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每周了解几个硬件知识+EMI在L、N线差异知识分析

工程师
2024-06-12 19:44:07     打赏

在进行电源产品的EMI传导测试时,L线(火线)和N线(零线)的表现通常是相似的,因为它们都承载着交流电并构成电路的主要回路。在一些情况下,L线和N线的测试结果可能会存在一定的差异。

以下是对这种差异的分析:

线路阻抗不同:

    • L线和N线在电路中可能具有不同的阻抗。有可能是由于线路本身的材质、长度、截面积等因素造成的。阻抗的不同会导致电流在两条线路上的分布不均,所以也影响到EMI测试的结果。

随着现代电力电子技术、通信技术和高密度数据传输技术的发展,高频、高灵敏度、高集成度和高可靠性的电气和电子设备的应用越来越广泛。然而,这些设备不可避免地以传导或辐射的方式产生电磁能量或电磁骚扰,影响供电系统和电网的稳定运行,降低用电设备性能,干扰远程和数据通信,甚至影响航空导航而危及人的生命(如图 所示)。为了保证设备能够在复杂的电磁环境中正常工作,并且避免造成电磁污染,人们对电气和电子设备的电磁兼容性提出了严格的要求。

电力电子变换器的主功率器件在开关过程中会产生很高的电压和电流变化率,通过导电介质和近场耦合等方式在输入电源线中产生电磁噪声。这些电磁噪声不仅污染电网,还影响同一电网中其它设备的正常工作,由此引起传导EMI的问题,如图 所示。

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共模干扰是L对地以及N对地的干扰。在反激电源中,共模干扰主要有3个耦合路径:

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    • 以前做过一个测试,一个5MHZ附近,L线和N线测出来的区别明显,L线红色圈的就超线,N就不超线。是由于L线在该频率下的阻抗较大,导致电流分布不均,从而产生更多的电磁干扰。


    • 干扰源位置:

    • EMI干扰源可能更靠近L线或N线中的某一条。如果干扰源靠近L线,那么L线的测试结果可能会更高;反之亦然。

    • 在电源中,如果某个元件或电路产生的电磁干扰主要耦合到L线上,那么L线的测试结果就会相对较高。

    • 测试条件与设备:

    • 测试条件(如电压、频率、负载等)和设备(如测试接收机、耦合/去耦网络等)的不同也可能导致L线和N线测试结果的差异。

    • 测试接收机的等效电路图可以帮助我们更好地理解测试过程中信号的处理和转换过程。不同的接收机可能具有不同的电路设计和参数设置,这会影响到测试结果的准确性和一致性。


LISN 中的共模和差模负载示意图:


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在共模电压负载为25Ω,而差模电压负载为100,从而得到对应的L线和N线上的噪声电压(测试时不区别差模电压还是共模电压)如下:

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可以看到,如果不考虑任意EMI滤波器存在的话,L线上的噪声电压要高于N线上的噪声电压,这取决于差模电流的大小,L线和N线还是存在细微的差异.

L线与N线在EMI测试中的差异分析

在不考虑EMI滤波器存在的情况下,L线(火线)与N线(零线)在EMI(电磁干扰)测试中确实会表现出细微的差异,这种差异主要来源于差模电流的大小以及线路本身的一些特性。以下是对这种差异的具体分析:

差模电流的影响:

差模干扰是存在于L和N线之间的电流,其大小和方向在L线和N线上是相反的。由于L线和N线在电路中的位置和连接方式可能有所不同,这会导致差模电流在L线和N线上的分布不均。

当差模电流较大时,L线上的噪声电压往往会高于N线。这是因为差模电流在L线上的流动可能会受到更多的阻碍或干扰,从而产生更高的噪声电压。

线路特性的差异:

L线和N线在材料、长度、截面积等方面可能存在差异,这些差异会导致它们在电气性能上有所不同。例如,L线和N线的阻抗可能不同,这会影响电流在它们之间的分布和传输。

另外,L线和N线在连接电源和设备时的方式也可能不同,例如某些设备可能更倾向于从L线获取电流,这也会导致L线上的电流和噪声电压相对较高。

测试条件和设备的影响:

在进行EMI测试时,测试条件和设备也会对L线和N线的测试结果产生影响。例如,测试接收机的灵敏度、耦合/去耦网络的参数设置等都可能影响到测试结果。

如果测试条件或设备设置不当,可能会导致L线和N线的测试结果出现较大差异。







关键词: 每周了解几个硬件知识    

院士
2024-06-13 06:09:32     打赏
2楼

谢谢楼主的无私分享~!


专家
2024-06-13 06:41:34     打赏
3楼

谢谢分享


专家
2024-06-13 08:17:43     打赏
4楼

谢谢楼主分享


专家
2024-06-14 08:07:54     打赏
5楼

谢谢分享


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