I/O電纜產生的共模電流是怎樣影響設備電磁兼容性的?

2020-12-05 深講電磁兼容

我們分析一下I/O電纜是怎樣影響設備電磁兼容性的。

首先,看一下對輻射發射RE的影響。

I/O電纜產生的電磁輻射主要源於電纜上的共模電流,共模電流產生共模電壓。共模電壓來源於兩個方面:

第一個方面,印製電路板PCB地線上的噪聲電壓,當PCB連接了I/O電纜時,這種地線噪聲電壓就是一種共模電壓V1。

第二個方面,設備內部的騷擾源通過空間耦合,在I/O電纜上產生感應電壓,這就是共模電壓V2。

在這兩個電壓的驅動下,形成了共模電流,如圖中的輻射發射RE共模迴路所示。

我們再看一下對輻射敏感RS的影響。

外部騷擾源(電磁波,或者直接通過電場/磁場注入)在I/O電纜產生了共模電壓Vs。Vs產生了共模電流,共模電流的路徑如圖中的輻射敏感RS共模迴路所示。

這個共模電流產生兩種危害。

一種是在印製電路板PCB的地線上產生噪聲電壓V2。這種噪聲電壓對於以地線電位為參考電位的敏感電路而言,顯然是一種幹擾。

另一種是通過空間耦合的方式,對敏感電路形成電磁幹擾。

相關焦點

  • 電纜接口的共模電壓在I/O接口電路上是怎樣產生幹擾的?
    首先,我們先看一下電纜上的共模電壓在I/O接口電路上是怎樣產生影響的。上圖是一塊PCB板,左右各有一個I/O接口的情況。這兩個接口的區別在於,左邊的是單端信號傳輸電路,也就是一根信號線、一根地線,信號電流在信號線與地線之間流動。
  • 電纜上的共模電流產生的原因
    一、差模電流洩漏導致的共模電流。 即使電纜中包含了信號回線,也不能保證信號電流100%從回線返回信號源,特別是在頻率較高的場合,空間各種雜散參數為信號電流提供了第三條,甚至更多的返迴路徑。
  • 利用數據線中的共模扼流圈(CMC)提高電磁兼容性
    特別是經由總線系統如控制器區域網(CAN)或FlexRay系統控制的對安全性至關重要的應用,必須滿足最高的電磁兼容性規格。數據線中的共模扼流圈(CMC)可加強對由電磁兼容性問題所導致的故障的防護。不過,鑑於現代車輛逐漸增加的複雜性,單獨憑藉上述措施並不能徹底防止電磁兼容性問題導致的故障。  數據線扼流圈幾乎存在於所有現代汽車中。沒有數據線扼流圈,就無法確保汽車電子設備的電磁兼容性和無故障運轉。愛普科斯現可供應能夠滿足汽車具體要求的、具有不同封裝尺寸和版本的各種型號產品。B82789系列扼流圈專用於功能強大的汽車總線系統,比如CAN或FlexRay。
  • 電磁幹擾很嚴重,如何提高CAN總線電磁兼容性
    國際上已經開始對電子產品的電磁兼容性做強制性限制,電磁兼容性能已經成為考核產品性能的重要指標之一,因此必須予以重視。電磁兼容主要包括兩方面的內容,一個是產品本身對外界產生不良的電磁幹擾EMI影響,稱為電磁幹擾發射;另一個是對外界電磁信號的敏感程度,稱為電磁敏感度EMS。幹擾源、耦合途徑及敏感設備是電磁兼容的三要素,缺一不可。電磁幹擾信號的耦合途徑有傳導和輻射兩種。
  • 電子設備最主要的電磁騷擾源是外拖電纜上的共模電壓
    在電磁兼容試驗項目中,很多項目是在設備的電纜上注入共模電壓,這些試驗項目的依據是什麼呢?下面我們解釋一下其中的道理。外部騷擾主要有兩種,一種是來自公共電源的,這叫做傳導騷擾,另一種來自空間電磁波,這叫做輻射騷擾。後者更加普遍。
  • 電子設備中的共模騷擾是怎樣產生的?
    本章節我們分析共模騷擾是怎樣產生的。對於一個實際的電子設備,電源線上的共模騷擾來自兩個方面。一個是開關電源內部,另一個是來自機箱內的其他電路產生的高頻電磁場的感應。這在圖中分別作了標示。開關電源自身產生的共模騷擾主要來自開關器件上的脈衝電壓,他主要是通過開關器件與散熱片之間的雜散電容形成共模電流。最高頻率一般在50MHz以下,具體頻率範圍與開關電源內部的設計有關,有些開關電源也會產生100MHz以上的共模騷擾。
