因电磁波造成电气设备、传输通道或者系统性能降低的一种电磁现象称为电磁干扰(EMI)。其中,常见的射频干扰(RFI)从属于EMI。电磁干扰会严重影响电子电气设备的正常运行,甚至会使电子元器件发生永久性损坏。因此,必须采取相应措施对电磁干扰进行抑制。
EMI的传播方式有两种:
1、辐射方式-能量通过磁场或电场耦合,或以干扰源与受扰设备间的电磁波形式传播。
2、传导方式-EMI能量通过电源线、数据线、公共地线等进行传播。其中,传导干扰有差模(DM)和共模(CM)两种类型。差模(对称模式)干扰在系统两电源线间产生干扰电压,与地线无关。差模电流从一电源线留出,从另一电源线返回。共模(非对称模式)干扰在每一电源线与地间产生干扰电压。共模电流从干扰源通过分布电容入地,沿分布电容入地,沿地线传播,再经每一电源线返回。
目前,抑制EMI的技术措施有屏蔽、接地和滤波。其中,滤波技术是目前抑制传导干扰最有效和经济的措施。由于干扰在系统接口处最严重,因而EMI滤波器通常放在系统电源线的入口处。
常见的EMI滤波器如下图:
系统输入端EMI滤波器
上图中,EMI滤波器由L1和L2共模电感、C3和C4共模电容以及C1和C2差模电容组成。在元件数值上,一般L1=L2,C1=C2,C3=C4。L1和L2对共模干扰(非对称干扰电流)呈高阻抗,而对差模信号(对称干扰电流)和电源电流呈低阻抗,这样就保证了对干扰信号的抑制,同时保证尽可能减小对有效电源电流的衰减。通常L1、L2对称的绕在同一磁芯上,这样可以在正常工作电流范围内,由于磁性材料产生的磁性相互补偿,从而避免磁通饱和。同时,对于不对称(共模)信号来说,这两个线圈产生的磁场是相互加强的,对外呈现出的总电感明显加大。于是,对称的干扰信号就被L1、L2和C3、C4大大的抑制了。
共模扼流线圈
差模干扰信号流向
共模干扰信号流向