电磁干扰（EMI）噪声诊断技术.ppt

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1、第三章电磁干扰（EMI）噪声诊断技术3．1传导性电磁干扰噪声诊断技术3．2传导性EMI噪声智能处理系统3．3电磁干扰EMI滤波技术3．1传导性电磁干扰噪声诊断技术CM与DM噪声定义：电源线电磁干扰分为两类，共模干扰信号与差模干扰信号(如图3-1所示)。其中把相线(L)与地(E)、中线（N)与地(E)间存在的干扰信号称之为共模(CommonMode)干扰信号，即图3-1中的电压UNE和ULE。对L,N线而言，共模干扰信号可视为在L线和N线上传输的电位相等，相位相同的噪音信号。把L与N之间存在的干扰信号称作差模(DifferentialMode)干扰信号，

2、即图3-1中的电压ULN，也可把它视为在L和N线上有180o相位差的共模干扰信号。对任何电源系统内的传导干扰信号，都可用共模和差模干扰信号来表示。并且可把L-E和N-E上的共模干扰信号，L-N上的差模干扰信号看作独立的干扰源，把L-E,N-E和L-N看作独立网络端口，以便分析和处理干扰信号和有关的滤波网络。图3-1电源线上的共模与差模干扰信号3．1．1传导性电磁干扰噪声诊断原理一、传导性电磁干扰（EMI）噪声的模态分离方法目前国际上规定的传导性电磁干扰测量设备是线阻抗稳定网络LISN（lineimpedancestabilizationnetwork，

3、简称LISN），原理如图3-2，其核心是通过电感、电容和标准50阻抗构成的测试网络，作为获得被测设备EUT所产生的传导干扰信号的接受器。线性阻抗稳定网络LISN（lineimpedancestabilizationnetwork）是用来测量电子器件产生的传导性电磁干扰的标准网络，该网络可以有效屏蔽来自外部电网的高频干扰或阻止负载产生的高频干扰通过电源插座传入外部电网，同时又不影响负载正常工作下所提供的工频电流（powerlinefrequency,如国内50Hz电流），所以理论上可以有效获得噪声源产生的传导干扰信号。被测设备产生的干扰电流包括两种干扰模

4、态：差摸电流从火线流出到零线，共摸电流经过火线和零线到地线。因此，火线和零线中的差模信号的幅值相同，相位相反，而共模信号是幅值和相位都相同。在总的传导性电磁干扰信号中，共模和差模是我们设计电力滤波器的基本依据，他们来自不同的噪音源，必须被分别抑制，然而线性阻抗稳定网络只能测量电源线上总的传导性电磁干扰，并不能测出传导性电磁干扰中的共模和差模成分。所以传统的LISN已不能满足要求。在图3-2中，噪声源即或被测设备EUT为一个典型单相开关电源（SMPS），LISN中的50表示测试仪器如频谱分析仪的标准阻抗，所有噪声分量由50电阻上得到。另外“”L”、“N”

5、、“E”分别表示相线、中线和地线，ICM和IDM则表示共模电流和差模电流，可见共模电流是由“线”对“地”产生的共模电位引起，其幅值相同且方向相同；而差模电流是由“线”与“线”之间的电位差引起，其幅值相同但方向相反。图3-2用于传导性电磁干扰测量设备LISN原理二、传导性电磁干扰（EMI）噪声的模态分离方法分类1、基于器件的模态硬分离方法传导性EMI噪声模态信号的硬分离方法目前主要采用射频变压器和0度或180度combiner两种方法。图3-3Paul分离网络②此后新加坡的See又设计出另一种识别网络，既可以同时提供具有CM/DM抑制能力的信号分离电路，

6、同时在电路中也避免了采用机械开关所带来的不利影响。See分离网络如图3-4所示，两个宽带射频变压器相连且副边线圈带中心抽头，两个输出端与EMI干扰接收机输入端相连，分别满足“相线”和“中线”上的混合模态信号的矢量“相加”、“相减”功能，于是共模和差模传导发射信号彼此分离并可以直接在EMI接收机上测量得到。此处用两个变比为2:1，且二次线圈有中间抽头的变压器来实现这种加减功能，它不需使用机械开关。为了使该网络的输入阻抗Rin与LISN网络50Ω的阻抗相匹配，Rin应当为50Ω，所以R1与R2的值应当分别为100Ω。如图所示，VCM=(VL+VN)/4，V

7、DM=(VL-VN)/4；与上面所讲的VCM=(VL+VN)/2，VDM=(VL-VN)/2差了0.5倍。但是考虑到20lg0.5很小，这个影响可以忽略。图3-4See分离网络③更进一步，法国Mardiguaian给出了一种更简单的分离网络如图3-5所示，仅使用一个变比为2:1的带中间抽头的变压器就实现了加减的功能。图3-5Mardiguian分离网络④与变压器方案不同的是，其后美国Guo又提出了采用0度/180度combiner取代变压器作分离网络如图3-6所示，分别用0度和180度的combiner实现CM和DM的模态分离和输出。功率混合器(pow

8、ercombiner)在物理结构上同功率分相器(powersplitter)一样但逆向使用，功