  • 針對電子線路的電磁兼容性分析
    由電磁幹擾源發生的電磁能,經某種傳播途徑傳輸至敏感設備,敏感設備又對此表現出某種形式的「響應」,並產生幹擾的「效果」,該作用過程及其結果,稱為電磁幹擾效應。在人們的生活中,電磁幹擾效應普遍存在,形式各異。如果幹擾效應十分嚴重,設備或系統失靈,導致嚴重故障或事故,這被稱為電磁兼容性故障。顯而易見,電磁幹擾已是現代電子技術發展道路上必須逾越的巨大障礙。
  • 電纜上的共模騷擾電壓是怎樣騷擾內部電路的?
    在實際工程中,有時失效的電路並不是接口電路,而是內部某個電路部分,這種結果又是怎樣產生的呢?也就是埠上的騷擾怎樣進入到電路深部的呢?其中的一種機理可以用圖中所示的情況的來解釋。圖中所示的情況是,在電纜上施加了一個共模騷擾電壓。這個電壓會導致電纜產生電磁輻射。這種輻射的電磁場會在內部電路中感應出差模電壓,如圖所示。特別是當電纜在機箱內部的部分較長,或者靠近敏感電路時,這種電磁騷擾的影響會更加明顯。
  • 電磁幹擾(EMC)的產生以及抑制
    一、電磁騷擾什麼場合最多,它們是怎樣產生的?電子設備中噪聲有從信號電纜和電源電纜上產生的傳導噪聲和空間輻射的輻射噪聲兩大類。這兩大類中有分為共模噪聲和差模噪聲兩種。  差模傳導噪聲是電子設備內噪聲電壓產生的與電源電流或信號電流相同路徑的噪聲電流,如圖 1 所示。
  • 電動汽車電磁兼容性(EMC)剖析
    EMC(Electro Magnetic Compatibility,電磁兼容性)是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行並不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁幹擾的能力。簡單來說,EMC包括了EMI(ElectroMagnetic Interference,電磁幹擾)和EMS(Electro Magnetic Susceptibility,電磁敏感性)。EMI是指設備在正常運行過程中對所在環境產生的電磁幹擾;EMS是指器具對所在環境中存在的電磁幹擾所具有的一定程度的抗擾度。EMI是主動性的,即對外界產生的幹擾,EMS是被動性的,即抵抗外界的幹擾。
  • 詳解電路迴路中的差模電流和共模電流
    本節我們進一步說明差模電流和共模電流的定義和概念。圖中是一個簡單的電路,包括一個閉合的迴路,有一個差模信號源,一個負載。在差模信號源作用下,迴路中產生了差模電流。如果信號源是直流的,一切情況都是我們所熟悉的,全部電流局限在設計好的電路迴路中。但是,如果信號源是交流信號,就會出現意外的情況。由於迴路導體與周圍的導體之間存在雜散電容,這些雜散電容為交流信號提供了一個通路,因此會有一部分電流從差模迴路中逃逸出來,從空間雜散電容返回信號源。這就是共模電流。
  • 電磁流量計因為安裝環境而引起的故障詳解
    本文關鍵字:電磁流量計為了保證電磁流量計的準確測量,我們需要慎重選擇安裝位置和環境。因為流量計容易受安裝位置、安裝環境等外界影響。所以我們在選擇的時候,一定要注意這些方面,那下邊小編便為大家介紹下吧。電磁流量計因為環境而引起的故障介紹:地電位變化:地電位變化會影響流量測量,例如其他設備接地線上若形成較大共模幹擾時,可會影響測量,產生電壓降,可使流量計地電位變化。管道雜散電流:流量計在安裝時需按規定以粗電線跨接流量傳感器並完善接地,可以避免管道絕大部分雜散電流的影響,但有時還會受雜散電流影響,所以需要採取一定的措施。
