簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)一下EMC中共模和差模的區(qū)別

電壓電流的變化通過(guò)導(dǎo)線傳輸時(shí)有兩種形態(tài)， 即共模和差模。下面帶大家簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)一下共模和差模的區(qū)別。

Part.1

差模

差模，顧名思義，是兩個(gè)信號(hào)的差，如下圖，兩根導(dǎo)線一個(gè)作為去路，一個(gè)作為回路，構(gòu)成閉合傳導(dǎo)路徑。

此時(shí)，流過(guò)一邊導(dǎo)線的電流和流過(guò)另一邊導(dǎo)線的電流大小相等，方向相反。這種干擾我們一般通過(guò)將兩個(gè)導(dǎo)線做成雙絞來(lái)解決EMC的問(wèn)題。

Par t. 2

共模

EMC中的大部分問(wèn)題其實(shí)都是共模干擾造成的。

如下圖所示，電路中，不止導(dǎo)線1和導(dǎo)線2，還存在第三個(gè)導(dǎo)體，通常我們認(rèn)為第三個(gè)導(dǎo)體為參考“地”。此時(shí)，在兩個(gè)導(dǎo)體中同時(shí)加干擾電壓Uc，我們則認(rèn)為，Uc為共模電壓，UⅡ?yàn)椴钅ｋ妷骸?/p>

圖中I1和I2方向相同，但是大小不同，IⅡ?yàn)椴钅ｋ娏鳎?a target="_blank">Ic為共模電流，因?yàn)镮1中差模電流IⅡ和共模Ic同方向，所以I1=Ic+IⅡ。I2中差模電流IⅡ和共模Ic方向相反，所以I2=Ic-IⅡ。

Part.3

在實(shí)際的電路中，共模干擾與差模干擾是可以不斷相互轉(zhuǎn)換的。

兩根導(dǎo)線與參考地之間存在著阻抗（這個(gè)阻抗和分布參數(shù)有關(guān)，如等效容抗或者等效感抗）。

這兩根導(dǎo)線的阻抗一旦不匹配，在終端就會(huì)出現(xiàn)模式的相互轉(zhuǎn)換。

通過(guò)導(dǎo)線傳遞的一種模式在終端會(huì)因?yàn)樽杩共黄ヅ浒l(fā)生反射， 其中一部分能量或者稱之為干擾會(huì)變換成另一種模式的能量或干擾。

下面舉個(gè)例子來(lái)分析識(shí)別一下常見(jiàn)產(chǎn)品模型中的共模和差模電壓，參考下圖：

從上圖中我們可以識(shí)別出以下電壓電流信息：

• UAC、UBD是板卡工作電壓信號(hào), 為差模電壓;
• UCD是 PCB 工作地C、D之間的電壓, 是由PCB不同點(diǎn)的阻抗差以及IAB的回流形成的，為共模電壓;
• UDE是PCB 的工作地與金屬外殼之間的電壓, 為共模電壓;
• UEF是金屬外殼與參考接地板之間,電壓，為共模電壓;
• UFH是參考接地板與電纜之間電壓, 是共模電壓;
• UEH是金屬外殼與電纜之間電壓, 是共模電壓;
• 電流 IAB在 PCB 內(nèi)部流動(dòng), 是正常工作信號(hào)的電流, 稱為差模電流;
• IDC是 IAB的回流, 大小與 IAB一樣, 是差模電流；
• 而 ICD是由于IDC (IAB的回流) 在 PCB 工作地上流過(guò)時(shí)產(chǎn)生的壓降 UCD造成的, 它可能會(huì)流向金屬外殼或參考接地板, 再?gòu)碾娎|或其他導(dǎo)體中返回, 這是一種典型的共模電流產(chǎn)生機(jī)理?
• IDE? IEH? IEF? IFH都是共模電流?

綜上可得, 對(duì)于一個(gè)產(chǎn)品來(lái)講, 其上的共模電流總是流向參考接地板或金屬外殼, 它經(jīng)常是一種干擾電流信號(hào)，也是我們產(chǎn)品中EMC問(wèn)題的根本原因;

差模電流一般總是在產(chǎn)品的板卡內(nèi)部流動(dòng)或在板卡之間流動(dòng), 它是有用的電流信號(hào)，一般不會(huì)引起EMC的問(wèn)題?