,導致電流大小不同。

(4)電網串入干擾‌:電網中不平衡的電壓或電流會在導線與地之間產生電位差,形成共模干擾電壓。

差模干擾產生的原因:

(1)信號線耦合‌:近距離平行布設的信號線之間電磁耦合增強,形成差模干擾。

(2)電源波動‌:交流電源中的諧波或噪聲以差模形式進入電路,干擾信號傳輸。

(3)外部電磁場干擾‌:強電磁場在電路中產生電位差,形成差模干擾。

(4)地線噪聲‌:地線不完善或接地不良導致地線噪聲,進一步引發差模干擾。

抑制差模干擾手段如下,僅供參考

(1)電源端口處(如220V)增加π型濾波器,從傳導路徑上阻斷差模干擾。

(2)采用具備屏蔽層的電纜,并有限接地,抑制近場耦合干擾。

(3)PCB優化布局走線,拉開間距,避免強干擾源于敏感源過近,關鍵信號需采用差分走線或增加端接電阻。

:(4)使用安規X電容跨接在火線與零線之間,容量通常為0.1μF-1μF‌。

抑制工模干擾手段如下,僅供參考:

(1)添加共模電感,這是最為常用的手段之一,通過對稱繞組結構產生反向磁場,增強對共模電流的阻抗。

(2)使用Y電容(安規電容),跨接在火線與地/零線與地之間,典型值為2.2nF-10nF‌。

(3)單點接地設計,避免地環路;采用屏蔽電纜并確保屏蔽層360°接機殼‌。常規的組合濾波方案:共模電感+Y電容+X電容組成的π型濾波器

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