  • 20190131---EMC共模幹擾處理,共模扼流圈的應用和選型
    🔹共模電感選型需要注意一下幾點: 直流阻抗要低,不能對電壓或有用信號產生較大影響;· 用於電源線的話,要考慮額定電壓和電流,滿足工作要求;· 通過測試確定共模幹擾的頻段,在該頻段內共模阻抗應該較高;· 差模阻抗要小,不能對差分信號的質量產生較大影響;.共模電感通常取8-33mH。
  • 產品的電磁兼容性設計(連載)
    在產品的電磁兼容性測試中,有一部分是涉及到在電源線上做抗幹擾試驗的,本文的目的就在於幫助讀者提高產品的電源線抗幹擾能力。1 概述1.1 幹擾的方式電源線上的幹擾有共模和差模兩種方式,如圖2.1所示。「共模」幹擾存在於電源任何一相對大地、或中線對大地間。
  • 單片機系統的電磁兼容性設計詳解,看完秒懂
    電磁兼容性(EMC)包含系統的發射和敏感度兩方面的問題。幹擾的產生不是直接的(通過導體、公共阻抗耦合等),就是間接的(通過串擾或輻射耦合)。電磁幹擾的產生是通過導體和通過輻射,很多電磁發射源,如光照、繼電器、DC電機和日光燈都可引起幹擾;AC電源線、互連電纜、金屬電纜和子系統的內部電路也都可能產生輻射或接收到不希望的信號。在高速單片機系統中,時鐘電路通常是寬帶噪聲的最大產生源,這些電路可產生高達300 MHz的諧波失真,在系統中應該把它們去掉。
  • CAN FD網絡下的電磁兼容分析
    電磁兼容主要有兩方面的內容,一個是產品本身對外界產生不良的電磁幹擾影響,稱為電磁幹擾發射EMI;另一個是對外界電磁信號的敏感程度稱為電磁敏感度EMS。幹擾源、相合途徑及敏感設備是電磁兼容的三要素,缺一不可。電磁兼容的詳細內容如圖1所示。
  • 車載零部件與整車輻射發射的電磁兼容性分析
    加上近幾年電磁兼容要求法規化、電磁兼容標準國際化,使得作為檢驗設備電磁兼容性最重要的手段-檢測工作「熱」了起來。1 零部件輻射發射測試對整車輻射發射測試產生的影響1.1 汽車的零部件測試與整車測試的關係 大部分車輛出口都是以整車出口的行形式,電磁兼容性目擊認證主要是考察整車電磁兼容測試結果。整車測試主要包括兩方面內容,即輻射發射和輻射抗擾度。
  • IGBT逆變焊機電磁騷擾的抑制
    1 引言 在 GB15579.10-2008 強制性國標即將實施之際,如何改善逆變焊機的電磁兼容性(EMC) ,使之符合標準要求已成為各電焊機廠家關心的一個重大課題。 焊機的電磁兼容性測試包括發射、抗擾性試驗兩方面的內容。由於電焊機本身都具有較強的抗幹擾能力,通過抗擾性試驗一般問題都不大。
  • 電纜上的電磁騷擾有磁場耦合和電場耦合兩種方式
    前面章節所述,電子設備的電磁兼容性試驗中,很多項目是針對設備的外拖電纜實施的。這是基於電磁場對電子設備的影響的主要表現是在長電纜上產生一個感應電壓。向電纜上注入電磁騷擾能量,有兩種方法。一種叫做磁場注入,之所叫磁場注入,是因為這種注入方法是利用電磁感應的原理進行能量的耦合。右上圖是這種方法的原理,類似於一個變壓器。左上圖是注入騷擾的電流卡鉗,這裡有兩個卡鉗,一個是注入騷擾的,另一個是監測注入電流幅度的。另一種方法叫做電場注入,之所以叫做電場注入,是因為這種方法利用電場耦合的原理把騷擾能量注入到電纜上。
  • 共模扼流圈工作原理
    原理是流過共模電流時磁環中的磁通相互疊加,從而具有相當大的電感量,對共模電流起到抑制作用,而當兩線圈流過差模電流時,磁環中的磁通相互抵消,幾乎沒有電感量,所以差模電流可以無衰減地通過。因此共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模幹擾信號,而對線路正常傳輸的差模信號無影響。共模電感扼流圈是開關電源、變頻器、UPS電源等設備中的一個重要部分。